circuiti risonanti (serie e in parallelo)

I circuiti risonanti sono circuiti che si utilizzano per selezzionare una determinata frequenza, si classificano in circuiti risonanti serie e parallelo.

circuiti risonanti in serie

Consideriamo un circuito costiuto da una resistenza RS una bobbina L e un condensatore C collegati in serie, siano alimentati da un generatore sinosoidale G di frequenza variabile e pulsazione w (omega)=2p greco*f* un particolare valore della frequenza F0 (pulsazione w0=2p greco*F0) detta frequenza di risonanza,l'impedenza del circuito assume il valore minimo RS, perchè le reattanze di segno opposto della bobbina e del condensatore si conpensano .

curva di risposta di un circuito risonante in serie

La curva di risposta di un circuito risonante serie rapresenta l'andamento del rapporto I/I0 al variare della pulsazione w=w0 risulta I/I0=1 .

Importanti sono i due valori w1 ed w2 per i quali il rapporto diventa I/I0=1/sqrt(radice quadrata)2. la differenza B=w2-w1 e detta larghezza di banda che si puo' calcolare anche con la formula B=w2/Q .Vale anche la relazione w0=sqrt(radice quadrata)w1*w2 .

da finire

I segnali elettrici

Il segnale elttrico è una grandezza elettrica ad.esmpio una tensiome che esiste in un dispositivo di telecomunicazioni.
Esistono segnali determinati e aleatori: un segnale si dice determinato quando è noto il suo andamento nel tempo ed è rapresentabile mediante una espressione analitica o un grafico.Un segnale si dice aleatorio quando non è prevedibile il suo andamento e il segnale varia in modo casuale. Di un segnale oleatorio si possono calcolare le grandezze statistiche.

Le telecomunicazioni

la disciplina telecomunicazioni si occupa dello studio dei principi e delle tecniche su cui si basono i moderni sistemi di telcomunicazione. Telecomunicazine uguale comunicazione a distanza un sistema di comunicazione implica la presenza di una sorgente che emette un messaggio e di un destinatario che lo riceve un sistema di telecomunicazioni implica l'utilizzo di un trasmettitore in cui la sorgente affida il messaggio di un canale di trasmissione e di un ricevitore che consegna il messaggio al destinatario.

Quando il sistema di telecomunicazioni implica l'utilizzo di segnali elettrici si è in presenza di un sistema di telecomunicazioni elettriche ad.esempio il telefono.Un sistema di telecomunicazioni non elettriche il servizio postale..

Rumore

Ogni sistema di elaborazione (ad.esempio l'amplificatore) o di trasmissione (ad.esempio
collegamento telefonico) aggiunge al segnale che transita dal suo ingresso alla sua uscita un segnale indesiderato detto rumore (noise),costituito da un insieme di frequenze distribuite in modo casuale nella banda interessata dal sistema .Ciò pone un limite alla minima ampiezza che deve avere il segnale per essere rilevato dall'apparato .Il livello del segnale deve essere sensibilmente superiore a quello del rumore .Viene quindi definito il rapporto segnale
rumore...
snr=signal to noise ratio
sn=(s/n)db=10 log s/n
S = potenza media del segnale utile
N = potenza media del rumore

l'oscilloscopio

L'oscilloscopio è uno strumento che permette di osservare su uno schermo l'andamento di una tensione periodica. L'oscilloscopio dotato di uno schermo sul quale compare il diagramma della tensione, sullo schermo sono tracciati due assi di un sistema di riferimento cartesiano.L'asse dei tempi (asse x) e l'asse delle ampiezze (asse y) ogni asse è diviso in segmenti detti divisioni il cui valore e impostabile tramite due commutatori :il commutatore x (time/div) e il commutatore y (volt/div) il commutatore time/div imposta il valore delle divisioni dell'asse dei tempi. ,in sotto multipli di secondi (m s, micro s, ns).Il commutatore time/div imposta il valore delle divisioni dell'asse delle ampiezze in volt e mv.

