Gli amplificatori di antenna nell'era del DTT: consigli per i meno esperti

[McArtur]

...
- il discorso dell'attenuazione, te lo spiego ancora con i numeri: supponi di avere, all'uscita antenna, un segnale di 65 dBmicroV per un certo canale, lo inserisci in amplificatore da 30 dB (teorici... ma mettiamo che siano questi), hai in uscita 95 dBmicroV per quel canale. La distribuzione attenua di 15 dB, alla presa ci sono quindi 80 dBmicroV e risultano troppi per il decoder che potrebbe mal digerirli... Dobbiamo cambiare la somma 65+30=95, ma non potendo cambiare il fattore 30 (guadagno dell'amplificatore) dobbiamo per forza cambiare il fattore 65, cioè segnale di antenna, abbassandolo con l'attenuatore. Se lo attenuiamo di 10 dB abbiamo 55+30=85 dBmicroV - 15 della distribuzione fa 70 dBmicroV, ecco un segnale ottimale. Ma cosa abbiamo fatto? Abbiamo ridotto il segnale utile, che magari cerchiamo di alzare utilizzando l'antenna con guadagno 16 dB invece che la logaritmica da 10 dB... Purtroppo le cose stanno così, l'attenuatore agisce all'ingresso dello stadio amplificatore, non all'uscita... Quindi, il rumore dell'amplificatore resta fisso, il segnale diminuisce, il rapporto segnale/rumore peggiora... Non so se ti è chiaro ora, insomma l'ideale sarebbe non dover utilizzare gli attenuatori degli amplificatori, calcolare il guadagno dell'ampli in modo da non superare il livello massimo, ma come ho già scritto, per farlo occorrerebbe sapere che livello hanno i segnali all'uscita antenna. Nell'esempio sopra, al posto di un ampli da 30 dB ci andrebbe uno da 20 dB, infatti: 65+20=85-15=70 dBmicroV, valore ottimale.

Forse dico un'assurdità : non si potrebbe regolare l'amplificazione al limite della saturazione e attenuare poi, se necessario, all'uscita dell'amplificatore?
Così facendo non dovrebbe migliorare il rapporto S/R?

 

[piersan]

Forse dico un'assurdità : non si potrebbe regolare l'amplificazione al limite della saturazione e attenuare poi, se necessario, all'uscita dell'amplificatore?
Così facendo non dovrebbe migliorare il rapporto S/R?

In realtà è come dici. Di norma, i segnali vanno attenuati, per farli rientrare nei parametri, a valle dell'amplificazione, con una opportuna scelta della attenuazione dei derivatori (ne esistono da 10 fino a 22 dB di attenuazione per uscita derivata). In questo modo si possono anche 'equalizzare' i segnali ai vari piani dei palazzi (ad es., derivatore con attenuazione 18 dB all'ultimo piano, 14 dB ai piani inferiori, 10 dB al piano terra). L'attenuatore dell'amplificatore, se come in genere accade è posto all'ingresso del segnale, serve e deve quindi essere usato proprio per evitare fenomeni di saturazione, ovvero per non superare il massimo livello di uscita dell'amplificatore. Supponiamo di avere un ampli con 108 dBmicroV di livello massimo di uscita e un segnale, il più elevato fra quelli che arrivano dall'antenna, di 75 dBmicroV. Se il guadagno dell'ampli è 35 dB avremo: 75+35= 110 dBmicroV in uscita e rischiamo la saturazione, la produzione di spurie che possono peggiorare molto il BER di quel canale ma soprattutto di altri canali con livello inferiore. Allora si deve agire sull'attenuatore di ingresso per evitare di superare, ma anche solo di avvicinarsi troppo, al massimo livello di uscita. Altrimenti, per avere il miglior rapporto S/N il segnale va attenuato nella rete di distribuzione, in modo che il più alto giunga alle prese con un livello non superiore a 74 dBmicroV, e il più basso non inferiore a 51 dBmicroV (se in V banda), 46 dBmicroV se in IV banda, 40 dBmicroV se in III banda.

