Dispense del corso - Dipartimento Ingegneria dell'Informazione ...
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Facoltà di Ingegneria 54 per cui il segnale di uscita è una combinazione del segnale informativo s(t) e della sua trasformata di Hilbert s(t). Per ovviare a questo inconveniente si utilizza generalmente un circuito per il recupero della portante, che sarà descritto successivamente. 4.3.4 Rapporto Segnale/Rumore per una modulazione SSB Un segnale modulato SSB, y(t), può essere scritto nella forma dell’eq.(4.50). La trasformata di Hilbert s(t) del segnale s(t) ha una densità spettrale di potenza uguale a quella di s(t), come si dimostra utilizzando la definizione di densità spettrale di potenza Pbs,bs(f) = | − j · segn(f)| 2 Ps,s(f) = Ps,s(f). Inoltre i segnali s(t) e s(t) sono scorrelati. Consideriamo il caso del segnale SSB con soppressione della banda inferiore. La potenza del segnale all’ingresso del demodulatore SSB, in assenza di rumore risulta Si = V 2 0 2 s2 (t) + V 2 0 2 s2 (t) = V 2 0 2 s2 (t) + V 2 0 2 s2 (t) = V 2 0 s 2 (t) = V 2 0 Pm. (4.57) La potenza del rumore all’ingresso è ancora esprimibile mediante l’eq.(4.24). Il SNRi risulta così 2 V0 s SNRi = 2 (t) . (4.58) N0B Valutiamo adesso il SNRu. La banda del segnale modulato SSB è uguale a B, per cui la banda risulta centrata sulla frequenza f0 + B , avendo sup- 2 posto di trasmettere la banda laterale superiore; il rumore n(t) nella sua rappresentazione a banda stretta può essere così scritto n(t) = a(t)cos 2π f0 + B t − b(t)sin 2π f0 + 2 B t (4.59) 2 La demodulazione del segnale viene effettuata mediante il demodulatore prodotto di figura 4.10. Il segnale z ′ (t) dopo il moltiplicatore per cos(2πf0t) e il filtraggio passa-basso risulta: z ′ (t) = V0 2 s(t) + a(t) 2 b(t) cos(πBt) + sen(πBt). (4.60) 2 La componente s(t) viene eliminata dal demodulatore; tuttavia si può notare una differenza rispetto ai demodulatori AM e DSB: ambedue le componenti del rumore, quella in fase e quella in quadratura, influenzano il segnale demodulato, contrariamente ai casi precedenti in cui soltanto la componente in
Facoltà di Ingegneria 55 fase a(t) contribuiva al segnale di uscita. In assenza del rumore, la potenza del segnale demodulato risulta Su = V 2 0 s 2 (t) 4 . (4.61) Valutiamo la potenza del rumore in assenza del segnale. Posto: x(t) = a(t)cos(πBt) (4.62) la densità spettrale di potenza media Px,x(f) risulta uguale a Px,x(f) = 1 4 Pa,a f − B 2 + Pa,a f + B 2 da cui si ottiene, come rappresentato in figura ??(c), N0 Px,x(f) = 4 0 per −B ≤ f ≤ B altrimenti La potenza media di rumore di x(t) è uguale a Px = N0 4 la potenza media del rumore all’uscita del demodulatore da cui SNRu Nu = 1 4 Px + 1 4 Px = 1 2 Px = N0B 4 SNRu = V 2 0 s2 (t) 4 N0B 4 = V 2 2B = N0B 2 (4.63) (4.64) e quindi (4.65) 0 s 2 (t) N0B = SNRi (4.66) La figura di merito, Fm, è uguale a 1 come nella modulazione DSB. 4.4 Modulazione vestigiale VSB 4.4.1 Caratteristiche del segnale VSB La modulazione SSB richiede una banda di trasmissione uguale a quella del segnale informativo. Tuttavia, come abbiamo visto in precedenza, la sua realizzazione può risultare alquanto critica. Il modulatore SSB richiede ad esempio l’uso di filtri passa-banda notevolmente selettivi o di trasformatori di Hilbert. Per ovviare a questi inconvenienti senza aumentare in modo significativo la banda di trasmissione si può utilizzare la modulazione con banda laterale residua, VSB (Vestigial Side Band).
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Facoltà di <strong>Ingegneria</strong> 54<br />
per cui il segnale di uscita è una combinazione <strong>del</strong> segnale informativo s(t)<br />
e <strong>del</strong>la sua trasformata di Hilbert s(t). Per ovviare a questo inconveniente<br />
si utilizza generalmente un circuito per il recupero <strong>del</strong>la portante, che sarà<br />
descritto successivamente.<br />
4.3.4 Rapporto Segnale/Rumore per una modulazione<br />
SSB<br />
Un segnale modulato SSB, y(t), può essere scritto nella forma <strong>del</strong>l’eq.(4.50).<br />
La trasformata di Hilbert s(t) <strong>del</strong> segnale s(t) ha una densità spettrale di<br />
potenza uguale a quella di s(t), come si dimostra utilizzando la definizione<br />
di densità spettrale di potenza Pbs,bs(f) = | − j · segn(f)| 2 Ps,s(f) = Ps,s(f).<br />
Inoltre i segnali s(t) e s(t) sono scorrelati.<br />
Consideriamo il caso <strong>del</strong> segnale SSB con soppressione <strong>del</strong>la banda inferiore.<br />
La potenza <strong>del</strong> segnale all’ingresso <strong>del</strong> demodulatore SSB, in assenza di<br />
rumore risulta<br />
Si =<br />
V 2<br />
0<br />
2 s2 (t) +<br />
V 2<br />
0<br />
2 s2 (t) =<br />
V 2<br />
0<br />
2 s2 (t) +<br />
V 2<br />
0<br />
2 s2 (t) = V 2<br />
0 s 2 (t) = V 2<br />
0 Pm. (4.57)<br />
La potenza <strong>del</strong> rumore all’ingresso è ancora esprimibile mediante l’eq.(4.24).<br />
Il SNRi risulta così<br />
2 V0 s<br />
SNRi = 2 (t)<br />
. (4.58)<br />
N0B<br />
Valutiamo adesso il SNRu. La banda <strong>del</strong> segnale modulato SSB è uguale<br />
a B, per cui la banda risulta centrata sulla frequenza f0 + B , avendo sup-<br />
2<br />
posto di trasmettere la banda laterale superiore; il rumore n(t) nella sua<br />
rappresentazione a banda stretta può essere così scritto<br />
<br />
n(t) = a(t)cos 2π f0 + B<br />
<br />
t − b(t)sin 2π f0 +<br />
2<br />
B<br />
<br />
t (4.59)<br />
2<br />
La demodulazione <strong>del</strong> segnale viene effettuata mediante il demodulatore prodotto<br />
di figura 4.10. Il segnale z ′ (t) dopo il moltiplicatore per cos(2πf0t) e il<br />
filtraggio passa-basso risulta:<br />
z ′ (t) = V0<br />
2<br />
s(t) + a(t)<br />
2<br />
b(t)<br />
cos(πBt) + sen(πBt). (4.60)<br />
2<br />
La componente s(t) viene eliminata dal demodulatore; tuttavia si può notare<br />
una differenza rispetto ai demodulatori AM e DSB: ambedue le componenti<br />
<strong>del</strong> rumore, quella in fase e quella in quadratura, influenzano il segnale demodulato,<br />
contrariamente ai casi precedenti in cui soltanto la componente in