TP2 MODULATION ET DEMODULATION

B. Produire des signaux, Communiquer
TP2 MODULATION ET DEMODULATION
I. PRINCIPE DE LA MODULATION D’AMPLITUDE
Les informations que l’on désire transmettre (sons audibles) correspondent à des signaux de basse fréquence
20 à 20kHz. Ces sons de basse fréquence vont engendrer des tensions puis OEM de basse fréquence ne
pouvant être transmises pour les raisons suivantes :
Les ondes hertziennes de basse fréquence s’amortissent davantage que ondes hertziennes de haute
fréquence.
La longueur de l’antenne dépend de la longueur d’onde , elle augmente avec la valeur de . On
montre que la longueur optimale de l’antenne est telle que L = /2
Quelle serait la longueur d’une antenne recevant une OEM de fréquence 500hz ?
D’autre part si les informations étaient transmises en basse fréquence, il serait impossible pour le
récepteur de distinguer les différentes émissions. Il y aurait du brouillage.
Afin de palier ces problèmes on a recours à la modulation de la tension : cela consiste à transformer une
tension électrique haute fréquence en fonction du signal électrique basse fréquence que l’on désire
transmettre. Le signal haute fréquence est appelé la porteuse, le signal basse fréquence contenant
l’information est appelé le signal modulant
Dans l’expression d’une tension sinusoïdale on peut faire varier :
 son amplitude : c’est la modulation d’amplitude
(utilisée en radio grandes onde : radio AM)
Tension modulée
en amplitude
On peut modifier l’amplitude de l’onde porteuse
Signal modulant
par le signal modulant : on obtient une modulation
d’amplitude (MA). Dans ce cas l’amplitude de la
porteuse n’est pas constante, elle suit les
variations du signal modulant, par contre sa
fréquence reste constante.
 Sa fréquence : c’est la modulation de
fréquence (utilisée en ondes courtes : radio FM)
 Sa phase à l’origine : c’est la modulation de phase (non linéaire) utilisé en radiotéléphonie analogique.
II.
MODULATION D’AMPLITUDE
1.
Le signal modulant
 Le signal modulant est fourni par un GBF. Régler le pour que la tension qu’il délivre soit une tension
alternative sinusoïdale ayant comme caractéristiques :
Fréquence :
Amplitude
Attention, la tension affichée est la tension de crête à crête, elle est égale à 2 fois l’amplitude.
 Visualiser cette tension à l’oscilloscope sur la voie 1 est vérifier ses propriétés. (Sv = 1V/div ; Sh
= 0,2ms/div, position ~ couplage direct)
 Ecrire son équation :
2. Le signal modulant décalé
 Ajouter à la tension précédente une tension continue positive appelée tension de décalage
(utilisation du décalage d’offset du GBF) de valeur :
 Observer le résultat à l’oscilloscope
 Ecrire l’équation de la tension résultante :
Mesurer le rapport
noté m et appelé taux de modulation
3. La porteuse
La porteuse est produite par un oscillateur tel que sa fréquence soit
très supérieure à la fréquence du signal modulant.
 Brancher cet oscillateur à l’entrée 2 de l’oscilloscope.
Vérifier la valeur de la fréquence fp et écrire l’équation de la
tension sinusoïdale correspondante
4. Le montage multiplieur
Pour moduler l’amplitude de l’onde porteuse on utilise un multiplieur qui
réalise le produit du signal modulant décalé
porteuse
par le signal de la
. La tension à la sortie du multiplieur s’écrit alors :
k est un coefficient multiplicateur dépendant du multiplieur utilisé.
 Exprimer us(t) comme étant la somme de trois tensions sinusoïdales
de fréquences différentes que vous préciserez (voir cours)
5. Obtention du signal modulé
 Brancher l’oscillateur à l’entrée 1 du multiplieur ;
 Brancher le GBF à l’entrée 2 du multiplieur ;
 Brancher la voie 2 de l’oscilloscope à la sortie du multiplieur.
 Faire les réglages de l’oscilloscope nécessaires pour obtenir l’oscillogramme ci-dessous. Légender
le en indiquant le signal modulant et le signal modulé.
E1
E2
X
S
6. Etude du signal modulé
a) Influence de la du signal modulant
 Faire varier la forme du signal informatif (signal
modulant). Qu’observez-vous ?
 Revenir au signal modulant sinusoïdal
b) Détermination du taux de modulation m
L’amplitude du signal modulé
varie entre deux valeurs extrêmes :
 Mesurer
 Calculer le rapport
et le comparer à m
c) Influence du taux de modulation
Nous sommes dans le cas ou m<1 et la modulation est bonne. Dessiner l’allure de
 Modulation critique : régler de décalage d’offset de telle façon que
m et dessiner l’allure de
. Calculer
 Surmodulation : régler de décalage d’offset de telle façon que
. Calculer m et
dessiner l’allure de
III.
Bonne modulation
Modulation critique
Surmodulation
m<1
m=1
m>1
DEMODULATION D’AMPLITUDE
Pour retrouver le signal informatif
(le signal modulant) dans le signal modulé
, il faut détecter
l’enveloppe du signal modulé, c’est à dire retrouver le signal modulant
décalé
, puis éliminer la composante continue
.
a) Montage détecteur de l’enveloppe
Il se déroule en 2 étapes :
1) Montage redresseur {diode + résistance}
Une diode est un composant qui ne laisse passer le
courant électrique que dans un seul sens appelé sens
passant : elle se comporte comme un interrupteur fermé
lorsqu’elle est passante et comme un interrupteur
ouvert lorsqu’elle est bloquante.
 Réaliser le montage redresseur, relier la voie 2
de l’oscillo afin de visualiser
. Représenter
l’oscillogramme sur le schéma
 Quel est l’effet du montage
redresseur sur le signal modulé ?
2)
Montage détecteur d’enveloppe {diode
+ RC parallèle}
 Réaliser le montage, représenter l’allure des signaux
observés.
 Quelle partie du signal redressé a été éliminé par le
montage détecteur d’enveloppe ?
3) Elimination de la composante
Y2
C’
continue.
 Compléter le montage à l’aide du filtre
C
passe haut {RC série}
 Représenter l’allure des signaux
observés.
 Quel est le rôle du filtre passe haut ?
R
R’
Signal redressé
Signal après détecteur d’enveloppe
Signal après filtre passe haut