Historique de la radio
La modulation de fréquence
Radio

La modulation de fréquence est utilisée en radio et était utilisée en télévision (toutes les normes, sauf les normes françaises qui utilisaient la modulation d'amplitude).
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Après la seconde guerre mondiale, les allemands ne peuvent plus utilisser d'émetteurs nationaux. D'ailleurs la bande AM est encombrée d'émetteurs américains (AFN: American Forces Network, RIAS: Rundfunk im amerikanischen Sektor,...).
Index modulation d'amplitude

Qu'à cela tienne, les allemands passent à la fréquence modulée, avec une bande de fréquence absolument inoccuppée et un son pratiquement parfait. Dans les pays limitrophes où ces émetteurs peuvent être reçus, on voit une forte demande de postes de radio pouvant recevoir la bande FM. Dans d'autres pays plus centralistes et conservateurs comme la France, on en reste à la modulation d'amplitude avec ses émetteurs en ondes longues qui couvrent tout le pays.

Les premiers récepteurs FM à lampes et les premiers récepteurs transistorisés avec la FM
Le lancement de la FM est assez laborieux, les fabricants hésitent à se lancer dans la production d'appareils beaucoup plus chers. Certains utilisent même des circuits qui ne sont pas adaptés pour limiter les coûts. Les appareils bon marchés ne peuvent pas recevoir la bande FM.

Cela va encore durer quelques années après l'apparition de postes à lampes avec la FM avant que les premiers portatifs ne puissent capter la FM. Il faut attendre le milieu des années 1960 et l'arrivée des premiers transistors qui peuvent monter suffisamment en fréquence.

Le son FM en télévision
Après plusieurs tests, on se décide à utiliser le son FM pour la télévision. Par contre les français continuent d'utiliser la modulation d'amplitude, qui couplée avec les différents circuits haute tension des téléviseurs ne produit pas de très bon résultats. En FM on peut utiliser le principe de l'interporteuse qui permet d'éliminer une ou deux pentodes et permet une meilleure stabilité du son en UHF.

Décodeurs FM
En AM la détection s'effectue avec une simple diode, ce qui n'est pas l'idéal pour la FM. Cette page reprend les différents circuits qui ont été utilisés en télévision et en radio, des circuits les plus élémentaires aux plus complexes.

La stéréo en FM
Comment on peut ajouter la stéréo en FM tout en restant compatible avec les récepteurs mono? La même question s'est posée lors de l'apparition de la couleur: les nouveaux postes couleurs devaient pouvoir recevoir les programmes en noir et blanc et inversément. Les émissions stéréophoniques ont pris leur envol avec les récepteurs FM. Seul la FM (modulation de fréquence) est en mesure de transmettre les deux canaux sonores tout en restant compatible avec les postes mono. Aux Etats Unis, on utilise plutot des émetteurs en ondes moyennes (à modulation d'amplitude) car ce sont les seuls émetteurs qui portent assez loin. Il existe également des émetteurs stéréo en ondes moyennes aux Etats Unis.

Lors du passage à la stéréo, les récepteurs étaient équipés d'un soquet pour brancher un décodeur stéréo. Le coût supplémentaire pouvait ainsi être réduit et le client pouvait acheter le décodeur plus tard. Ces récepteurs étaient couplés avec un tourne disque stéréo, les clients pouvaient donc déjà avoir une idée de ce qu'était la stéréo.

SCA
Il s'agit d'un second programme radio diffusé sur la même fréquence que le programme principal. Ce programme en mono était destiné à fournir de la musique aux commerces aux Etats Unis. Un troisième canal sur la même fréquence était même possible, mais il n'était destiné qu'à la parole.

Amplificateur d'antenne
Les antennes commerciales sont équipées d'un transistor amplificateur. Le circuit est à très large bande et amplifie toutes les fréquences. A cause du fonctionnement pas très linéaire du transistor, il y a une intermodulation des différents émetteurs, ce qui produit des interférences très présentes dans la bande FM. Construisez votre antenne amplificatrice pour la FM, qui peut également servir pour la DAB et DVB-T.

A droite: waterfall plot du signal en sortie du détecteur FM. Le signal en chute d'eau montre l'utilisation de la bande de fréquence en horizontal et en vertical le temps écoulé. Tout le graphique descend comme une chute d'eau au ralenti. Nous avons successivement
  • La bande audio monophonique (gauche + droite) limitée à 15kHz. Le signal audio est très faible.
  • A 19kHz la fréquence pilote stéréo pour synchroniser le démodulateur synchrone qui va détecter l'information stéréo.
  • Aux alentours de 38kHz (2× la fréquence pilote) l'information stéréo.
  • Aux alentours de 57kHz (3× la fréquence pilote) le signal RDS
  • Aux Etats Unis et au Canada, il y a le signal SCA (second programma radio monophonique) présent autour de 67kHz, non présent sur le plot
  • Dans certains pays européens on trouve le signal DARC (data radio channel) à 76kHz (4× la fréquence pilote)

Un second exemple de chute d'eau avec beaucoup plus de signal aux fréquences élevées. Ces fréquences qui se situent en dehors des fréquences audio (même en dehors de l'information stéréo) ne s'entendent pas dans un bon récepteur.

On voit le signal monophonique, la porteuse à 19kHz, le signal stéréo autour de 38kHz bien visible. Puis il y a le signal RDS à 57kHz, c'est un signal de données à très faible débit. Le signal DARC à débit plus élevé occupe une bande de fréquences plus large.

DARC (Data radio channel)

Si aux Etats Unis on utilise la bande FM pour transmettre un second programme, en Belgique on a utilisé cette possibilité pour transmettre des informations numériques, et en particulier pour transmettre les horaires des transports en commun aux différents panneaux indicateurs (qui ainsi ne nécessitent pas de connection au réseau internet). C'est un système pratique pour transmettre simultanément des informations à de nombreux panneaux. Cette application n'est actuellement plus utilisée en Belgique, mais est encore utilisée en Allemagne. Le protocole permet un débit de 16kb/s.

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