LA RADIO

La radio è un apparecchio che permette la trasmissione del suono attraverso onde elettromagnetiche.

L’invenzione della radio: le tappe fondamentali

1831. Faraday scoprì che i campi elettrici possono essere indotti da campi magnetici variabili.

1873. Maxwell, nel suo "Trattato dell'elettricità del magnetismo", sostenne che le onde elettromagnetiche hanno la stessa natura delle radiazioni visibili, cioè della luce, quelle che oggi chiamano "radioonde". Il termine "radio", derivato da "radiazione".

1887. H.Hertz riuscì a produrre e a rivedere le onde elettromagnetiche. 

1887-1896. Diversi studiosi proseguirono gli studi sulle onde elettromagnetiche: Calzecchi-Onesti, Branly, Popov. Contemporaneamente l’italiano Marconi perfezionò e rese veramente efficienti le antenne rice-trasmittenti.

1896. Popov riesce, per la prima volta, a trasmettere un messaggio radiotelegrafico, sotto forma di impulsi, con un ricevitore posto a 250m dal. 
Nello stesso anno Marconi trasmise segnali percepibili fino a 2400m di distanza. Gli studi ed i perfezionamenti della radio proseguirono a ritmo sostenuto, tanto che nel 1898 i trasmettitori Marconiani riuscirono a raggiungere la portata di circa 50Km. 

1900. Fessenden riuscì a trasmettere un breve messaggio fonico: per la prima volta nella storia del pianeta la voce dell'uomo poteva udirsi a diveri chilometri di distanza viaggiando a cavallo di onde elettromagnetiche.

1901. Marconi lanciò il primo messaggio radiotelegrafico attraverso l'atlantico.

1906. Ancora Fessenden realizzò quella che è considerata la prima trasmissione radiofonica della storia: parole e musica vennero udite nel raggio di 25Km dalla trasmittente Nel 1915 la trasmissione radiofonica era una realtà capace di varcare i confini oceanici.

1916. Marconi decise di riprendere gli studi e nel 1924 poté realizzare la prima trasmissione dall'Inghilterra all'Australia.

1924. Appleton riuscì a spiegare perché le radioonde seguono la curvatura della superficie terrestre. Egli scoprì l'esistenza di una fascia "ionizzata" - la ionosfera - che circonda il globo ad un altezza di 60 Km. La ionosfera si comporta come uno specchio che riflette le radioonde a distanza di varie centinaia di chilometri dal punto di emissione. Poiché anche la superficie terrestre riflette le radioonde, queste possono rimbalzare tra i due strati per migliaia di chilometri.

Le prime trasmissioni

La prima trasmissione viene datata al 24 Dicembre 1906 per opera di Reginal Fessenden.

La nascita della prima stazione radio con trasmissioni dedicate al "pubblico", però, si colloca nel 1919, per opera di un ingegnere della Westinghouse, Frank Conrad, che iniziò una serie di trasmissioni dal suo garage di Pittsburg. Nel 1929, in un emporio della città, cominciò a vendere alcuni rudimentali ricevitori. In poco tempo in negozio vendette tutte le apparecchiature che aveva a disposizione. Tutto ciò non era sfuggito al vicepresidente della Westinghouse che pensò immediatamente di utilizzare parte della catena di montaggio, che durante la guerra aveva fabbricato apparati per le forze militari, al fine di produrre radio ricevitori da destinare per usi casalinghi. Contemporaneamente affidò a Conrad una stazione radio realizzata all'interno degli stabilimenti della Westinghouse, in modo da poter iniziare regolari trasmissioni: era nata la prima emittente radiofonica (KDKA).
 

Diversa si presentò la situazione in Italia; mentre in America si era scatenata la corsa alla radiodiffusione, in territorio italiano si discuteva ancora sull'opportunità di varare la radiodiffusione a uso civile poiché questa era considerata uno strumento di uso esclusivamente militare. Diversi tentativi furono fatti anche prima della guerra.

Passata la guerra le cose non cambiarono e nemmeno con il regime fascista: Mussolini infatti era piuttosto diffidente verso le incredibili potenzialità commerciali e propagandistiche che la radio aveva in sé.

Finalmente nel 1924 si completò la prima stazione trasmittente da parte dell'URI (Unione Radiofonica Italiana), un'altra società costruita da Marconi, dopo la "Radiofono"; sei anni dopo furono terminate anche le emittenti di Milano e Napoli. A questo punto Mussolini comprese l'importanza del nuovo media e fu costituita una nuova società, la famosa EIAR, che assorbì l'URI e furono costruite nuove e più potenti stazioni a Roma, Genova, Firenze, Napoli, Palermo, Trieste e Torino.

Ma il numero degli abbonati, a causa dell'elevato costo dei ricevitori, rimaneva esiguo. Bisogna considerare che agli inizi degli anni '30 il prezzo medio di una radio era attorno alle 2.000 lire e il reddito annuo medio era ancora al di sotto delle 3.000 lire. Si capisce allora come la radio in Italia fosse un bene estremamente costoso alla portata della sola alta borghesia. Nel 1937 si incominciarono a produrre apparecchi di ottima qualità al di sotto delle 1.000 lire e questo comportò un aumento del numero degli utenti radiofonici. Durante la seconda guerra mondiale la radio assunse un enorme potenziale propagandistico sia a uso interno che internazionale e a tale scopo fu creata "Radio Urbe". Inoltre la guerra pose fine all'EIAR che al termine delle ostilità prese il nome attuale di "RAI" (Radio audizioni Italiane).   

