Quando si devono fare delle misure per individuare segnali RF occorrono delle sonde apposite. Dipendentemente dallo strumento che si utilizza, queste possono essere più o meno costose e possono essere sensibili al campo magnetico o al campo elettrico. In genere si utilizzano per test di compatibilità elettromagnetica.
In questo breve articolo vi mostro cosa si può fare con delle sonde passive che si possono acquistare, ad esempio, in AliExpress (click per andare alla pagina). Queste lavorano da pochi kHz ad almeno 6 GHz, una banda più che sufficiente per molte applicazioni amatoriali.
Nel secondo articolo di questa mini serie sul SNR abbiamo visto come si rappresentano graficamente i segnali nel dominio del tempo. E’ ora giunto il momento di passare all’analisi spettrale e ad alcune considerazioni su cosa effettivamente rappresenta il rapporto segnale rumore.
Queste considerazioni sono di vitale importanza soprattutto per quei radioamatori che si applicano alle comunicazioni digitali. In trasmissioni in modalità FT8 o JT65, ad esempio, dopo ogni periodo di trasmissione e ricezione appare sempre il rapporto segnale rumore dell’emissione di un certo corrispondente. A domanda diretta, la stragrande maggioranza non sa cosa quel numero rappresenti concretamente (ed è un po’ una vergogna, non vi pare?). Sarebbe come parlare della difficoltà di nuotare in mezzo alle onde senza mai aver fatto il bagno, senza mai essersi immersi nel problema: non si fa!
Quindi spero di fare cosa gradita mostrando quanto sia utile l’analisi spettrale in determinate situazioni anziché quella nel dominio del tempo. Anche questo è un aspetto che oggi molti sottovalutano perché fa tutto la radio, sul display colorato appare di tutto, anche lo spettrogramma. Ma cosa ci indica realmente?
Mettetevi comodi, concedetevi del tempo ancora una volta e buona visione.
Se non l’avete già fatto, non dimenticate di iscrivervi al canale YouTube, sarete così avvisati tempestivamente di nuove pubblicazioni.
Nel primo articolo di questa mini serie sul SNR abbiamo visto come si può simulare praticamente qualunque tipo di segnale. In particolare abbiamo visto come generare una sinusoide e del rumore gaussiano. In questa seconda parte ci occuperemo invece di come poter visualizzare questi segnali, cioè come crearne la rappresentazione grafica che più ci permetterà di comprenderne le caratteristiche.
Come già visto, il tool utilizzato per questo lavoro di simulazione si chiama Scilab e vi consiglio veramente di imparare ad utilizzarlo. Si può simulare praticamente di tutto, è sufficiente essere in grado di descrivere il nostro sistema, chiamiamolo così, con un modello matematico. In rete si trovano tante guide, quindi provate, ne vale la pena.
Ma veniamo alla seconda parte: qui sottro trovate il video che spiega come sono stati creati i grafici. Sembrerà un esercizio inutile ma non è assolutamente così: se non lo seguirete poi farete fatica a comprendere quanto sarà mostrato nella terza ed ultima parte (dietro ogni cosa c’è una logica).
Mettetevi comodi, concedetevi del tempo e buona visione.
Nel prossimo ed ultimo articolo parleremo di come interpretare i risultati ottenuti al variare del SNR: state con me!
Se non l’avete già fatto, non dimenticate di iscrivervi al canale YouTube, sarete così avvisati tempestivamente di nuove pubblicazioni.
Sempre più spesso, anche grazie ai modi digitali quali FT8 e JT65 usati per le comunicazioni radio amatoriali, si sente parlare di rapporto segnale rumore. La sua sigla è SNR e sta per Signal To Noise Ratio, cioè il rapporto tra la potenza del segnale e quella del rumore. In generale è espresso in dB e la sua equazione è la seguente.
Quindi fondamentale è capire come calcolare le due potenze, quella del segnale, al numeratore, e quella del rumore, al denominatore. In nostro aiuto possiamo trovare un simulatore numerico chiamato Scilab (ce ne sono anche altri, ma questo è free, e la cosa non guasta, hi!). L’obbiettivo è quello di comprendere come può apparire in un oscilloscopio e/o in un analizzatore di spettro un dato segnale al variare del SNR.
Così mi sono scritto del codice per fare qualche simulazione e mostrarvi quando è utile utilizzare l’analisi nel tempo e quando nel dominio delle frequenze.
Ho diviso questo lavoro in tre parti, per la precisione in 3 mini video lezioni.
Nella prima, questa, vi spiego come è stato scritto il codice con il quale ho effettuato le simulazioni. In particolare vi mostro come generare i segnali per i test.
Mettetevi comodi, concedetevi del tempo e partiamo col primo video.
Nel prossimo articolo parleremo di come visualizzare i vari segnali, non ve lo perdete.
Se non l’avete già fatto, non dimenticate di iscrivervi al canale YouTube, sarete così avvisati tempestivamente di nuove pubblicazioni.
