Modulation d'amplitude
Réalisation d'un émetteur
AM
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Nous en sommes au 3e circuit d'émetteur radio. Celui-ci est le plus complexe, mais donne également les meilleurs résultats. Il combine tout ce que nous avons apris sur les pages précédentes.
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Modulateur, mixeur et amplificateur séparé

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.

Nous décrivons ici principalement l'étage de puissance, qui est la seule partie ajoutée par rapport aux circuits précédents (émetteur AM 2)

L'étage de puissance se compose d'un transistor à effet de champ (2N6660) qui entre en conduction avec une tension positive sur le gate de plus de 2V (mosfet à enrichissement (type le plus fréquent)). Ce transistor n'est pas bridé et produit un gain élevé, uniquement limité par la tension d'alimentation et l'impédance du circuit accordé. Il faut controler que l'oscillation ne dépasse pas 40V pour éviter la destruction du transistor.

Utilisez un transistor mosfet d'alimentation (transistor de commutation d'une alimentation à découpage) si vous voulez émettre à une puissance plus élevée, mais la capacité interne du transistor doit être prise en compte (diminuer la valeur du condensateur du second circuit accordé en conséquence (circuit accordé branché au collecteur du transistor de mixage)).

Le transistor fonctionne en classe C, il est donc en conduction moins de la moitié d'une période (radiofréquence). Contrairement au modulateur du circuit précédent, il n'est pas nécessaire de pouvoir réduire l'oscillation à moins de 10% pour avoir un indice de modulation de 90%.

En effet, quand l'oscillation est inférieure à 2V, le transistor de sortie n'est pas mis en conduction. Avec un taux de modulation moyen sur le modulateur (50%) il est possible d'avoir un taux de modulation important sur le transistor de sortie. Les pourcentages dépendent de l'amplitude du signal à l'entrée par rapport à la tension minimale pour mettre le transistor en conduction (tension de seuil) dans le cas d'un mosfet à enrichissement.

Comme le modulateur ne doit fournir qu'un taux de modulation moyen, on peut éliminer deux transistors (l'étage de puissance du modulateur). La résistance de 2.2kΩ et le condensateur de 22nF normalisent la charge.

Comme l'étage de puissance RF travaille en classe C qui produit beaucoup de déformations, un circuit accordé est absolument nécessaire pour rétablir la sinusoidale, autrement l'émetteur émet surtout des harmoniques et la puissance est perdue. Ce circuit accordé était déjà présent dans les exemples précédents, mais ici il est obligatoire!

Finalement, lors de tests, le circuit accordé à l'entrée et le circuit accordé en sortie du transistor de mixage s'influencent trop. Le circuit accordé dans le collecteur peut être éliminé pour un fonctionnement plus stable. Si sur la base du transistor de puissance la sinusoidale est fort déformée il faut malgré tout utiliser les deux circuits accordés, mais il faut les placer dans un boitier métallique relié à la masse.

Le circuit accordé à l'entrée du transistor de mixage est nécessaire pour transformer le signal de l'oscillator (généralement au niveau TTL) en signal sinusoidal.

De tous les montages réalisés, c'est celui ci qui donne le meilleur résultat: niveau de modulation très élevé sans déformations et possibilité de modifier la puissance d'émission sans modifier le niveau de modulation en modifiant l'alimentation de l'étage de puissance. Le trapèze a une légère forme de S, un effet qui est recherché dans les émetteurs AM.

Le trapèze de ce circuit en comparaison du trapèze de la page précédente: plus linéaire, plus puissant et un taux de modulation plus important

Un autre avantage pas apparent à première vue, c'est que l'étage final est automatiquement mis à l'arrêt en cas de panne d'oscillateur. La tension sur le gate restant à 0V, le transistor de sortie ne fonctionne jamais. C'était une autre histoire avec les tubes de radio où le signal appliqué à la grille polarisait celle-ci négativement (la grille agit comme une diode). Sans porteuse, pas de polarisation, et donc tube de puissance en conduction continue (et maximale). Un tube résiste bien aux surcharges, mais il ne faut quand même pas exagérer. Quand l'anode devient rouge cerise, c'est qu'il y a un petit problème quelque part...

Un circuit accordé, c'est tout simple. Ce circuit a une inductance qui permet un courant de 3A et peut donc être utilisé dans l'étage de puissance de l'émetteur. Il s'agit alors d'un montage où la bobine de ferrite est remplacée par une antenne avec circuit accordé.

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