Tipi di demodulatori FM: dalla rilevazione di pendenza al PLL e DSP
La demodulazione FM estrae il segnale modulante originale da una portante modulata in frequenza. La scelta dipende da linearità, larghezza di banda, rapporto segnale-rumore, livello di integrazione e costo.
Demodulatori analogici classici
| Tipo | Principio | Linearità | BW | Immunità al rumore | Complessità | Era/Uso |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Rilevatore di pendenza | Circuito sintonizzato fuori risonanza; conversione FM→AM + rilevamento inviluppo | Scarsa (non lineare) | Stretta | Scarsa (il rumore AM passa) | Molto bassa | Prime radio FM, giocattoli semplici |
| Rilevatore di pendenza bilanciato / doppiamente sintonizzato | Due pendenze opposte sottratte | Migliore | Moderata | Migliore | Bassa | Radio auto d'epoca |
| Discriminatore Foster-Seeley | Trasformatore sfasato + coppia di diodi; tensione ∝ deviazione di frequenza | Buona | Ampia | Buona (rifiuto AM) | Media (trasformatore) | Sintonizzatori FM classici (1950–80) |
| Rilevatore a rapporto | Simile a F-S ma con avvolgimento terziario e condensatore per rifiuto AM senza limitatore | Buona | Ampia | Eccellente (nessun limitatore necessario) | Media | FM consumer, audio TV |
| Rilevatore in quadratura | Rete di sfasamento (90° a fc) + moltiplicatore; singola bobina | Eccellente | Ampia | Eccellente | Bassa (amichevole con IC) | IC: CA3089, LM1800, TA8122 — la maggior parte degli IC FM analogici |
| Ad anello bloccato di fase (PLL) | VCO bloccato sulla portante; tensione di controllo = audio demodulato | Eccellente | Molto ampia | Eccellente | Media-Alta (IC) | Sintonizzatori high-end, comunicazioni, IC (LM565, MC13136, CMOS moderno) |
Demodulazione digitale moderna
- DSP / SDR: ADC → Conversione digitale in basso (DDC) → CORDIC/atan2 differenziazione di fase → Decimazione → Audio. Implementato in FPGA/ASIC/ARM+DSP.
- Vantaggi: linearità perfetta, larghezza di banda programmabile, filtraggio adattativo, decodifica RDS/HD Radio, multi-canale, aggiornamenti software.
- Esempi: Si473x (IC radio), RTL-SDR + GNU Radio, basibande Wi-Fi/BT/5G (la demodulazione OFDM include passaggi simili alla FM).
Guida alla selezione
- Costo minimo / semplice: IC rilevatore in quadratura (singola bobina, pochi condensatori).
- Migliore prestazione analogica: IC PLL o rilevatore in quadratura discreto con buon limitatore.
- Radio SD / multi-standard: DSP/SDR.
- Riparazione di apparecchi legacy: abbinare la topologia originale (Foster-Seeley, Rilevatore a rapporto).