 

[elettt]

Forse dico un'assurdità : non si potrebbe regolare l'amplificazione al limite della saturazione e attenuare poi, se necessario, all'uscita dell'amplificatore?
Così facendo non dovrebbe migliorare il rapporto S/R?

C'è un errore di fondo in questo ragionamento: l'attenuatore non si deve usare per ridurre il segnale in presa, ma per non superare il livello massimo di uscita dell'ampli. Il segnale in presa va "regolato" adeguando l'attenuazione dei derivatori e non diminuendo l'amplificazione, altrimenti significa che hai calcolato male l'amplificatore. Nell'esempio fatto bastava un ampli da 20 dB, oltretutto meno costoso.

 

[piersan]

C'è un errore di fondo in questo ragionamento: l'attenuatore non si deve usare per ridurre il segnale in presa, ma per non superare il livello massimo di uscita dell'ampli. Il segnale in presa va "regolato" adeguando l'attenuazione dei derivatori e non diminuendo l'amplificazione, altrimenti significa che hai calcolato male l'amplificatore. Nell'esempio fatto bastava un ampli da 20 dB, oltretutto meno costoso.[/QUOTE

Giustissimo. In effetti, utilizzare un amplificatore da 35 dB di guadagno quando si ha un segnale da 75 dBmicroV è un errore. Il problema è che ci sono tanti casi in cui chi acquista e monta l'amplificatore non sa che livello ha il segnale...

 

[massera]

Alcuen cose le sapevo già, avendole imparate qui sul forum, ma avere un'esemplificazione in "numeri" aiuta a comprendere meglio.

Quoto in pieno!!!!

 

[McArtur]

C'è un errore di fondo in questo ragionamento: l'attenuatore non si deve usare per ridurre il segnale in presa, ma per non superare il livello massimo di uscita dell'ampli. Il segnale in presa va "regolato" adeguando l'attenuazione dei derivatori e non diminuendo l'amplificazione, altrimenti significa che hai calcolato male l'amplificatore. Nell'esempio fatto bastava un ampli da 20 dB, oltretutto meno costoso.

Concordo con la tua osservazione.
Il mio ragionamento era teso solo a ottenere il rapporto S/R più alto possibile.

Da quanto ne so, parlare di regolazione del guadagno nei normali amplificatori è improprio perchè in realta il guadagno è fisso e quello che si regola è l'attenuazione in ingresso all'ampli.

Teoricamente il guadagno massimo dell'ampli andrebbe scelto in modo che l'attenuazione sia regolata al minimo possibile (ovvimente evitando la saturazione) in modo da massimizzare il rapporto S/R.
Nella pratica questo non sarà facilmente realizzabile, se non altro per tenersi un po' di margine.

 

[Mazsc76]

@ Piersan & Co.,

cosa ne pensate degli amplificatori Interstage, che promettono di mantenere bassa la figura di rumore anche agendo sull'attenuatore?

 

[miram]

Ciao a tutti,
non ho mai progettato amplificatori per HF ma per BF si...
Ho realizzanto preamplificatori di vari tipi, da quelli a valvole a quelli a FET ed anche PrePre Fono MM ed MC. Quello che posso dire è che per ottimizzare al massimo il rapporto S/N si deve sempre amplificare prima di attenuare.
Nessuno si sognerebbe mai di amplificare un segnale da una testina MM o MC dopo averla attenuata. Si amplifica di 40-60dB poi si entra nel primo stadio del pre, si attenua con il potenziometro volume, bilanciamento (se si vuole) e poi uno stadio di uscita a bassa impedenza manda il segnale al finale che pilota i diffusori. Negli stadi HF il discorso, secondo me, è simile... Meglio amplificare di qualche dB in entrata in modo da avere un segnale pulito e privo di rumore, trimmer di regolazione ed in fine stadio finale da 20dB. In questo modo il segnale è sempre adattato in modo corretto e la posizione del trimmer non pregiudica l'impedenza di ingresso o di uscita.
Chiaramente, come sempre, punti di vista!

