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Intermodulazione

L'intermodulazione nei radiomicrofoni

Uno dei problemi che più di frequente si presentano quando si configura un sistema di radiomicrofoni per la realizzazione di uno spettacolo o di un programma televisivo è quello dell'intermodulazione. Le interferenze dovute a intermodulazione generalmente si hanno quando almeno due trasmettitori che si trovano a lavorare vicino all'antenna ricevente (meno di 4 metri) introducono segnali molto forti nel ricevitore.
Questi due segnali formano prodotti di intermodulazione nei punti di non linearità nel ricevitore, come transistor o altri semiconduttori, ad esempio nel mixer, dove vengono combinate la frequenza ricevuta e quella generata dall'oscillatore locale. Si producono quindi segnali indesiderati che possono interferire con le frequenze del sistema da noi configurato, e l'intensità dei prodotti di intermodulazione aumenta con il diminuire delle distanze.
Intermodulazione 3
I segnali di intermodulazione si producono anche quando due o più trasmettitori operano molto vicini gli uni con gli altri, in genere a una distanza inferiore ai 30 cm. In questo caso, il trasmettitore non trasmette solo il proprio segnale ma riceve anche i segnali degli altri trasmettitori.
Da entrambi i segnali, il trasmettitore genera e ritrasmette i prodotti risultanti che possono interferire con le frequenze volute.
Per ragioni di affidabilità operativa, un sistema di trasmissione wireless UHF ha un'ampiezza di banda (switching bandwidth) limitata (es. 36 MHz), determinata dai filtri d'ingresso del ricevitore. I prodotti di intermodulazione che si trovano entro questa banda possono interferire con la frequenza di ricezione selezionata o con l'intero sistema e possono persino renderlo inutilizzabile. Una certa quantità di chopping noise o di soffio in sottofondo sono le indicazioni udibili che alcune frequenze sono interferite da prodotti di IM.
Di regola, le frequenze di ricezione e di trasmissione nei sistemi multicanale sono calcolate come segue:
In un sistema preso come esempio che ha due portanti f1 = 800 MHz e f2 = 801 MHz, devono essere determinati i prodotti di intermodulazione risultanti che si trovano entro la larghezza di banda del ricevitore. Esistono delle armoniche delle frequenze fondamentali e delle frequenze che sono generate dalla loro somma e differenza. Le armoniche non interferiscono, dato che ricadono al di fuori del range di ricezione e saranno efficacemente eliminate dai filtri d'ingresso del ricevitore:

2f1 = 2 x 800 MHz = 1600 MHz (seconda armonica)
2f2 = 2 x 801 MHz = 1602 MHz (seconda armonica)
3f1 = 3 x 800 MHz = 2400 MHz (terza armonica)
3f2 = 3 x 801 MHz = 2403 MHz (terza armonica)

Anche le semplici frequenze derivanti dalla somma e dalla differenza possono essere ignorate, dato che anch'esse si trovano al di fuori dal range di ricezione e saranno, dunque, efficacemente eliminate dai filtri d'ingresso del ricevitore:

f1 + f2 = 800 MHz + 801 MHz = 1601 MHz
f2 - f1 = 801 MHz - 800 MHz = 1 MHz

Viceversa, non possono essere ignorati i prodotti di IM che sono generati da fenomeni più complessi, quali i battimenti tra le armoniche e tra queste e la frequenza di ricezione selezionata:

IM 3 = 2f1 - f2 = 1600 - 801 = 799 MHz
IM 3 = 2f2 - f1 = 1602 - 800 = 802 MHz
IM 5 = 3f1 - 2f2 = 2400 - 1602 = 798 MHz
IM 5 = 3f2 - 2f1 = 2403 - 1600 = 802 MHz
IM 7 = 4f1 - 3f2 = 3200 - 2403 = 797 MHz
IM 7 = 4f2 - 3f1 = 3204 - 2400 = 804 MHz
Intermodulazione 1
Quando configuriamo un sistema complesso, cosa che avviene quasi quotidianamente in un programma televisivo di oggi, avremo a che fare con un numero di radiomicrofoni molto elevato. Anche se è buona norma che il numero dei canali non sia superiore a 16, ciò quasi mai è possibile. A questi dovremo sempre affiancare sistemi di comunicazione wireless (radio cuffie), sistemi di wireless foldback (In Ear Monitor), nonché vari altri dispositivi che utilizzano la trasmissione radio. È evidente che il problema delle interferenze e dell'intermodulazione assume un'importanza fondamentale.
Intermodulazione 2
Poiché nei sistemi multicanale si produce una grande quantità di prodotti di IM, siamo nell'ordine delle migliaia, la giusta scelta delle frequenze richiede una attenta pianificazione che può essere efficacemente svolta solo con l'utilizzo di sistemi computerizzati che tengano conto delle innumerevoli variabili in gioco.
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