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Frequenze immagini
Tutti i ricevitori radio, e gli scanner che prendiamo qui ad esempio, soffrono con più o meno evidenza di una imperfezione strutturale che determina la ricezione di segnali indesiderati in quelle che vengono definite frequenze immagini. Non vi sono apparati del tutto immuni a questo difetto e pertanto è utile comprendere la dinamica interna che genera queste componenti così da avere una base di conoscenza per discriminare tra uno scanner ottimo oppure inadeguato sotto tale aspetto. Infatti le frequenze immagini possono in certe condizioni disturbare l'ascolto, un fattore che pertanto non va sottovalutato.
Chiariamo intanto il meccanismo all'origine del problema. Un ricevitore supereterodina, la configurazione circuitale di ogni apparato radio per V/UHF, adotta una conversione di frequenza con lo scopo di traslare qualsivoglia segnale sintonizzato (sia ad esempio 47.425 , 174.000 , 465.450 MHz) ad un valore fisso detto media frequenza (MF) dove viene di seguito amplificato e demodulato così da estrarre l'audio od i dati che fanno parte della trasmissione captata. La conversione avviene in pratica utilizzando un segnale di oscillatore locale (OL) sintetizzato internamente allo scanner, questo nello stadio detto mixer si combina con il segnale proveniente dall'antenna generando in uscita una frequenza che è la somma oppure la differenza tra le due componenti. Un esempio numerico renderà più semplice quanto esposto. Con l'ausilio della figura 1 si consideri di avere a disposizione uno scanner a singola conversione con MF pari a 5 MHz. Poniamo ora di volere ricevere un segnale di 46 MHz. Ci è sufficiente allo scopo impostare il sintetizzatore OL su 51 MHz ed ecco che la differenza 51 - 46 = 5 MHz soddisfa il requisito imposto.
[Figura 1] L'operazione di conversione in uno scanner. Il segnale di ingresso su 46 MHz è convertito al valore di media frequenza. Il processo porta a ricevere anche un'altra frequenza (immagine) su 56 MHz
Dove si concentra il problema? Purtroppo l'operazione di somma oppure differenza compiuta dal mixer determina un'altra frequenza di ingresso, dunque ancora un segnale captato dall'antenna, che ugualmente risponde al requisito delineato poco sopra. Quest'altra frequenza, detta immagine in quanto su posizione speculare rispetto l'oscillatore locale, è in questo caso di 56 MHz. Difatti 51 - 56 = 5 MHz come prima, precisiamo che il segno nel risultato non ha significato in questo contesto. In altri termini il nostro apparato riceve contemporaneamente su due frequenze distinte. Per fare in modo di ascoltare l'emissione presente nella sola frequenza voluta è necessario utilizzare un filtro preselettore che lasci transitare il segnale desiderato, su 46 MHz per restare all'esempio, mentre attenui fortemente l'immagine che nello specifico cade a 56 MHz. Sfortunatamente i filtri preselettori per essere efficaci richiedono un allineamento preciso ed un insieme di componenti complessivamente di un certo ingombro. Questi requisiti male si accostano agli apparati radio portatili dove la miniaturizzazione ed il costo sono i fattori chiave. Dato che all'atto pratico un compromesso è inevitabile diviene importante sapere leggere nelle caratteristiche dello scanner per capire di quanto vengono attenuate le frequenze immagini, i punti seguenti riassumono dei criteri generali per la valutazione:
Su bande inferiori a 30 MHz
Attenuazione minima di 60dB, ottimale di almeno 70 dB
Su bande 30 ~ 500 MHz
Attenuazione minima di 50dB
Su bande superiori a 500 MHz
Attenuazione minima di 40dB, ottimale di almeno 50 dB
Le cifre tengono conto del tipico campo dinamico nei segnali presenti su bande HF, VHF ed UHF. Come avrete modo di accertare alcuni produttori non includono il parametro reiezione immagini nelle caratteristiche di taluni loro modelli, portatili in primis. Ciò a volte porta a spiacevoli sorprese con apparati che pure eccellenti sotto altri aspetti si dimostrano modesti, od anche scadenti, nel riuscire ad isolare la sola frequenza di ascolto.
