Le modulateur à bande latérale unique - théorie et montage

Résumé du document

Un signal est le support physique d'une information qui varie. Il est représenté par une fonction d'une ou plusieurs variables. Généralement, une seule variable est utilisée : le temps, car l'information transportée par un signal est la variation d'une grandeur au cours du temps. Cependant, à partir de cette représentation temporelle, on peut déduire, à l'aide de la transformée de Fourier, la représentation spectrale du signal : la phase et l'amplitude en fonction de la fréquence.

En télécommunication, le signal transportant une information doit passer par un moyen de transmission entre un émetteur et un récepteur. Mais plusieurs problèmes se posent : les signaux de basse fréquence sont très sensibles au bruit, la propagation des ondes BF se fait sur de faibles distances, car ils sont fortement amortis et la taille d'une antenne de transmission est inversement proportionnelle à la fréquence du signal (pour les transmissions hertziennes).

Le but de cette étude est de transmettre sans déformation le signal émis qui sera assimilé à la parole (dans le domaine de la téléphonie), nous le noterons m(t). Le signal modulé doit être optimal et ne doit pas posséder de redondance d'informations c'est-à-dire il ne possède en fréquence qu'une seule bande.

Le but du présent rapport est de montrer le bon fonctionnement de notre réalisation pratique : un Modulateur BLU. Pour cela, nous avons testé chacun des étages que contient notre montage, qui a été conçu à l'aide d'une carte, servant de base pour implanter tous les composants nécessaires.

Extraits

[...] Nous avons testé cet étage à l'aide du spectromètre afin d'observer la BLI ou la BLS mais en raison d'un mauvais câblage de l'interrupteur celui-ci n'a pas fonctionné. Figure 2 Figure 1 Montage à réaliser Exemple : On veut transmettre un signal audio dont le spectre se situe autour de 1kHz, la longueur de l'antenne doit être : L'antenne doit avoir une longueur très grande, ce qui est très difficilement réalisable en pratique. Pour diminuer la longueur de l'antenne on doit augmenter la fréquence du signal à transmettre : on transpose donc le signal audio précédent en haute fréquence (f=10 Mhz) : c'est la modulation Ce qui est pratiquement réalisable. [...]

[...] On arrête l'itération lorsque la pente est assez faible, on aura alors trouvé le minimum local. Il suffit ensuite de comparer tous les minimums locaux trouvés, et si, le nombre de points de départ est suffisant, nous aurons le minimum global. N=2 : = 678Hz N=4 : Dans le cadre de notre projet nous choisissons le nombre N = 3 filtres déphaseur de : 3 par étage) en raison du coût de réalisation (pour et de la précision (pour Additionneur/Soustracteur Cet étage permet d'additionner les deux signaux d'entrées ( et afin d'obtenir en sortie la bande latérale inférieure (BLI) ou de les soustraire pour obtenir la bande latérale supérieure (BLS) Autres Alimentation Découplée : Pour le bon fonctionnement du système, on a besoin que les tensions en sortie du générateur soient complètement continues. [...]

[...] D'après les deux photos précédentes, on peut constater que la porteuse oscille bien à une fréquence de 30 KHz comme le demande le cahier des charges. Filtre déphaseur à 30 KHz Voici le schéma de câblage du filtre déphaseur : Pour vérifier le bon fonctionnement du filtre déphaseur, nous avons observé à l'aide de l'oscilloscope le déphasage, qui doit être de , entre le signal de la porteuse et la sortie du filtre. Comme on peut le voir sur la photo, l'entrée 2 de l'oscilloscope est déphasée de par rapport à l'entrée 1 Filtre de Hilbert Voici le schéma de câblage du filtre de Hilbert qui correspond à un filtre déphaseur sur une bande de fréquence : Pour tester le filtre de Hilbert, nous avons vérifié que chaque étage déphase bien d'un angle de à une fréquence précise. [...]

[...] Ce filtre se rapproche du filtre de Hilbert qui est un filtre théorique et pas réalisable en pratique. Optimisation : L'optimisation consiste à trouver les fréquences propres de chaque filtre mis en cascade de manière à ce que le déphasage réel sur la bande de fréquence choisie soit le plus proche possible du déphasage théorique . Il s'agira donc de minimiser le critère quadratique suivant : Avec = -2arctan( tan( Plus cette fonction sera petite, plus le déphasage sera précis. [...]

[...] Mise en œuvre En pratique, on désire moduler un signal ayant une bande de fréquence [300 Hz ; 3400 Hz] par une porteuse oscillant à la fréquence de 33 KHz. Cette modulation doit comporter ces caractéristiques essentielles : - signal de sortie stable (sans bruit) - simple à mettre en œuvre, - précise, - de taille convenable - à faible coût Modulation Ainsi, d'après l'exemple précédent, les signaux basses fréquences (signaux audio) ne peuvent pas être transmis directement car ils nécessitent de trop grandes antennes. Le but de la modulation est donc de décaler un signal à transmettre dans les hautes fréquences afin d'avoir des antennes émettrices plus petites. [...]