LABORATORIO 1

Questa attività è progettata per prendere confidenza con un sistema di conversione di frequenza, con un generatore a R.F. , con un analizzatore di spettro e con le trasformazioni dei segnali prodotte dalle modulazioni di ampiezza e di frequenza. Ciò è importante per gli esperimenti di ottica quantistica nei quali è necessario modulare i Laser.

STRUTTURA DEL SISTEMA All’ingresso può essere inviato il segnale proveniente da un generatore a R.F. oppure il segnale captato da un’antenna VCO: Voltage Controlled Oscillator

IL SISTEMA AMPL. VCO MIXER fL IN fR Uscita I.F. Alimentaz. REGOLAZ. fL 

Come abbiamo visto, quando agli ingressi di un mixer sono applicati segnali a frequenza fR (segnale a R.F.) e fL (segnale di oscillatore locale), all’uscita I si hanno segnali a frequenza somma e a frequenza differenza: fR + fL e fR - fL .

IL GENERATORE

Nel sistema proposto, l’analizzatore di spettro è in effetti un ricevitore estremamente sensibile, tarato in ampiezza e in frequenza, la cui frequenza di ricezione viene spazzata periodicamente e automaticamente entro un intervallo regolabile. Con questo strumento si possono eseguire determinazioni precise di frequenza, di ampiezza e di larghezza di banda. La sua utilità più immediata è quella di permettere di rivelare rapidamente la presenza di segnali in un ampio intervallo di frequenza.

                                                                    L’ANALIZZATORE DI SPETTRO         

IL DISPLAY

I COMANDI

La struttura indicata permette di studiare segnali di frequenza compresa fra 0 e 4500 MHz. Fra 0 e 1500 MHz direttamente con l’analizzatore di spettro; fra 1500 e 4500 MHz per mezzo della loro conversione di frequenza a una banda di frequenza più bassa.

APPENDICE 1 La modulazione di Frequenza Questa appendice e la seguente saranno utili quando dovremo trattare la modulazione dei Laser con segnali sinusoidali a frequenza altissima.

fp Esempio di portante modulata in frequenza: fm = 600 KHz nel dominio delle frequenze Indice di modulaz. basso fp

fp Esempio di portante modulata in frequenza: fm = 600 KHz nel dominio delle frequenze fp Indice di modulaz. maggiore

La modulazione di ampiezza APPENDICE 2 La modulazione di ampiezza

(m << p) Il segnale modulante ha la forma: mentre la portante è: (m << p) Il segnale modulato in ampiezza assume la forma: Il fattore si chiama indice di modulazione e deve essere sempre <1.

L’espressione del segnale modulato in ampiezza, con passaggi trigonometrici, diventa: e, come si vede, è costituito da un segnale alla frequenza della portante e dalle due “bande laterali” che distano da questa di più e meno la frequenza del segnale modulante.

Il segnale modulato nel dominio del tempo:

Esempio di portante modulata in ampiezza nel dominio delle frequenze (Il segnale modulante ha una piccola componente di seconda armonica)

Temi: Determinare quale è il piu’ piccolo segnale ricevibile Captare con l’antenna i segnali ricevibili: come sono? L’operazione di mixaggio ha un guadagno di potenza? Osservare e descrivere il segnale sul display dell’analizzatore di spettro quando il VCO viene modulato in frequenza applicando un segnale ad alta frequenza all’ingresso di modulazione. 5. Osservare e descrivere il segnale sul display dell’analizzatore di spettro e all’oscilloscopio quando il generatore dell’oscillatore locale viene modulato in ampiezza.

FINE