 

[filolau]

chiedo,partendo dal presupposto che so che gli amplificatorei non possono migliorare la qualita' dei segnali ricevuti la mia domanda è questa,se cambio l'ampli con figura di rumore 8 con uno con figura di rumore 4 o meno ho un miglioramento di qualita' visibile rispetto al primo?grazie

 

[andreatasca]

chiedo,partendo dal presupposto che so che gli amplificatorei non possono migliorare la qualita' dei segnali ricevuti la mia domanda è questa,se cambio l'ampli con figura di rumore 8 con uno con figura di rumore 4 o meno ho un miglioramento di qualita' visibile rispetto al primo?grazie

Come logica sì...ma a volte non serve a niente lo stesso...

 

[miram]

Concordo, cambiare un centralino solo per l'NF non vale la candela! L'unica cosa che possa fare miracoli (se si può dire!) è un buon pre vicino all'antenna... NF max 1dB però!!! Allora guadagni quei pochi dB che ti fanno arrivare il segnale all'ampli al di sopra del suo rumore e quindi poi alla soglia di ricevibilità del decoder; sempre che il segnale sia comunque pulito e privo di problemi di SFN già in antenna!!!

 

[Tuner]

La figura di rumore di una catena amplificatrice dipende in massima parte da quella primo stadio. Applicando un attenuatore tra un primo ed un secondo stadio, ovvero variando l'amplificazione dopo il primo stadio, la figura di rumore praticamente non cambia anche se cambia il livello di uscita.
Può essere un sistema comodo, ma restano però da verificare e rispettare i livelli di segnale che possono essere applicati.
Un bassa figura di rumore in un amplificatore implica l'impiego, nel primo stadio, di un amplificatore a bassa potenza (più corrente = più rumore). Se non si vuole che cambi la figura di rumore di una catena amplificatrice, il guadagno del primo stadio non può essere cambiato in nessun modo. Non si può variare il punto di lavoro e nemmeno si può anteporre ad esso un attenuatore, tanto manuale che automatico (PIN).
Pochi ci pensano, ma ogni volta che si inserisce un'attenuazione/attenuatore fra antenna e amplificatore si peggiora la figura di rumore di tanti dB quant'è il valore dell'attenuazione inserita. Ecco perchè, laddove esiste un problema di segnali molto bassi è controproducente impiegare amplificatori ad alto guadagno e bassa figura di rumore se poi bisogna introdurre attenuazione in ingresso per evitare saturazioni.

cosa ne pensate degli amplificatori Interstage, che promettono di mantenere bassa la figura di rumore anche agendo sull'attenuatore?

 

[piersan]

Ciao a tutti,
non ho mai progettato amplificatori per HF ma per BF si...
Ho realizzanto preamplificatori di vari tipi, da quelli a valvole a quelli a FET ed anche PrePre Fono MM ed MC. Quello che posso dire è che per ottimizzare al massimo il rapporto S/N si deve sempre amplificare prima di attenuare.
Nessuno si sognerebbe mai di amplificare un segnale da una testina MM o MC dopo averla attenuata. Si amplifica di 40-60dB poi si entra nel primo stadio del pre, si attenua con il potenziometro volume, bilanciamento (se si vuole) e poi uno stadio di uscita a bassa impedenza manda il segnale al finale che pilota i diffusori. Negli stadi HF il discorso, secondo me, è simile... Meglio amplificare di qualche dB in entrata in modo da avere un segnale pulito e privo di rumore, trimmer di regolazione ed in fine stadio finale da 20dB. In questo modo il segnale è sempre adattato in modo corretto e la posizione del trimmer non pregiudica l'impedenza di ingresso o di uscita.
Chiaramente, come sempre, punti di vista!