Funzionamento

Principio di funzionamento: facendo passare della corrente elettrica attraverso un solenoide (un filo conduttore disposto ad elica), si genera un intenso campo magnetico, che si manifesta sotto forma di onde elettromagnetiche. Queste onde possono essere ricevute da un secondo solenoide, in cui si genera corrente elettrica, per effetto delle stesse onde.

Per avere una trasmissione radio è necessario disporre di un apparecchio trasmittente e di un apparecchio ricevente.

RADIO TRASMITTENTE

Microfono. E’ l’apparecchio che permette di “catturare” la voce umana. La voce immessa nel microfono fa vibrare la membrana collegata alla bobina di filo elettrico, immersa in un campo magnetico permanente: si genera, così, una corrente elettrica variabile, un segnale molto debole.

Oscillatore. E’ un circuito nel quale viaggia una corrente alternata ad una frequenza fissa, detta onda portante.
Modulatore. Unisce l’onda portante al segnale generato dalla voce. L’unione può avvenire in due modi:

Modulazione di ampiezza (AM): modifica l’ampiezza dell’onda portante.

Modulazione di frequenza (FM): modifica la frequenza dell’onda portante.

Antenna trasmittente. Attraversata dalla corrente generata dal modulatore, produce un     campo elettromagnetico che viene “lanciato” verso l’antenna ricevente.

RADIO RICEVENTE

Antenna ricevente. Riceve l’onda elettromagnetica “lanciata” dall’antenna trasmittente e la trasforma in corrente elettrica.

Sintonizzatore. Nello spazio viaggiano una miriade di onde elettromagnetiche: il sintonizzatore accorda il ricevitore con la frequenza dell’onda ce si vuole ricevere.

Demodulatore. Separa l’onda portante dal segnale.

Amplificatore. Aumenta l’intensità del segnale.

Altoparlante. Trasforma il segnale elettrico in suono, utilizzando, in senso inverso, lo stesso fenomeno che sta alla base del funzionamento del microfono.

Modulazione di ampiezza

La modulazione di ampiezza è uno dei sistemi utilizzati per trasmettere informazioni utilizzando un segnale a radiofrequenza. Spesso viene abbreviato in AM (dall'inglese Amplitude Modulation).

Consiste nel modulare l'ampiezza del segnale radio che si intende utilizzare per la trasmissione (detto portante) in maniera proporzionale all'ampiezza del segnale che si intende trasmettere (modulante). Il segnale modulato ha la stessa frequenza della portante.

È piuttosto semplice da realizzare ed è perciò stata utilizzata agli albori delle trasmissioni radio. I principali inconvenienti sono l'estrema sensibilità ai disturbi, in quanto qualsiasi disturbo si va di fatto a sommare direttamente al segnale che si sta trasmettendo, e la poca efficienza che richiede l'uso di potenze maggiori per coprire le stesse distanze.

Modulazione di frequenza
La modulazione di frequenza è uno dei sistemi utilizzati per trasmettere informazioni utilizzando un segnale a radiofrequenza. Spesso viene abbreviato in FM (dall'inglese Frequency Modulation).
Consiste nel modulare la frequenza del segnale radio che si intende utilizzare per la trasmissione (detto portante) in maniera proporzionale all'ampiezza del segnale che si intende trasmettere.
Rispetto alla modulazione di ampiezza ha il vantaggio di essere molto meno sensibile ai disturbi e di permettere una trasmissione di miglior qualità. Il difetto principale è la necessità di circuiti molto più complessi sia per la generazione del segnale da trasmettere che per la sua ricezione. L'attuale tecnologia ha reso facilmente superabili tali problematiche con il risultato che le trasmissioni in modulazione di ampiezza sono sempre meno usate.
In Italia la modulazione di frequenza è usata per le trasmissioni radiofoniche nella banda di frequenze che va dagli 88 ai 108 MHz.

 

 

Approfondimenti

Cos’è la Frequenza?

La frequenza è una grandezza che concerne fenomeni periodici o processi ripetitivi. In fisica la frequenza di un fenomeno che presenta un andamento costituito da eventi che nel tempo si ripetono identici o quasi identici, viene data dal numero degli eventi che vengono ripetuti in una data unità di tempo. Un modo per calcolare una tale frequenza consiste nel fissare un intervallo di tempo, nel contare il numero di occorrenze dell'evento che si ripete in tale intervallo di tempo e nel dividere quindi il risultato di questo conteggio per la ampiezza dell'intervallo di tempo. In alternativa, si può misurare l'intervallo di tempo tra gli istanti iniziali di due eventi successivi (il periodo) e quindi calcolare la frequenza come grandezza reciproca di questa durata.

f=1/T

dove T esprime il periodo. Il risultato è dato nell'unità di misura chiamata hertz (Hz), dal fisico tedesco Heinrich Rudolf Hertz, dove 1 Hz caratterizza un evento che occorre una volta in un secondo.

Frequenza:   Numero di volte che un fenomeno periodico si verifica nell'unità di tempo: frequènza del polso, della corrente alternata.

Ampiezza:  Massima deviazione di una grandezza, periodicamente variabile, dal suo valore medio.

Bibliografia:
"Progetto Tecnologia - Vol.B" (Benente, Ferraiolo, Vitale - Ed. Paravia)
"180 moduli di educazione tecnologica - Energia: fonti e impieghi" (Chini, Conti - Ed. Minerva Italica)

Altri riferimenti nei link