Stranezza amplificazione

[mosquito]

@ Tuner

Ottimo ! E' inutile citare cose molto complesse quando, per ciò che interessa, bastano pochi ed esaustivi concetti, e comprensibili per tutti.
Bravo Tuner.

 

[cbtotano]

HOoooo....benissimo ragazzi, cosi' vi voglio!...rissa evitata e clima disteso e costruttivo...bravi!! ...che sia la primavera in arrivo?!

Vorrei solo aggiungere un dettaglio alla esaustiva descrizione data del c/n in relazione all'amplificazione introdotta.
Supponiamo che abbiamo a che fare con segnali bassi, e l'antenna o il sistema di antenne stanno gia'dando il massimo, ma il C/N ottenuto non e' molto generoso, conviene non adottare da subito grossi amplificatori magari multi ingresso, tipo IV-V-UHF proprio perche' normalmente il filtro di banda si mangia qualche db, abbassando ulteriormente il C/N in ingresso, oltre agli effetti del rumore elettronico introdotto dall'amplificazione.
In questi casi qualora si voglia recuperare l'uso di un centralino esistente, e' opportuno utilizzare un preamplificatore l/b a basso rumore da un transistor da interporre in telealimentazione sul relativo ingresso.

Questa non vuole e non deve essere una liea guida da adottare universalmente, ragionando a larga banda bisogna vagliare un po' il contesto generale in banda, e soprattutto non bisogna eccedere in amplificazioni inutili, in questi casi anche la qualita' dei componenti di distribuzione gioca un ruolo fondamentale, sia in termini di attenuazione che di schermatura

 

[miram]

Ma non l'avevo già scritto qui.
A volte ho l'impressione che i GURU qui non mi cag***no proprio!!!

 

[Tuner]

Rimananendo sul pratico, le considerazioni da fare dipendono dagli scenari.

Una situazione in cui l'intensità di campo ed il /S/N risultano insufficienti per tutti i segnali ricevuti, propria di zone particolarmente completamente schermate e distanti da tutte le postazioni trsamittenti, è un contesto assai differente rispetto a luoghi dove solo alcuni segnali soffrono di questi problemi.

Poichè il rumore introdotto dall'amplificatore è dovuto all'agitazione termica, più corrente scorre nel dispositivo amplificatore, peggiore sarà la sua figura di rumore. Se ne deduce che un amplificatore a basso rumore avrà, come caratteristica intrinseca, quella di assorbire poca corrente, con la conseguenza inevitabile di poter fornire una potenza d'uscita molto limitata.

Se in generale è fondamentale evitare distorsioni ed intermodulazioni, con gli amplificatori a bassissimo rumore, in particolare per quelli a larga banda, è ancor più fondamentale essere certi che tutti i segnali in ingresso siano tali da far lavorare il dispositivo in zona pienamente lineare, pena l'insorgere di distorsioni ed intermodulazioni che equivalgono a peggiorare drasticamente la figura di rumore dell'amplificatore.

Pertanto, l'impiego di amplificatori a basso rumore deve essere successivo a qualunque intervento migliorativo sull'antenna. Se poi lo scenario è quello appena descritto (dislivelli e rischi di intermodulazioni), diventano indispensabili valutazioni specifiche caso per caso, oggettivamente impraticabili per chi non dispone di strumentazione ed esperienza.
Soltanto per fare un esempio, adottare un preamplificatore a basso rumore a valle di miscelatori e filtri che attenuano significativamente i segnali, potrebbe essere un totale nonsenso.

Tornando ancora una volta sull'importanza dell'antenna...

Prima di affermare che si è già arrivati al massimo possibile rispetto a ciò che si può fare con l'antenna, è bene essere certi di aver impiegato la miglior antenna per quella specifica situazione, a confermare ancora una volta che l'antenna ideale può essere diversa caso per caso.

I -105dBm di noise floor ipotizzati da Radius nel post http://www.digital-forum.it/showpost.php?p=3403505&postcount=79 sono infatto validi se l'antenna è molto direzionale ed è puntata in una direzione in cui la temperatura di rumore non è superiore a 290K.

In altre parole, l'antenna ha un comportamento analogo a quello di un termometro ad infrarossi e la sua temperatura di rumore equivalente dipende grandemente dalle sorgenti di rumore intercettate.
Ne consegue che un'antenna per la ricezione di segnali deboli dev'essere estremamente direzionale, con una reiezione massima rispetto alle sorgenti di rumore, sia locali che distanti, pena ritrovarsi con un piede di rumore ben superiore a quello esistente nella direzione del segnale utile.

 

[Radius]

Tutto interessante, correlato ed applicabile, ma per la maggior parte dei lettori, ci stiamo di nuovo allontanando dall'argomento fondamentale.

Domanda: con un amplificatore a basso rumore posso migliorare in assoluto il rapporto S/N laddove il campo elettromagnetico, trasformato in segnale elettrico dall'antenna è insufficiente rispetto al rumore su quel dato canale?
Risposta: No, in nessun caso.

Domanda: con un amplificatore a basso rumore ed un segnale sufficiente a determinare un rapporto S/N decente nello specifico scenario, posso rendere ricevibile quel segnale ad un tipico decoder per DTT ?
Risposta: Sì, ma sebbene col preamplificatore si possa ovviare alla scarsa sensibilità del decoder o compensare l'attenuazione di linea/distribuzione, così facendo peggoreremo, in assoluto, il rapporto C/N.

