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Option B – Électronique et Communications Épreuve E4 : ÉTUDE D’UN SYSTÈME NUMÉR

Option B – Électronique et Communications Épreuve E4 : ÉTUDE D’UN SYSTÈME NUMÉRIQUE ET D’INFORMATION SESSION 2022 Durée : 6 heures Coefficient : 5 L’usage de la calculatrice avec mode examen actif est autorisé. L’usage de la calculatrice sans mémoire « type collège » est autorisé. Tout autre matériel est interdit. Ce sujet comporte : Présentation du système PR1 à PR2 Sujet Questionnaire Partie 1 Électronique S-Pro1 à S-Pro7 Document réponses à rendre avec la copie DR-Pro1 à DR-Pro4 Questionnaire Partie 2 Physique S-SP1 à S-SP8 Document réponses à rendre avec la copie DR-SP1 à DR-SP2 Documentation DOC1 à DOC14 Dès que le sujet vous est remis, assurez-vous qu’il est complet. Chaque candidat remettra deux copies séparées : une copie « domaine professionnel » dans laquelle seront placés les documents réponses pages DR-Pro1 à 4 et une copie « Sciences Physiques » dans laquelle seront placés les documents réponses DR-SP1 à 2. SESSION 2022 BTS Systèmes Numériques Option B Électronique et Communications Épreuve E4 Page de garde 22SN4SNEC1 BREVET DE TECHNICIEN SUPÉRIEUR SYSTÈMES NUMÉRIQUES PRÉSENTATION DU SYSTÈME La radio numérique terrestre 1. Le système de radiodiffusion DAB+ en France et en Europe Avec huit français sur dix qui déclarent écouter la radio au moins une fois par jour, la radiodiffusion hertzienne reste, de loin, le média préféré des français, le plus sollicité quotidiennement et le mieux implanté sur l’ensemble du territoire national. Néanmoins, la radio est le dernier média de masse à ne pas avoir pu finaliser sa « révolution numérique » et prend ainsi le risque de devenir un média vieillissant s’éloignant, petit à petit, des attentes des nouvelles générations, tant en termes de diversité de contenus, que d’usages. La bande FM est saturée partout en France et ne peut plus accueillir de nouveaux éditeurs, c’est également le dernier moyen de diffusion de contenus audio en qualité analogique. En Europe, plusieurs pays se sont lancés dans l'aventure de la radio numérique terrestre avec la norme DAB+. Le tableau suivant indique l’étendue de la couverture en pourcentage de la population couverte en 2020 pour plusieurs pays européens. Pays Couverture Danemark 99,9 % Norvège 99,7 % Suisse 99,5 % Allemagne 98 % Royaume-Uni 97,3 % Belgique 97 % Pays-Bas 95 % Italie 84 % France 25 % La Norvège est le premier pays au monde à avoir arrêté l’émission en FM au profit du DAB+ en 2018. En France, après plusieurs expérimentations le système de radiodiffusion DAB+ a été officiellement lancé à Paris, Marseille et Nice en juin 2014. À partir de 2018, il a été déployé plus largement pour progressivement couvrir tous les principaux bassins de vie français (ceux de plus de 175 000 habitants) d'ici fin 2021. Le taux d'équipement en postes numériques dans les foyers français reste encore assez faible aujourd'hui. Cependant, dès la fin de 2019, le seuil de 20 % de couverture de la population française par le système de radiodiffusion DAB+ ayant été franchi, les constructeurs de postes de radio ont l'obligation d'intégrer cette technologie dans les récepteurs et les autoradios proposés à la vente, ce qui est essentiel pour permettre l'augmentation du taux d'équipement des Français et le bon déploiement de cette nouvelle technologie de radio. SESSION 2022 BTS Systèmes Numériques Option B Électronique et Communications Épreuve E4 Page PR1 sur 2 22SN4SNEC1 Présentation 2. Diagramme des exigences du système DAB+ SESSION 2022 BTS Systèmes Numériques Option B Électronique et Communications Épreuve E4 Page PR2 sur 2 22SN4SNEC1 Présentation SESSION 2022 BTS Systèmes Numériques Option B Électronique et Communications Épreuve E4 Page S-Pro1 sur 7 22SN4SNEC1 Domaine professionnel - Sujet SUJET Option B Électronique et Communications Partie 1 Domaine Professionnel Durée 4 h coefficient 3 Partie A. Comparatif DAB+ et FM Problématique : On se propose dans cette partie de comparer les performances respectives des systèmes de radiodiffusion FM et DAB+. Q1. Indiquer la signification de l’abréviation « FM » dans l’expression « radio FM ». Indiquer la traduction en français et indiquer si la transmission est numérique ou analogique. Q2. À partir du document DOC2 « CSA DAB+ », indiquer la signification du sigle : DAB+ et proposer une traduction en français de « DAB ». Q3. Justifier en quelques mots pourquoi le système DAB+ doit permettre d’obtenir un son de meilleure qualité qu’en FM. Q4. À partir de la lecture du document DOC2 et du diagramme des exigences page PR2, proposer un exemple concret de l’exigence notée « 340 » : Données numériques. En radiodiffusion FM, l’écart minimum de fréquence