Chapitre 3

Chapitre 3 : La démodulation d’amplitude
Terminale S Spécialité
Chapitre 3 : La démodulation d’amplitude
(TP N° 8)
Une fois l’information transmise par modulation d’amplitude d’un signal porteur de haute fréquence, il faut maintenant que
l’antenne réceptrice puisse retranscrire intégralement l’information en supprimant d’abord les alternances négatives du signal
modulé puis en supprimant la porteuse et enfin en supprimant la tension de décalage U0.
I. Le détecteur d’enveloppe
Une diode est un dipôle passif non linéaire (dont la caractéristique i = f (U) n’est pas une droite) et non
symétrique (la caractéristique n’est pas symétrique par rapport à l’origine).
U = US
i (A)
U = US
i
0
Us
Diode réelle
U (V)
i
U < US
U < US
i=0
i=0
Lorsque U = US, alors la diode est dite passante, elle se comporte comme un interrupteur fermé et permet le
passage du courant. Lorsque i(t) augmente, la tension U reste constante et vaut U = US.
Lorsque U < US, alors la diode est dite bloquante, elle se comporte comme un interrupteur ouvert et ne
permet pas le passage du courant.
U
La tension US est appelée tension seuil de la diode :
- pour les diodes en silicium on a US ≈ 0,6 V
- pour les diodes en germanium on a US ≈ 0,2 V.
- si US = 0,0 V alors la diode est dite idéale.
¾ En reliant le signal modulé en amplitude s(t) à un ensemble
{diode + résistance R}, on obtient alors le montage ci-contre :
P
s(t)
R
uPM(t)
M
L’oscillogramme de la tension uPM(t) est représenté ci-dessous :
US
On remarque que la tension uPM(t) correspond à la tension modulée s(t) sans les alternances négatives :
- Lors des alternances positives alors s(t) > 0, la diode est alors passante, on aura donc : uPM(t) = s(t) – U
• si la diode est idéale alors uPM(t) = s(t) car US = 0 V et U = US
• si diode est non idéale alors uPM(t) = s(t) – US car US > 0 V et U = US (décalage de tension)
- Lors des alternances négatives alors s(t) < 0, la diode est alors bloquante on aura donc : uPM(t) = 0 V
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¾ On ajoute maintenant un condensateur de capacité C branché en dérivation par rapport à la résistance R et on
considère que la diode est idéale (US = 0 V):
U
Q
P
s(t)
R
C
uQM(t)
M
L’oscillogramme de la tension uQM(t) est le suivant :
L’introduction d’un condensateur de capacité C en dérivation avec la résistance R permet :
- de supprimer le signal de haute fréquence FP de la porteuse ;
- de garder le signal de basse fréquence f (<< FP) du signal modulant.
On dit que l’association {RC parallèle} constitue un filtre passe – bas (ne laisse passer que les signaux de
basses fréquences à partir d’une valeur particulière qui dépend de R et de C).
Pour des valeurs de R et de C déterminées, la tension uQM(t) correspond quasiment au signal modulant
(informatif) u(t) avec sa tension de décalage U0 :
uQM(t) = u(t) + U0
L’association {diode – RC parallèle} dans ce montage constitue donc un détecteur d’enveloppe de la tension
modulée s(t).
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Principe de fonctionnement :
B A C • Entre le point A et le point B :
la diode est passante car s(t) > 0 et croissant.
La diode se comporte comme un interrupteur fermé, la tension U = US = 0 V (diode idéale) :
U = US
Le condensateur se charge quasi instantanément sous la
tension s(t).
En effet le condensateur est en dérivation par rapport à s(t) et
il n’y a pas de résistance en série avec le condensateur (la
constante de temps est donc nulle).
P
Q
i(t)
s>0
Au point B on a uQM (tB) = s(tB) – U = s(tB) – US soit :
uQM (tB) = s(tB)
R
uQM(t)
C
M
• Entre le point B et le point C :
la tension s(t) commence par diminuer et uQM(t) = uQM (tB) = s(tB) donc uQM(t) > s(t)
comme uQM(t) = s(t) – U alors U = s(t) – uQM(t) < 0 donc la diode devient bloquante.
Le condensateur se décharge dans la résistance jusqu’à
ce que la tension aux bornes du condensateur uQM(t)
redevienne égale à celle de la tension modulée s(t) :
uQM(t) = s(t).
P
Q
i(t)
s(t)
R
Le circuit est équivalent au circuit ci-contre :
M
C
uQM(t)
i(t)
La suite de charges et de décharges du condensateur doit donner une courbe qui reste proche de l’enveloppe
de la tension modulée s(t) ce qui entraîne un choix judicieusement des valeurs de R et de C.
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La décharge du condensateur dans la résistance :
- ne doit pas être trop rapide pour que la tension uQM(t) ne diminue pas trop vite par rapport à la tension s(t)
c’est-à dire que le point A soit le plus près du point B.
La constante de temps τ = R·C doit être nettement supérieure à la période TP de la porteuse : TP << τ
- ne doit pas être trop lente sinon la diode restera bloquante trop longtemps ; uQM(t) resterait alors trop
longtemps supérieur à s(t) et empêcherait ainsi de restituer le signal modulant.
La constante de temps τ = R·C doit être inférieure à la période Tm du signal modulant : τ < Tm
Pour que la détection d’enveloppe soit de bonne qualité, la constante de temps τ doit être telle que :
TP << τ < Tm
ou
F p >>
1
> f
τ
avec τ = R·C (τ en s, R en Ω, C en F)
Si τ n’est pas suffisamment grand devant TP alors uQM(t) décroit trop rapidement et la démodulation
n’est pas suffisante ;
τ > TP mais pas suffisamment
Si τ n’est pas suffisamment petite devant Tm alors uQM(t) décroit trop lentement et la tension obtenue ne
suit plus l’enveloppe de s(t), la démodulation est de mauvaise qualité :
τ ≈ Tm
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II. Suppression de la composante continue U0 (tension de décalage)
Pour restituer l’infirmation il ne reste plus qu’à éliminer la composante continue U0 qui a été additionnée au
signal modulant u(t).
Additionnons un dipôle R’C’ en série à l’ensemble du circuit précédent :
Q
P
W
C’
s(t)
R
R’
C
UWM(t)
M
L’oscillogramme de la tension uWM(t) est le suivant :
Le signal obtenu correspond quasiment au signal informatif (modulant), on a : uWM(t) ≈ u(t)
On dit que l’association {R’C’ série} constitue un filtre passe – haut (ne laisse passer que les signaux de
hautes fréquences à partir d’une valeur particulière qui dépend de R’ et de C’. Une tension continue constitue
une tension de fréquence nulle).
L’association {R’C’ série} permet d’éliminer la composante continue (tension de décalage).
Rq : Pour avoir une courbe lisse on ajoute une association {R’’C’’} en parallèle entre W et M (filtre passe bas)
III. Le démodulateur
Le circuit électrique permettant de réaliser la démodulation d’amplitude d’une tension est le suivant :
C’
s(t)
R
C
Diode – RC parallèle
=
Détecteur d’enveloppe
R’
R’C’ série
=
Élimination de U0
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