notazione esponenziale dei numeri

I numeri potenza del dieci cioè: (10, 100, 1000 ecc..)si rapresentano in modo sintetico con la forma esponenziale come potenza di 10 ovvero 10 elevato a quanti zeri contiene il numero :
(questo vale anke per i numeri minori di 1)

codice a colori delle resistenze

amplificatore (configurazione non invertente)

G=(1+R2/R1)

ringresso = infinito

Vo=G*VI

I=VI/R1

amplificatore (configurazione invertente)

G=-R2/R1

ringresso =R1

Vo=G*Vi

i=-Vi/R1

teorema di Fourier

Se un segnale V (t) non è sinusoidale ma è periodico con frequenze f0 (f zero) esso è scomponibile nella somma di una costante a 0 (zero) e di un numero infinito di sinusoidi di ampiezza , fasi e frequenze pari a f0,2f0,3f0,4f0 ecc...

amplificatori operazionali

un amplificatore è una rete a due porte ,la prima necessità che si incontra nell'elaborare i segnali è quella di amplificarli : che cosa significa ?
alcuni dispositivi ,come i trasduttori (che convertono un segnale in un segnale elettrico) forniscono segnali molto piccoli e dotati di energia molto basse. l'elaborazione è molto Più semplice se si aumenta l'ampiezza del segnale . un amplificatore compie proprio questo compito. il simbolo circuitale di un amplificatore è





(simbolo circuitale di un amplificatore)

esempio

sistema di comunicazione a fibra ottica

fibra ottica

fibre ottiche

Una fibra ottica è costituita da un sottilissimo 'filo' di purissimo vetro di silice detto core, e da un 'mantello' (cladding) sempre di vetro ma con un indice di rifrazione n (rapporto tra le velocità della luce nel vuoto e nel mezzo n= c/v) diverso.Sfruttando questo fatto e la legge di snell si possono inviare nella fibra, mediante apposite sorgenti laser, segnali sotto forma di luce con velocità prossime a quelle della luce stessa.

funzionamento di un sistema di comunicazione a fibra ottica

Il segnale elettrico entra nel fotoemettitore che trasforma la corrente elettrica in un segnale luminoso passa nella fibra ottica e poi arriva nel fotorivelatore che trasforma il segnale luminoso in un segnale elettrico.

impianto di ricezione satellitare

Componenti essenziali per prendere il segnale dal satellite

parabola (off_set)

convertitore o lnb

ricevitore digitale

cavo coassiale

antenna parabolica

Data la profonda diversità del segnale radiotelevisivo terrestre rispetto a quello proveniente da satellite, per la ricezione di quest'ultimo non si può impiegare un'antenna tradizionale, bensì un'antenna dotata di grande direttività ed efficienza, in grado di captare segnali provenienti dalla distanza di 36.000 Km.

Tale antenna, comunemente chiamata "parabola", è un disco a sezione parabolica, generalmente in alluminio, che converge in un unico punto chiamato "fuoco" le onde elettromagnetiche provenienti dal satellite. Nel fuoco è posizionato un apparecchio, chiamato "convertitore" o "LNB", che, come spiegato più avanti, ha il compito di amplificare il segnale intercettato e modificarne la frequenza.

Le antenne si possono dividere in due categorie:

antenne prime focus (primo fuoco)

antenne off-set (fuoco spostato)

antenne primo focus:il convetitore si trova esattamente nel fuoco (centro) geometrico della parabola, con la conseguenza di creare una sorta di zona d'ombra sul disco in quanto sia il convertitore che il suo supporto si trovano sulla traiettoria del segnale in arrivo. Ciò provoca una leggera diminuzione del rendimento della parabola poiché non tutto il segnale utile viene riflesso sull'LNB.

