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Sistemi di comunicazione

Per comunicazione si intende uno scambio di informazioni tra due o più sistemi. I sistemi di comunicazione principali sono:

1) il sistema telefonico
2) il sistema radiofonico
3) il sistema televisivo
4) il sistema telematico per la trasmissione dati

Questo scambio di informazioni, avviene trasmettendo segnali elettrici su cavi in rame oppure trasmettendo segnali elettromagnetici via etere.

Se il segnale che contiene l'informazione, è una funzione continua nel tempo, la trasmissione è detta analogica. Se la trasmissione è costituita da simboli codificati, la trasmissione è numerica.

Un sistema di trasmissione è costituito dai seguenti elementi:

Una sorgente che produce il segnale analogico o digitale (audio, video, dati).
Un trasduttore di trasmissione che trasforma la grandezza fisica da trasmettere in un segnale elettrico (modulazione).
Un trasmettitore che rende il segnale adatto ad essere trasmesso sul canale trsmissivo (un cavo o l'etere).
Il ricevitore: i segnali ricevuti dal canale trasmissivo vengono ricostruiti con un processo inverso a quello della trasmissione (demodulazione).
Trasduttore di ricezione: il segnale demodulato, dopo essere stato opportunamente amplificato, viene trasformato in una grandezza fisica adatta all'utilizzo (altoparlanti, schermi, stampanti).
Il destinatario, che è l'utilizzatore dell'informazione contenuta nella trasmissione.

Per poter progettare un sistema di comunicazione occorre conoscere:

1) il tipo di informazione
2) la quantità di informazione
3) la distanza tra ricevitore e trasmettitore
4) la qualità minima della trasmissione (S/N)

Indipendentemente dal tipo di trasmissione il segnale subisce dei deterioramenti causate dalla distorsione del mezzo trasmissivo che limita la larghezza di banda disponibile. Al contrario, un segnale trasmesso in un mezzo ideale, ha larghezza di banda infinita.

La degradazione del segnale è irreversibile per il segnale analogico ma può non esserlo per il segnale numerico. Infatti nel caso del segnale analogico qualsiasi piccola variazione rispetto al segnale originario risulta essere una irreversibile perdita della qualità dell'informazione. Nel segnale di tipo numerico, l'informazione è contenuta in un codice simbolico: la qualità dell'informazione rimane invariata finché il codice è riconoscibile.

Se le caratteristiche del mezzo trasmissivo sono uguali a quelle del segnale da trasmettere, e possono essere contenute nella banda di trasmissione associata al mezzo, il segnale può essere trasmesso direttamente sul mezzo trasmissivo e in tal caso, proprio perché il segnale non è modificato, la trasmissione è detta in banda base. Questo è il caso della voce umana che si può rappresentare in un campo di frequenze che vanno da 0 a 3kHz.

La fonia in voce, infatti, può essere trasmessa direttamente su un mezzo come la linea in rame dato che tale mezzo può contenere la banda 0-3kHz dove il segnale vocale S può essere collocato. Se il mezzo trasmissivo ha delle caratteristiche diverse dal segnale da spedire, la banda originaria del segnale S da trasmettere deve essere traslata di una quantità fL, in modo da adattarla alle caratteristiche fisiche del mezzo trasmissivo usato .

Questo è il caso della radiofonia, dove il segnale in fonia, prima di essere trasmesso sulle frequenze dell'etere deve essere traslato in modo da poter essere contenuto nella banda di frequenze di tale mezzo. Si parla in tal caso di trasmissione in banda traslata dove il meccanismo di traslazione è la modulazione.

Nella trasmissione in banda base, invece il segnale elettrico S viene inviato direttamente nel canale di trasmissione che deve avere uno spettro di frequenza di tipo 'passa basso' con frequenza di taglio pari ad fH uguale o maggiore alla massima frequenza del segnale S. Altrimenti subentrano le distorsioni di ampiezza e le frequenze più alte del segnale S vengono tosate .

Nella radiofonia si usa la banda traslata perché le antenne devono avere delle dimensioni paragonabili alla lunghezza d'onda del segnale da trasmettere e data la fondamentale relazione :

dove λ è la lunghezza d'onda, f è la frequenza e c=300.000km/s è la velocità della luce notiamo che per trasmettere un segnale vocale ad esempio sui 1000 Hz occorre:

un'antenna larga 300 km mentre se il segnale è traslato di 100MHz, tipico di una stazione FM si ha:

                          che è accettabile.

per contro ci saranno i processi di modulazione e demodulazione di cui i sistemi di trasmissione e ricezione dovranno farsi carico.

 

 

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