Qualche tempo fa mi è stato regalato un ripetitore radio professionale in banda VHF della Motorola. E’ composto, come potete immaginare, da varie parti e tra quelle passive ci sono i filtri per l’isolamento di TX e RX che vedete nell’immagine qui di seguito. Al di là delle sue caratteristiche costruttive, ciò che interessa in questo momento sono le due frequenze operative: 157,425 MHz per la ricezione e 162,025 MHz per la trasmissione.
Avendo di recente acquistato un nanoVNA, ho voluto metterlo alla prova confrontandolo con un altro VNA in mio possesso, in miniVNA Tiny. Li vedete entrambi nelle due immagini seguenti e possono essere acquistati in Amazon, Ebay e AliExpress per poche decine di euro il primo, per circa trecento il secondo.
Per poterli comparare ho voluto impiegarli ad una frequenza relativamente bassa, dove entrambi sicuramente possono lavorare. Li ho lasciati “termalizzare” per circa mezz’ora e poi ho proceduto ad effettuare le rispettive calibrazioni con i kit in dotazione. Ovviamente ho utilizzato anche gli stessi cavi coassiali per collegare gli strumenti al filtro in questione.
Di entrambi gli strumenti ho utilizzato i rispettivi software di controllo tramite computer (se il NanoVNA ha il suo display e può lavorare in modo autonomo, il miniVNA Tiny invece non funzionerebbe senza).
La scansione è stata effettuata in una porzione di spettro di 20 MHz, da 150 MHz a 170 MHz. Qui di seguito non entrerò nei dettagli dei due programmi, ma voglio semplicemente riportare i risultati delle misure sugli stessi filtri.
Le prime due sono relative al “canale” di ricezione, ovvero notch a 162,025 MHz, le seconde due sono relative al “canale” di trasmissione con notch a 157,425 MHz.
Misura con NanoVNA del notch a 162,025 MHzMisura con miniVNA Tiny del notch a 162,025 MHzMisura con NanoVNA del notch a 157,425 MHzMisura con miniVNA Tiny del notch a 157,425 MHz
Cosa se ne deduce?
Entrambi gli strumenti individuano correttamente le risposte in frequenza anche se con qualche lieve ma significativa differenza.
In prima analisi il NanoVNA sembra avere una maggiore dinamica: riesce a disegnare meglio, almeno in apparenza, la curva di risposta del filtro fino ad oltre -80 dB. Anche la forma dei fianchi dei filtri è pressoché simile ma ciò che viene mostrato alla risonanza è nettamente diverso: quale dei due strumenti dà l’indicazione corretta? Bisognerà indagare con un terzo strumento, magari più costoso.
Detto fatto ho effettuato una terza coppia di test utilizzando un analizzatore di spettro con generatore tracking. La prima immagine riporta la risposta del notch a 162,025 MHz, la seconda di quello a 157,425 MHz.
Se ne deduce che il miniVNA Tiny si comporta in modo più simile ad uno strumento da banco, almeno per quanto riguarda la forma della curva. Per quanto riguarda il NanoVNA rimane infatti un po’ da capire l’origine di quel picco così marcato che si spinge ad oltre -80dB rispetto al riferimento.
Misura con analizzatore di spettro + tracking generator del notch a 162,025 MHzMisura con analizzatore di spettro + tracking generator del notch a 157,425 MHz
Altre piccole differenze, che però potrebbero anche essere importanti, riguardano la praticità operativa e la velocità di scansione. Sicuramente lo strumento da banco li batte tutti, ma il software del NanoVNA sembra essere fatto un po’ meglio, almeno a livello di possibilità operative (ad esempio, è possibile piazzare i marker esattamente alla frequenza desiderata).
Per quanto riguarda la velocità di scansione, il software del nanoVNA Tiny è più veloce e questo può essere un bel “plus” quando si devono effettuare tarature di circuiti RF.
In conclusione quale comprare? DIPENDE!
Dipende dal vostro budget e dalle vostre necessità. Sicuramente il miniVNA Tiny ha un valore maggiore, non solo economico, ma anche in termini di prestazioni. Poter lavorare fino a 3 GHz non è poca cosa. Anche le sue prestazioni sono più simili a quelle di uno strumento “vero”, da banco.
Se invece vi volete fermare sotto il GHz il NanoVNA può essere una valida alternativa, soprattutto per la sua estrema portatilità (ad esempio lo potete utilizzare durante l’installazione di un’antenna, si può collegarlo direttamente vicino al connettore di antenna e tenerlo in mano). Le sue prestazioni sono più che decenti, soprattutto paragonate al suo costo.
Facendo click qua e là nell’articolo trovate i link ai prodotti e da lì potete comprarli (li trovate per Amazon, Ebay ed AliExpress).
Per ora è tutto, spero che queste brevi note vi siano utili.
Amateur Radio Station IZ0ABD / AI4YI 
Devi effettuare l'accesso per postare un commento.