Antenne "off-set": la concavità leggermente modificata del disco fa sì che le onde vengano riflesse non esattamente nel fuoco geometrico, ma in un punto spostato più in basso. In questo modo posizionando l'LNB in tale punto non si avrà alcuna ombra sull'antenna in quanto le onde elettromagnetiche non incontreranno alcun ostacolo prima di essere riflesse. Inoltre le antenne off-set possono essere montate con un angolo d'inclinazione sull'orizzontale inferiore di quello per le prime focus e ciò evita l'accumulo di neve o pioggia all'interno del disco in caso di cattivo tempo, effetto che può attutire il segnale e compromettere la visione.
dimensioni dell'antenna:l diametro del disco parabolico varia essenzialmente in relazione a ciò che si vuol vedere e alla posizione geografica in cui viene installato.I satelliti diffondo i segnali televisivi su un'area molto vasta, ma la potenza del segnale diminuisce allontanandosi dalla zona centrale del "footprint" e andando verso l'esterno .
Per tale motivo antenne installate nelle regioni periferiche di un footprint dovranno avere dimensioni maggiori di quelle installate nelle zone centrali. Così per un satellite che diffonda un segnale centrato nel cuore dell'Europa, gli utenti dalla Sicilia avranno bisogno di antenne più grandi di quelli per gli abitanti del nord Italia.
installazione:Il vincolo fondamentale per l'installazione dell'antenna parabolica riguarda la sua ubicazione: dal momento che i satelliti sono in orbita sull'equatore l'antenna andrà necessariamente puntata a sud e quindi orientata ad est o ad ovest a seconda del satellite desiderato. Bisogna quindi disporre di un balcone, un terrazzo, una finestra o comunque di un punto dal quale si veda il sole a mezzogiorno. In alternativa si può montare la parabola direttamente sul tetto (pressoché unica possibilità nel caso di impianti condominiali). L'importante è comunque che l'antenna punti a sud e che non sia coperta da ostacoli come alberi o altri palazzi a distanza molto ravvicinata.
motore:serve a muovere la parabola per prendere altri satelli.

come si usa un tester..

Un tester digitale sufficientemente preciso per uso hobbistico si può acquistare oramai con pochi spiccioli: considerata l'utilità dello strumento, è un vero peccato non procurarsene uno.Le parti principali di un tester sono il display, dove appaiono i valori misurati, il selettore, di tipo digitale oppure analogico,che permette di scegliere la portata più adatta alla misura da effettuare, ed un paio di puntali, uno rosso (positivo) ed uno nero (negativo), che vanno inseriti nelle apposite boccole.

tester di tipo analgico

tester di tipo digitale

Ogni tester è dotato di due puntali rosso e nero, tramite conduttori flessibili (cordoni), a due spine. Quella nera deve essere sempre Inserita nella boccola comune (COM.), quella rossa nella boccola contrassegnata con il simbolo della grandezza elettrica che si vuol misurare. Le tre scale più comuni, presenti nello stesso quadrante, si riferiscono alle misure resistive, di corrente e di tensione.
Per le misure di corrente,il puntale rosso va inserito nella boccola contrassegnata "A"

Per le misure di tensione,il puntale rosso va inserito nella boccola contrassegnata "V"

per le misure di resistenze,il puntale rosso va inserito nella boccola contrassegnata "Ω"

il selettore della misura (tester digitale)

La manopola che si trova al centro del tester (figura tester digitale) permette di scegliere, di volta in volta, sia il tipo di grandezza che si vuol misurare, sia la portata massima, ovvero il massimo valore misurabile. Come si vede, la rotazione è suddivisa in vari settori.

Per le misure di resistenze,vengono indicate dal caratteristico simbolo "Ω"; in funzione della resistenza che pensiamo di misurare, sceglieremo una delle portate indicate: 200 (ohm), 2k (2 kohm), 200k (200 kohm), 2M (2 megaohm), 20M (20 megaohm). La scelta della giusta portata è importante per avere una misura precisa.

Per le misure di tensione continua, si usano le portate 200m (200 millivolt), 20, 200 e 1000 V. Anche per queste misure vale il principio di scegliere sempre la portata più vicina, ovvero immediatamente superiore, al valore che si intende misurare.

successivamente sono indicate le misure di corrente alternata indicate da "A~" e quindi le misure di corrente continua indicate da "A--".Per ogni misura, occorre quindi posizionare la manopola all'interno del settore corrispondente, scegliendo la portata più vicina, come visto in precedenza.