Modulation d'amplitude
Réalisation d'un émetteur
AM
Root » Serveurs » Electro-ménager » Historique » Audio » Radio » AM » Emetteur 2

Nous voici à la version 2 de notre émetteur. Il utilise la modulation par la tension d'alimentation, qui est un principe qui a été utilisé très longtemps par les émetteurs de radiodiffusion.
-

-





Sur la page précédente, nous avons décrit un émetteur AM a un seul transistor. il fonctionne parfaitement, mais a une puissance limitée et un taux de modulation réduit. Si on veut améliorer l'un ou l'autre paramètre, on obtient des déformations de l'enveloppe, et donc du signal démodulé.

Modulation par l'alimentation

Ce circuit modifie la tension de l'alimentation de l'étage haute fréquence. C'était longtemps le principe utilisé par les émetteurs de radio à lampes.

  • Ligne rouge: alimentation 24V, la consommation est très faible, au maximum une dixaine de milliampères. Découpler la ligne d'alimentation avec un condensateur de 100µF (électrolytique) et 100nF (polyester ou autre) pour éviter les oscillations parasites.

  • Ligne violette: signal audio qui est amplifié et qui sert d'alimentation à la partie émettrice. Au repos la tension doit être de 12V (±1V) pour permettre la déviation la plus importante possible.

  • Ligne verte: la partie haute fréquence classique, avec un montage émetteur commun (le transistor 2N2222A ayant de bonnes caractéristiques HF, il n'est pas nécessaire d'utiliser un montage à base commune.

Le modulateur est un petit amplificateur audio recyclé. L'amplification audio est fixée à 10× (déterminée par le rapport 1kΩ/100Ω). Les deux transistors de sortie sont complémentaires, mais la puissance qu'ils doivent fournir est très faible dans ce montage.

Le transistor PNP de sortie branché vers la masse permet de tirer la tension de sortie vers le 0V pour réduire la modulation. En fait c'est surtout le transistor NPN vers l'alimentation 24V qui travaille. Notez également le condensateur "bootstrap" de 100µF qui permet à la tension de sortie de s'approcher plus du 0V. Sur la résistance de 470Ω il y normalement une légère tension positive, mais le condensateur permet d'obtenir une tension négative.

La première image s'oscilloscope de ce circuit montre un déphasage entre le signal modulant et le signal à l'antenne, cela est causé par un condensateur de trop faible valeur (condensateur en parallèle sur la résistance d'émetteur du dernier transistor).

Cela est confirmé avec l'image du trapèze (oscilloscope en mode XY) qui montre très bien le déphasage (rappelez-vous les figures de Lissajous). Ce déphasage indique que la bande passante est insuffisante, et en effet quand la valeur du condensateur a été augmentée, le son était bien meilleurs avec des basses plus présentes. Sa valeur qui était de 1µF a été augmentée à 150µF.

Le trapèze suivant est le fonctionnement en modulation normale (avec un condensateur de valeur correcte), on remarque un tassement dans la faible modulation et la modulation maximale. Un signal sinusoidal a ses pointes applaties: cela permet une limitation douce de l'amplitude maximale sans écrètage. La plupart des émetteurs de radiodiffusion pratiquent un telle limitation douce qui permet de moduler le plus fort possible, mais sans déformations sonores.

Le dernier trapère se produit quand on alimente le circuit avec un signal audio trop fort (surmodulation).

Ce circuit produit un signal acceptable pour un petit émetteur AM. Il n'est pas recommandé de moduler à plus de 90%, car une amplitude de signal très faible ne peut pas être détectée par la plupart des postes de radio (qui utilisent une diode pour la détection).

Si on utilise le terme trapèze pour undiquer l'image de l'oscilloscope (et non triangle), c'est pour une bonne raison: un émetteur commercial ne module pas à plus de 90%.

Une modulation à plus de 90% peut produire une déformation du son lors de la détection dans la radio, même si la modulation est parfaite. Les émetteurs de radiodiffusion ont un index demodulation limité à 90%.

On remarque également une asymmétrie dans la modulation: les tops positifs (enveloppe) sont normaux, tandis que les tops négatifs sont aplatis. C'est causé par la non-linéarité du montage. Plus on tente d'augmenter la puissance, et plus l'effet est présent. Il se remarque aussi bien sur le tracé de l'enveloppe classique que sur le tracé du trapèze.

Le montage décrit sur cette page a éliminé un problème du circuit précédent (taux de modulation limité) mais a toujours un second problème, un manque de puissance.

Pour avoir un fonctionnement optimal, il faut séparer les fonctions: le modulateur (la partie basse fréquence), l'étage mélangeur et finalement l'étage de puissance haute fréquence: émetteur AM trois étages.

Les images d'oscilloscope (aussi bien l'enveloppe que le trapèze) sont expliquées sur cette page.

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's