utilisé entre deux stations est de 400 kHz. Q5. Déterminer le nombre maximum de radios pouvant être diffusées dans la bande 87,5 MHz à 108 MHz. Q6. À partir de l’analyse du document DOC3 « Radios FM à Paris », indiquer le nombre de radios diffusées à Paris. Q7. Evaluer l’écart entre le nombre maximum de radios pouvant être diffusées dans la bande FM et le nombre de radios diffusées à Paris. Conclure. En radiodiffusion DAB+, un multiplex composé est de plusieurs stations de radios. Chaque multiplex correspond à un canal d’émission. Q8. À partir de l’analyse du document DOC4 « Bande de fréquence DAB+ », déterminer le nombre de canaux disponibles pour les émissions à usage non militaire. Q9. En déduire le nombre maximal de stations radio diffusables en DAB+. Q10. Conclure sur la validité de l’exigence n°330 du cahier des charges. SESSION 2022 BTS Systèmes Numériques Option B Électronique et Communications Épreuve E4 Page S-Pro2 sur 7 22SN4SNEC1 Domaine professionnel - Sujet On se propose de comparer le système de radiodiffusion FM et DAB+ en termes de sensibilité et de qualité audio. Pour cela, nous allons étudier les spécifications d’un récepteur autoradio assurant à la fois une réception DAB+ et FM. Les spécifications de cet autoradio figurent sur le document repéré DOC5. On rappelle : P dBN = 10. log(PNM) et P = 2 EFF R Q11. À l’aide de la sensibilité du récepteur FM (quieting sensitivity), identifier son impédance d’entrée et la tension associée. Q12. Calculer, en dBm, la valeur de cette sensibilité. Q13. Comparer la sensibilité du récepteur FM à la sensibilité du récepteur DAB+. Q14. Relever et comparer le rapport signal/bruit (S/N) dans les deux réceptions (FM et DAB+). Q15. Compléter le document réponses DR-Pro1. Partie B. Antennes Problématique : on se propose dans cette partie de valider le choix d’une antenne correspondant au cas d’un émetteur DAB+ couvrant une vallée de montagne. En radiodiffusion, on rencontre des antennes directives et des antennes omnidirectionnelles. Q16. Pour chaque cas de figure, indiquer si l’antenne utilisée doit être directive ou omnidirectionnelle. Répondre sur le document réponses page DR-Pro1. On dispose de 3 types d’antennes représentées sur le document DR-Pro2. Les réponses aux questions suivantes sont à compléter sur le document réponses. Q17. Pour chacune de ces antennes, indiquer si celle-ci est directive ou omnidirectionnelle (Rayer la mention inutile). Q18. Pour chacune de ces antennes, indiquer la polarisation de cette antenne : horizontale ou verticale (rayer la mention inutile). Des antennes de type n°3 sont rangées dans un même local. Certaines d’entre elles sont des antennes d’émission FM (bande 88 à 108 MHz) et d’autres des antennes d’émission DAB+ (bande 175 à 230 MHz). Q19. Indiquer le critère qui permet de les distinguer physiquement. V SESSION 2022 BTS Systèmes Numériques Option B Électronique et Communications Épreuve E4 Page S-Pro3 sur 7 22SN4SNEC1 Domaine professionnel - Sujet Dans le cas de l’émetteur couvrant une vallée de montagne, les conditions géographiques imposent un angle d’ouverture horizontal supérieur à 45° et une puissance isotrope rayonnée équivalente (PIRE) supérieure à 75 dBm. L’opérateur a retenu l’antenne panneau dont la documentation est donnée sur le document DOC6 « Antenne émetteur DAB+ ». Q20. Estimer à l’aide du graphique la valeur des angles d’ouverture à -3 dB dans le plan horizontal et dans le plan vertical. L’émetteur associé à cette antenne a une puissance d’émission de 63 dBm. On rappelle que la PIRE (la puissance isotrope rayonnée équivalente) correspond à la puissance émise « amplifiée » par le gain d’antenne. Q21. Relever le gain d’antenne. Q22. En déduire la PIRE de l’émetteur associé à l’antenne. Q23. Valider le choix de l’antenne panneau par rapport aux conditions géographiques précédemment indiquées. Partie C. Étude d’un récepteur utilisant le circuit Si4688 Le schéma d’un récepteur DAB+ est construit essentiellement autour d’un composant dédié, ici il s’agit ici du composant Silicon Labs Si4688-A10. Il regroupe toutes les fonctions nécessaires à la réception FM/DAB+ dans un seul circuit. Partie C1 : Étude du circuit d’alimentation Problématique : On se propose de déterminer la conformité des circuits d’alimentation d’un récepteur utilisant le Si4688 dans le cadre d’un dépannage. Le circuit Si4688 dispose de 4 broches d’alimentation. La documentation de ce composant est donnée pages DOC7 à DOC9. Q24. Indiquer le nom de chaque broche d’alimentation, sa fonction et sa valeur nominale. Le schéma du récepteur étudié est donné DOC10. Ce récepteur utilise le composant TPS79318DBVR spécifié page DOC11. Q25. Préciser le rôle du composant référencé IC1 sur le schéma du récepteur. Q26. uploads/s1/bts-snec-2022.pdf