Che differenza c’è tra AM e FM e cosa significa modulazione

Alla base dei principi delle telecomunicazioni radio vi è il concetto di modulazione. Tramite la modulazione permettiamo alle informazioni di viaggiare a grandi distanze sfruttando la propagazione di un’onda elettromagnetica. Ma cosa significa  modulare e come fa la radio a inviare la nostra voce nell’etere? Inoltre, cosa significano quelle letterine che vediamo scritte talvolta sulla radio, cioè AM o FM? Scopriamo i principi alla base del funzionamento di un ricetrasmettitore e come questo riesce a trasmettere un’informazione su un’onda elettromagnetica.

La propagazione delle onde nelle trasmissioni radio

Prima di addentrarci nell'argomento e capire cosa si nasconda dietro la modulazione, occorre fare un breve cenno alle forze in gioco. Da un lato abbiamo i nostri interlocutori, che comunicano usando la voce. Dall'altra c'è la radio, lo strumento che permette alla voce di propagarsi in aria o, come spesso si sente dire, nell'etere (parola che, agli albori degli studi sulla fisica delle onde elettromagnetiche, veniva usata dagli studiosi per identificare un mezzo di propagazione che permettesse alle onde di "muoversi").

Ma perché le onde hanno bisogno di un mezzo di propagazione? Effettivamente esistono alcune onde che possono propagarsi nel vuoto, come la luce e le onde elettromagnetiche. Altre, come la voce, hanno bisogno di un mezzo fisico come l'aria o l'acqua per potersi propagare: la nostra voce, generata dalla vibrazione delle corde vocali, innesca un meccanismo di successive compressioni e decompressioni dell'aria che permette all'onda di "muoversi" e quindi alla nostra voce di "farsi sentire". L'immagine tipica è come quella di un lombrico che striscia: si comprime e poi avanza. Per questo motivo la voce è detta onda di pressione o anche onda meccanica.

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Al contrario, la luce e le onde elettromagnetiche come quelle prodotte dalle radio, invece, sono in grado di propagarsi tanto nel vuoto quanto nell'aria. La radio, quindi, è in grado di convertire una tipologia di onda in un altro.

Cosa significa modulare e cosa indica la sigla AM o FM?

Modulare un qualcosa, in termini pratici, significa modificare o alterare. La nostra radio modifica, di fatti, i segnali che riceve in ingresso per poterli trasmettere in modo più efficiente. Ma perché accade questo?

I segnali che la radio tratta, non sono soltanto segnali elettromagnetici: la voce di chi parla usando la radio deve necessariamente essere trasformata in onda elettromagnetica per poter essere trasmessa: dopotutto, nessuno di noi riesce a parlare tramite onde elettromagnetiche!

Tipi di modulazione AM ed FM

Ora che abbiamo qualche nozione base di come la radio effettui la modulazione, vediamo le principali differenze tra i due tipi più conosciuti di modulazione: l’AM e la FM.

Modulazione di ampiezza AM

La modulazione di ampiezza (AM) è tra le più semplici forme di modulazione impiegate in ambito telecomunicazioni. In realtà, una prima forma di modulazione di ampiezza, semplice quanto geniale, fu proprio quella alla base dell'invenzione del telegrafo inventato da Guglielmo Marconi.

I trasmettitori in morse, trasmettono un segnale che, “accendendosi” o “spegnendosi”, realizza una variazione dell'ampiezza del segnale trasmesso. Questo oscilla tra un valore 0 (spento) ad un valore massimo 1 (acceso). L'effetto del funzionamento è la generazione dei suoni, i tipici “dih” “dah”, i tipici "punti" e "linee" del codice morse.

Per poter arrivare alla trasmissione via radio della voce umana tramite tecnica AM, occorre attendere i primi del ‘900. Grazie ai progressi tecnologici sempre più consistenti, questa tecnologia di modulazione iniziò a diffondersi, soprattutto grazie alla sua semplicità di realizzazione e, di conseguenza, ai costi ridotti per realizzare i circuiti necessari.

La radio che trasmette in AM, non fa altro che trasformare la voce dell'interlocutore in onda elettromagnetica ricalcandone gli "alti" (i picchi dell'onda) o "bassi" (i vuoti dell'onda). D'altra parte, quando ci sintonizziamo su una frequenza in modalità AM, il segnale elettromagnetico ricevuto viene rielaborato seguendo la successione di picchi e vuoti e ricostruendo, in questo modo, la voce dell'operatore dall'altro capo della radio.

Un vantaggio di questa tecnologia, oltre ai bassi costi per la realizzazione, è dato dalla sua efficienza anche in corrispondenza di segnali molto bassi. Per contro, la tecnologia AM è molto suscettibile alle condizioni di propagaziene (esempio cattive condizioni metereologiche) per cui, anche piccole perturbazioni, causano sensibili variazioni nell’ampiezza del segnale e di conseguenza della qualità di trasmissione e ricezione.

Modulazione di frequenza o FM

La modulazione di frequenza (FM), permette la trasmissione di un segnale vocale trasformandolo in un susseguirsi di impulsi a maggiore o minore frequenza, a seconda che ci si trovi di fronte ad un picco o a un vuoto. Quando sintonizziamo il nostro ricevitore su di una frequenza in modalità FM, il segnale ricevuto verrà rielaborato per ricreare il segnale trasmesso. Come si può immaginare, rispetto all'AM, si tratta di tecnologia più complessa, con costi più alti e circuiti più complessi da realizzare. Per questo motivo, storicamente, le trasmissioni in FM si sono diffuse in tempi più recenti. Dal canto suo, però, la FM ha l'importante vantaggio di essere meno influenzato dai disturbi atmosferici in fase di propagazione; in questo modo garantisce, quindi, un’esperienza di ascolto migliore rispetto all'AM.