Modulation d'amplitude
Modulation asymmétrique
AM
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Le signal d'un microphone est souvent asymmétrique: on peut utiliser cette propriété pour émettre à puissance plus élevée.
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Le signal d'un microphone (même de très bonne qualité) n'est pas symmétrique. C'est normal, l'onde de pression n'est pas symmétrique non plus.

Il y a une asymmétrie avec un rapport 1:2 (les pics positifs ont une amplitude double des pics negatifs).

Cet effet est plus présent avec les voix masculines, et comme les radio-amateurs sont en général masculins, il faut en tenir compte. L'effet n'est pas présent en cas de signal musical.

Dans la plupart des applications, il vaut mieux transmettre à un niveau moyen relativement bas, avec des pointes de modulation qui peuvent être plus importantes que le double de la porteuse non-modulée.

Pour profiter de cet effet, il faut que le signal audio soit transmis au modulateur en modulation positive: les signaux positifs doivent produire une modulation plus forte, tandis que les signaux négatifs doivent réduire la modulation.

On peut ainsi obtenir un index de modulation plus important, tout en évitant que la modulation ne devienne nulle.

Il faut nécessairement controler que la modulation soit effectivement positive: certains amplificateurs inversent le signal (comme un a-op inverseur). L'effet est alors l'inverse de ce qu'on recherche.

Le signal du microphone ressemble à la forme à droite. Le niveau zéro s'installe automatiquement à la moyenne géométrique, avec la surface en dessous du niveau égale à la surface au dessus du niveau.

La modulation résultante (enveloppe) ressemble alors à la modulation sur la figure à gauche (ci dessous): de pics de modulation très importants et une modulation qui ne devient jamais nulle. Ce système permet un meilleur rendement (très interessant pour les applications mobiles), l'émetteur travaillant en moyenne à une puissance plus basse. Par contre, l'émetteur doit être conçu pour pouvoir travailler momentanément à une puissance beaucoup plus élevée que la puissance moyenne. Si l'émetteur ne peut pas atteindre cette puissance, il y a des distortions très importantes présentes en dehors de la fréquence allouée à l'émetteur.

Mais dans certains cas, les réglements pour radio-amateur fixent une puissance maximale admissible (PEP ou Peak Envelope Power). Cette puissance maximale admissible est un facteur qui détermine le brouillage que l'émetteur concerné peut provoquer, c'est pour cela que cette valeur est souvent utilisée à la place de la puissance moyenne.

La modulation asymmétrique positive n'est alors plus interessante. Dans une modulation purement linéaire avec un signal symmétrique, la puissance en pointe (avec un taux de modulation de 100%) est de 4× la puissance moyenne (puisque la puissance émise dépend du carré de la tension).

Si votre licence vous permet une puissance de 100W PEP, la puissance moyenne de votre émetteur doit être de 25W avec une modulation linéaire et symmétrique. Dans le cas d'une modulation asymmétrique, votre puissance moyenne doit être de 6.25W pour une puissance PEP de 100W.

A première vue, la modulation asymmétrique négative (c'est l'enveloppe du coté droit) permet une puissance en pointe plus faible, d'environ 2× la puissance moyenne. Mais si votre émetteur est limité par la puissance PEP, cela vous permet de travailler avec une puissance moyenne de 50W, soit une puissance 8× plus élevée qu'avec une modulation asymmétrique positive.

Comme la tension en pointe est moins élevée, les composants haute puissance peuvent avoir des caractéristiques moins sévères (tension de claquage) tout en permettant une puissance moyenne relativement élevée.


La figure ci-dessus reprend l'enveloppe pour une puissance moyenne donnée: on voit l'avantage de la modulation asymmétrique positive. Si on refait la figure avec comme référence la puissance PEP, on voit que la modulation négative permet une puissance moyenne plus élevée.

Ce principe de modulation positive er négative se retrouve dans certaines applications où le signal à moduler est très asymmétrique comme le signal vidéo. Tout le monde a choisi la modulation négative (norme CCIR B et G), seul les français ont choisi la modulation positive (CCIR L) qui n'a que des inconvénients dans ce cas précis.

Dans votre installation de radio-amateur, le brachement du microphone peut donc avoir une très grande influence sur la puissance émise!

Dans le cas d'émetteurs de radiodiffusion, l'emploi d'un cache devant le micro et l'utilisation de sources musicales rend la modulation symmétrique: il n'y a donc en pratique aucune différence si la porteuse est modulée avec le signal positif ou négatif.

Par contre, les émetteurs de radiodiffusion en AM utilisent tous le principe de la porteuse controlée. On utilise ici deux systèmes à effet inverse, mais la résultante est environ la même: l'émetteur consomme moins pour une portée presque identique.

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