Domanda: come posso migliorare in assoluto il rapporto S/N (o meglio ancora il SINR citato da Radius) per ottenere la ricezione, od un incremento del margine di ricezione?
Risposta, solo agendo sull'antenna, o trovando una collocazione più efficace, cioè laddove aumenta il dislivello tra segnale utile e rumore, oppure (o anche) sostituendola con un'altra di caratteristiche più adatte alla specifica situazione, ovvero in grado di migliorare la differenza "assoluta" tra segnale utile e rumore.

Ottimo. Per me si può incorniciare.

Mi sono permesso di fare qualche digressione ed intervento un pò più pratico perchè l'osservazione di Los van Van era pertinente e meritava un approfondimento un pò più nel dettaglio altrimenti alcune cose non si spiegavano. E alcune cose a volte non si spiegano perchè non sono stati considerati tutti i fenomeni e le grandezze in gioco.
Inoltre ho come l'impressione che alcuni concetti fondamentali, nonostante gli sforzi profusi a più mani per spiegarli teoricamente, talvolta rimangano comunque di difficile comprensione in mancanza di qualche esempio un pò più "pratico" (anche se so che Tuner non condivide questo approccio un pò ingegneristico... )

 

[Tuner]

@Radius
Lo condivido, però è bene sottolieaare che quel tipo di considerazioni è una digressione, magari interessantissima e fondamentale, che ha tutte le ragioni di essere approfondita, preferibilmente in separata sede (non in pvt ma in un altro TD), rispetto all'argomento di cui si sta parlando.
Chi ha un minimo di esperienza di insegnamento sa che una lezione, per essere efficace in termini di apprendimento per chi l'ascolta, deve essere lineare e comprensibile, praticamente mirata.
Se ci soffermiamo su tutte le osservazioni fatte dai più svegli della classe, la conseguenza è che gli altri perdono il filo e non ci seguono più.


PS Siccome le immagini valgono più di mille parole, se hai tempo di generarli e postarli potrebbero essere interessanti altre simulazioni grafiche come quella che hai postato, ovviamente imponendo parametri diversi per S/N in antenna ed NF amplificatore, magari standardizzando la NF del decoder a 10dB.

 

[Radius]

@Radius


PS Siccome le immagini valgono più di mille parole, se hai tempo di generarli e postarli potrebbero essere interessanti altre simulazioni grafiche come quella che hai postato, ovviamente imponendo parametri diversi per S/N in antenna ed NF amplificatore, magari standardizzando la NF del decoder a 10dB.

Ecco alcuni esempi per NF decoder = 10 dB e differenti valori di NF amplificatore ed S/N in antenna (le combinazioni potevano essere molte di piu', ma queste rappresentano casistiche un po' diverse tra di loro). Ovviamente nei grafici l'ipotesi e' di avere un S/N target al decoder di almeno 27 dB (senza margini quindi). L'amplificazione minima necessaria per ogni valore di attenuazione del cavo e' quella che corrisponde alla curva colorata che passa appena sotto alla linea tratteggiata.
L'S/N in antenna e' quello che misurerebbe uno strumento ideale, ovvero uno strumento che non introducesse rumore aggiuntivo:in realta', quello che si misura connettendo lo strumento o il decoder direttamente al connettore d'antenna e' un valore di S/N che risulta piu' basso rispetto a quello definito come S/N in antenna di una quantita' almeno pari alla Noise Figure del decoder/strumento stesso. Dico almeno perche' in realta' N puo' non essere solo rumore termico. Ma questa e' un'altra (interessante) storia.

1) nel primo caso, essendo il valore di S/N in antenna gia' al limite, l'amplificatore e' perfettamente inutile perche' l'S/N si degradera' almeno di un valore pari alla sua cifra di rumore
2) nel secondo caso (a destra in alto) si ha un certo margine e con un amplificatore avente 4 dB di Noise figure occorre comunque un valore di guadagno superiore alle perdite introdotte dalla distribuzione perche e' necessario' far scendere la figura di rumore di sistema complessiva sotto gli 8 dB
3) Nel terzo caso il margine sul rapporto S/N e' molto alto. Sapendo che il decoder si mangiera'' 10 dB di questo margine e' possibile ancora rinunciare all'amplificazione fintanto che la perdita cavo e' limitata. Oltre certi valori tuttavia questa perdita va compensata, ma come si vede il valore di guadagno richiesto e' inferiore alle perdite della distribuzione
4) Nell'ultimo caso invece nonostante il margine di 13 dB, e' tipicamente richiesta un'amplificazione (il decoder infatti si mangia 10 dB del margine) anche per perdite di distribuzione limitate; data la figura di rumore dell'amplificatore (non bassissima) l'amplificazione minima richiesta coincide circa con le perdite di distribuzione

 

[Tuner]

Ottimo lavoro!
Con il supporto grafico di questi esempi, dovrebbe risultare intutiva la comprensione dei fenomeni già trattati in modo discorsivo.

Aggiungo soltanto, ad evitare i fraintendimenti di qualche "distratto", che i 27dB dell'esempio non sono dBuV, ma la differenza (espressa in dB) tra il un generico segnale utile ed un generico "rumore".