L'insufficiente attenuazione delle frequenze immagini è un fattore comune a molti ricevitori, negli scanner portatili a causa della carenza di informazioni che contraddistingue le caratteristiche riportate nei manuali d'uso la situazione è ancora più critica. In mancanza di dati e valori certi vi è infatti il problema, eminentemente pratico, di riuscire a distinguere se un segnale che stiamo ascoltando è attivo nella frequenza da noi sintonizzata, come dovrebbe, oppure deriva da una frequenza immagine. Soprattutto chi è alle prime esperienze nel mondo del radioascolto può essere tratto in inganno ritenendo di avere captato un segnale che invece opera su tutt'altro canale radio. La situazione è complicata dal fatto che ogni modello di scanner è diverso sotto questo profilo. Poniamo l'esempio di usare un portatile di marca AOR sintonizzato sui 135,225 MHz in AM. Un tipico ascolto in banda aeronautica dunque. Essendo il ricevitore a tripla conversione (ottima configurazione) con la 1° media frequenza (MF) a 243,950 MHz, la 2° a 21,700 MHz e la 3° a 450 KHz avremmo una serie di traslazioni come da figura 1.
[Figura 2] Le tre conversioni di frequenza entro lo scanner
Le frequenze immagini, ovvero dove l'apparato si trova a ricevere dei segnali pure essendo sintonizzato altrove, sono di ordine multiplo per un esempio come questo. Ogni conversione per sua natura aggiunge complessità al fenomeno, alla fine considerando pure il contributo dovuto alle prime armoniche del sintetizzatore che genera i segnali di conversione ecco che avremmo una molteplicità di immagini su canali quali:
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91,825 MHz
134,325 MHz
514,400 MHz
623,125 MHz
.... eccetera
La gran parte di queste immagini sono comunque attenuate a tal punto da non causare effettivi disturbi. Ne permangono però alcune, fortunatamente poche, che presentandosi con una reiezione anche modesta fanno credere all'utilizzatore dello scanner di aver centrato una emissione mentre in realtà il canale è silente e ciò che si ascolta sta trasmettendo su altra frequenza. Come riconoscere questi segnali indesiderati? La prima regola concerne l'intensità dei segnali: le immagini sono sempre ricevute attenuate e dunque di raro danno indicazioni significative sull'S-meter dello scanner, inoltre sono stabili ovvero non presentano fluttuazioni e/o sovrapposizioni tipiche invece delle intermodulazioni - una diversa categoria di componenti spurie. La seconda regola è di tipo operativo: qualora si ascolti un radiotaxi sulla banda dei 65 MHz, che in Italia non è dedicata ai servizi PMR civili, vi è un chiaro indizio che stiamo captando una trasmissione che invece impiega (poniamo) la banda dei 163 MHz. La terza regola ha valenza generale: entro una data banda dove l'elettronica dell'apparato adotta una modalità di funzionamento continua la distanza tra frequenza immagine e frequenza reale rimane sempre la stessa. Chiariamo il tutto con un esempio.
Ascoltiamo in FM sui 382.125 MHz un radioamatore che apparentemente impegna un ponte radio. Se dopo un lungo ascolto il segnale non pare affetto da distorsioni o evanescenze sospette possiamo in prima istanza scartare che si tratti di una intermodulazione. Sapendo poi che le bande radioamatoriali più prossime sono sui 145 e 430 MHz vi è un evidente sospetto che ci suggerisce di controllare su queste porzioni. Rilevando infine che l'emissione reale è sui 431.225 MHz calcoliamo che la differenza vale 431.225 - 382.125 = 49.100 MHz, prendendo nota di questa cifra qualora in una diversa occasione ascolteremo un segnale dubbio su 412.500 MHz potremmo verificare immediatamente la sua "autenticità" sintonizzandoci 49.100 MHz sopra.
Grundig, la radio ... di grande presenza
FM, LW, MW, 1.6-30 MHz
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