Ottimo! Io sono da sempre un appassionato, oltre che un esperto, di hi-fi! Il tuo ragionamento non fa una piega, e si può applicare - con le dovute differenze - anche all'alta frequenza. Dunque, rimane il concetto che sarebbe meglio non dover utilizzare gli attenuatori degli amplificatori di antenna più economici, che agiscono sul segnale in ingresso, mentre vanno preferiti gli interstage e va evitata la saturazione dell'amplificatore scegliendo il giusto guadagno. Al limite, se in una zona vi sono uno o più canali con segnale di livello sensibilmente maggiore di altri (diciamo oltre i 20 dB), negli impianti singoli poco elaborati (senza filtri equalizzatori e altri ritrovati) questi segnali non dovrebbero essere amplificati. Un po' come si faceva (e si fa tuttora) a Roma città, quando si usava miscelare semplicemente il segnale dei canali Rai Uno, Due e Tre da Monte Mario (senza amplificazione, dal momento che all'antenna avevi già 75-80 dBmicroV), amplificando solo i canali di V banda delle emittenti private trasmesse da Monte Cavo (livello da 60 a 65 dBmicroV), anche per sopperire all'attenuazione del cavo di discesa (a Roma i palazzi di 8 o 9 piani sono molti e le discese possono superare i 40 metri). Invece di infilare tutto dentro l'amplificatore, come si fa spesso... per semplicità e, anche, superficialità.

 

[miram]

La figura di rumore di una catena amplificatrice dipende in massima parte da quella primo stadio. Applicando un attenuatore tra un primo ed un secondo stadio, ovvero variando l'amplificazione dopo il primo stadio, la figura di rumore praticamente non cambia anche se cambia il livello di uscita.
Può essere un sistema comodo, ma restano però da verificare e rispettare i livelli di segnale che possono essere applicati.
Un bassa figura di rumore in un amplificatore implica l'impiego, nel primo stadio, di un amplificatore a bassa potenza (più corrente = più rumore). Se non si vuole che cambi la figura di rumore di una catena amplificatrice, il guadagno del primo stadio non può essere cambiato in nessun modo. Non si può variare il punto di lavoro e nemmeno si può anteporre ad esso un attenuatore, tanto manuale che automatico (PIN).
Pochi ci pensano, ma ogni volta che si inserisce un'attenuazione/attenuatore fra antenna e amplificatore si peggiora la figura di rumore di tanti dB quant'è il valore dell'attenuazione inserita. Ecco perchè, laddove esiste un problema di segnali molto bassi è controproducente impiegare amplificatori ad alto guadagno e bassa figura di rumore se poi bisogna introdurre attenuazione in ingresso per evitare saturazioni.

Esatto... 100% anzi 110% (overload!!!!)

 

[Tuner]

L'idea corretta è quella di far lavorare l'amplificatore nella zona più lineare, che non è quella in prossimità della saturazione, ma molto più in basso.
Quello che proponi equivale ad "impiccare" l'amplificatore riducendone di molto la resistenza all'intermodulazione. In queste condizioni, "la sporcizia di banda" che si crea è nettamente superiore al peggioramento della figura di rumore provocato dall'inserzione di un attenuatore.

Forse dico un'assurdità : non si potrebbe regolare l'amplificazione al limite della saturazione e attenuare poi, se necessario, all'uscita dell'amplificatore?
Così facendo non dovrebbe migliorare il rapporto S/R?

 

[maximilian_1972]

Problema di segnale: forse si risolve per deduzione..

Chiedo ai piu' esperti iersan e altri) se il ragionamento che faccio e' corretto o meno.

Premetto che abito in un condominio e non posso mettere mano all'antenna sul tetto, quindi qualsiasi opzione legata a orientamento, tipo, altitudine, etc.. non risulterebbero sfruttabili dato che non posso decidere io.

