MODULATION D’AMPLITUDE

I. INTERET ET PRINCIPE GENERAL La M.A. permet la transmission de signaux de faible fréquence par voie hertzienne Le signal à transmettre (du son par exemple) est transformé en signal électrique = TENSION MODULANTE Cette tension va être utilisée pour modifier l’amplitude d’un autre signal électrique, de haute fréquence = LA PORTEUSE

Schéma fonctionnel Signal à transmettre (son) SIGNAL MODULANT (signal électrique) Modulation A.M. Signal électrique modulé Antenne émettrice (signal électrique H.F.) PORTEUSE

II. REALISATION D’UNE MODULATION A.M. La modulation d’amplitude consiste à modifier l’amplitude d’une onde porteuse sp(t) de très grande fréquence par le signal à transmettre sm(t) auquel est ajoutée une tension continue de décalage ou OFFSET que nous noterons U0 ; pour cela, on multiplie les signaux : s(t) = [U0 + sm(t) ] x sp(t) , avec sp(t)= Upmax . cos(2fp.t) sm(t)= Ummax . cos(2fm.t)

X U0 + sm(t) circuit intégré réalisant la multiplication des signaux U0 = offset sm(t) = signal modulant sp(t) porteuse circuit intégré réalisant la X multiplication des signaux s(t)

s(t) = Smax(t) . cos(2fp.t) La multiplication des signaux donne un signal résultant dont l’expression se calcule facilement: s(t) = [U0 + Ummax . cos(2fm.t)] x Upmax . cos(2fp.t) s(t) = U0. Upmax [1 + Ummax / U0 . cos(2fm.t)]. cos(2fp.t) s(t) = Smax(t) . cos(2fp.t) (Amplitude de la tension modulée, variable dans le temps)

III. LE TAUX DE MODULATION On notera pour la suite m le rapport m= Ummax / U0 = TAUX DE MODULATION Le coefficient m est un nombre pur, et sa valeur est importante à connaître car selon que m soit inférieur ou supérieur à 1, l’enveloppe reproduira ou non l’information. Smax = A ( 1 + m ) et Smin = A ( 1 – m ) Smax/ Smin - 1 . d’où m = Smax/ Smin + 1 .

Si m<1 => A(t)>0 L’enveloppe correspond bien ici au signal modulant et donc à l’information à transmettre : BONNE MODULATION

Si m>1 => A(t) change de signe L’enveloppe ne correspond plus ici à l’information à transmettre : MAUVAISE MODULATION On parle de SURMODULATION

IV. SPECTRE EN FREQUENCE DU SIGNAL MODULE Sachant que cos a . cos b = ½ cos(a+b) + ½ cos(a-b) On montre aisément que s(t) est la somme de trois fonctions sinusoïdales de fréquences fp-fm ; fp ; fp+fm Le spectre en fréquence a donc l’allure suivante:

V. DEMODULATION D’AMPLITUDE L’objectif est de reconstituer le signal modulant, porteur de l’information. Il suffit de détecter l’enveloppe de s(t) et d’éliminer la composante continue (on considère qu’il n’y a pas de surmodulation: m<1) Détection de crête (élimination de la porteuse) Filtre passe-haut (élimination de l’offset U0)

La détection d’enveloppe La diode ne laisse passer le courant que dans un seul sens. Cela élimine la partie négative de la tension. En y ajoutant un condensateur C, on élimine les variations rapides de la tension dues à la porteuse. Le condensateur initialement déchargé se charge tant que ue croît jusqu'au maximum, avec une constante de temps tC quasi nulle. Lorsque ue décroît, uC > ue , la diode est bloquée, le condensateur se décharge dans la résistance avec une constante de temps tD = R.C grande par rapport à la période TP de la porteuse (si R et C sont bien choisis). Lorsque ue atteint de nouveau uC , la diode est à nouveau passante et le condensateur se charge.

A retenir … On choisit les valeurs de R1 et C1 du détecteur d’enveloppe telles que: - R1.C1 >> Tp (pour ne pas suivre les variations de la porteuse) - R1.C1 < Tm (pour conserver les variations du signal modulant) En résumé : Tp << R1.C1 < Tm