Index modulation de fréquence
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La modulation d'amplitude n'est plus tellement utilisée pour la radiodiffusion. Par contre, elle est utilisée comme méthode de modulation dans les réseaux cablés (adsl et cable) car elle permet le débit le plus important. Elle est utilisée sous forme de modulation combinée QAM quadrature-amplitude modulation.
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C'est pas beau, cà?
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Le premier walkie talkie utilisé pendant la seconde guerre mondiale, le SCR-536 travaillait en modulation d'amplitude. Un seul appareil combinait à la fois un émetteur (modulation par tension anodique du tube émetteur) et un récepteur super-hétérodyne. Les mêmes tubes étaient utilisés pour l'émission et la réception.
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As-tu déjà écouté la radio sur les "petites ondes"? (en Belgique et partout dans le monde on appelle cette bande les "ondes moyennes"). C'était une bande avec de nombreux émetteurs: la RTBée, les postes français, les postes flamands (que vous n'écoutiez même pas),... La portée d'un émetteur était de plusieurs centaines de kilomètres et permettait de faire rentrer le monde à la maison.
Actuellement on ne trouve plus que quelques émetteurs en ondes moyennes: il y a moins de personnes qui écoutent la radio, donc pourquoi pomper des kilowatts en pure perte? Même les émetteurs de service public ont quittés les ondes moyennes.
C'est donc le moment d'écrire quelques pages sur la modulation d'amplitude
Comme vous pouvez le voir, la modulation d'amplitude est beaucoup plus complexe que cela n'en a l'air...
- Les bases techniques de la modulation d'amplitude
La modulation par la diode
- De quoi se compose un émetteur en AM? Nous expliquons comment moduler un signal avec une porteuse grâce à une diode (différence entre superposition et modulation (addition et multiplication)).
- Deux exemples de modulateurs à diode
Changement de fréquence et interporteuse
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Nous donnons deux exemples concrets de modulateurs à diode: dans certains cas il n'y a pas d'alternative et la diode est la seule méthode pour effectuer une modulation, dans d'autres cas, la diode est le système le plus économique.
- Les différentes sortes de modulation
(amplitude, fréquence et phase)
- En plus de la modulation classique utilisée pour la radiodiffusion, nous avons également des types de modulations qui utilisent mieux la puissance disponible.
- La modulation à porteuse controlée
(adaptive carrier control et amplitude modulation companding)
- L'amplitude de la porteuse est modifiée selon le volume sonore. On peut ainsi émettre à une puissance moyenne plus faible (tout en ayant la même portée).
- La modulation asymmétrique
- Le signal d'un microphone n'est pas symmétrique par rapport au niveau zéro. On peut utiliser cette propriété pour modifier les caractéristiques de l'émetteur. Cette technique est souvent appliquée par les radio-amateurs.
- Le cicuit standard AM
(modulation par la tension de plaque)
- Ce circuit est utilisé dans les émetteurs de forte puissance (service public ou commerciaux).
- Un premier émetteur AM tout simple
Avec un tube PL504
- Tout électronicien qui se respecte a fabriqué au moins un émetteur AM. Voici mon tout premier émetteur.
- Un émetteur AM basse puissance mais haute fidélité
Avec tube PCF82
- Il était utilisé pour fournir un signal de très bonne qualité aux postes de radio dans une exposition. Il utilise le principe de la porteuse controlée
- Les tracés d'oscilloscopes
Enveloppe et signal en trapèze
- Ils permettent d'évaluer le fonctionnement d'un émetteur. Ils sont de deux types: enveloppe et mode XY (tracé trapézoïdal).
- Un émetteur super-puissant
ECC83 (amplification audio), ECC82 (modulateur),
PL519 (puissance de sortie, PL83 (ampli oscillateur)
- Il utilise le principe de la porteuse controlée qui permet une portée plus importante avec une puissance donnée (rendement plus élevé).
- Un amplificater RF ou "booster"
- Il se branche ens sortie d'un émetteur-récepteur (puissance d'émission de 10W environ) et augmente la puissance d'émission jusqu'à plus de 100W. Il utilise des tubes de déflection ligne.
- Un petit émetteur AM à transistor
Ici aussi on a découvert le transistor! Voici comment réaliser un petit émetteur dont vous pouvez recevoir le signal sur votre radio.
- Un peu de théorie, ardue et compliquée
(et qui vous servira probablement à rien du tout dans la vie)
- Les multiplicateurs
Ils sont utilisés dans les étages modulateurs des émetteurs modernes (mais ont d'autres applications)
Oscillateur
Dans les différents circuits, on a à peine mentionné l'oscillateur sans indiquer de quoi il s'agit précisément. On peut utiliser un petit module avec sortie TTL ou CMOS basée sur un cristal. Les circuits TTL doivent nécessairement être alimentés en 5V, il vaut mieux utiliser un module CMOS qui peut être alimenté en 12V. Ils coutent quelques euros sur ebay.
La fréquence de l'oscillateur est fixe et ne peut pas être modifiée, mais une fréquence de 1MHz (le module le plus courant) donne une fréquence qui se trouve au milieu de la bande AM. La fréquence exacte ne joue aucun rôle, il n'y a pratiquement plus d'émetteurs dans cette bande et il y a des parasites sur toute la bande.
La sortie est envoyée à un circuit accordé sur la fréquence de l'oscillateur pour linéariser le signal en sortie de l'oscillateur. Il est recommandé de placer le circuit accordé dans un petit boitier métallique relié à la masse. Ensuite, le signal est envoyé à un transistor mosfet qui sert principalement d'étage tampon. Selon l'amplitude désirée du signal, celui-ci peut être récolté sur le drain ou la source.
Quand vous utilisez une fréquence fixe, il est important d'accorder au mieux tous les circuits accordés de votre émetteur, et principalement le circuit d'antenne.
Autres types de modulateurs
Un modulateur assez efficace utilise un transistor à effet de champ (mosfet) à deux entrées (dual gate). Le transistor effectue une multiplication des deux signaux. Il s'agit aussi d'un circuit qui ne nécessite qu'un seul transistor, mais pour avoir un fonctionnement suffisamment linéaire, il faut faire suivre le transistor modulateur par un transistor de puissance.
La modulation par la tension d'alimentation est un principe qui a été utilisé très longtemps dans des émetteurs de radiodiffusion car il avait une bonnen linéarité, surtout s'il est utilisé avec des tubes. Ce principe a été repris ici.
Le modulateur qui est actuellement le plus utilisé est un modulateur synchrone (modulateur en anneau) qui permet d'obtenir un taux de modulation de 100% (et même plus) sans déformation du signal. Ce principe qui est utilisé dans les modems est décrit plus en détail ici.
A droite, un transistor 2N6128 qui peut être utilisé comme étage de puissance dans un émetteur AM. Avec sa fréquence qui monte à 50MHz, il peut même être utilisé en ondes courtes. Dans l'émetteur montré ici, on utilise un montage push pull avec commande en classe C qui permet un bon rendement.
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