Ora la situazione e' la seguente: ho tre prese d'antenna in diverse stanze. Possiedo due televisori samsung con DTT integrato e tre DTT esterni che alimentano altri due TV NON provvisti di DTT interno. I due TV con DTT integrato si vedono benissimo, con tutti i canali, mentre con i DTT esterni mediaset e altri canali secondari squadrettano tutti, e a volte dicono anche che il segnale e' insufficiente. I decoder esterni sono tutti di marche diverse e NON eccessivamente costosi (sui 30 euro).
CHIEDO:

dopo aver ovviamente provato ad interscambiare le prese (ovvero piazzare i TV con DTT intergato nelle prese dove ora ci sono i DTT esterni) ed aver eventualmente appurato che anche qui I TV con DT integrato funzionano egregiamente, E' CONDIZIONE SUFFICIENTE QUESTA per dedurre che il segnale E' BUONO ma basso (e quindi un amplificatore di segnale risolverebbe la cosa)? Oppure il ragionamento e' sbagliato e la ragione del mal funzionamento dei DTT esterni potrebbe essere comunque legata alla scarsa qualita' del segnale? questo mi sembra strano pero', dato che se il segnale fosse veramente di scarsa qualita' non esisterebbe TV al mondo che, per quanto di qualita' ottima, riuscirebbe a ripristinare un segnale schifoso in origine e mostrare una visione perfetta. SBAGLIO?

Vi ringrazio.
Massimiliano

 

[Tuner]

E' bene sottolineare che non porta benefici amplificare, anche usando preamplificatori con bassa figura di rumore, se il livello del segnale utile in antenna è troppo basso rispetto al rumore di banda.
Parlando di "rumore" si deve pensare ad una potenza. Se la potenza del rumore che arriva dall'antenna è maggiore rispetto a quella della catena amplificatrice, la temperatura di rumore del sistema equivale al segnale dall'antenna, indipendentemente dalla figura di rumore dell'amplificatore.
In altre parole, per poter sfruttare un amplificatore con una bassissima temperatura di rumore è indispensabile usarlo con un'antenna che ne abbia una migliore, ovvero in una zona "silenziosa", altrimenti è inutile.
Trovarsi in una zona così "silenziosa" e con un'antenna così direzionale da poter beneficiare di figure di rumore da 1 dB è una condizione estremamente rara, oserei dire quasi impossibile, nel campo dei segnali televisivi.
Nel caso, i risultati più significativi si ottengono aumentando la direttività dell'antenna.
Minimizzare la figura di rumore della catena amplificatrice non guasta, ma non crediate usando NF da 1dB si "ripuliscano" i segnali.

L'unica cosa che possa fare miracoli (se si può dire!) è un buon pre vicino all'antenna... NF max 1dB però!!!

 

[areggio]

L'idea corretta è quella di far lavorare l'amplificatore nella zona più lineare, che non è quella in prossimità della saturazione, ma molto più in basso.

Ti ricordi, tornando alla bassa frequenza, le famigerate potenze di uscita dichiarate da amplificatori/autoradio negli anni 70/80...praticamente misurate un attimo prima non tanto della saturazione, ma della fusione termica dei finali...

 

[ispide]

E' bene sottolineare che non porta benefici amplificare, anche usando preamplificatori con bassa figura di rumore, se il livello del segnale utile in antenna è troppo basso rispetto al rumore di banda.

Non voglio fare il "ruffiano"... ma concordo appieno con quello che afferma Tuner oltretutto con “pre da primati” in gamma UHF non serve scendere sotto ai 5/6 dB come NF poiché il Global Noise è superiore e quindi tutto quello sotto è inutile raccoglierlo. Quindi meglio una buona antenna con lobi secondari limitati e con aperture ridotte sui due piani E/H.

 

[miram]

Minimizzare la figura di rumore della catena amplificatrice non guasta, ma non crediate usando NF da 1dB si "ripuliscano" i segnali.

Appunto, tu come ridurresti il rumore in antenna? Con accoppiamenti multipli? Io pensavo che antenne molto direttive avessero anche rumore di fondo maggiore! Non è così? A questo punto sarebbe meglio avere antenne molto lunghe e direttive, quindi sempre 90 elementi...