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Support de Transmission LPSI 2019-2020 Table des matières Chapitre 1: Généralit

Support de Transmission LPSI 2019-2020 Table des matières Chapitre 1: Généralités sur la Transmission Chapitre 2: Modulation d’Amplitude (AM) Chapitre 3: Démodulation d’Amplitude Chapitre 1: GENERALITES SUR LA TRANSMISSION 1 Enseignant, M SEU G Patrice S // 53592390 // seu.ibrahim@artisanafrik.com Support de Transmission LPSI 2019-2020 2 Enseignant, M SEU G Patrice S // 53592390 // seu.ibrahim@artisanafrik.com Support de Transmission LPSI 2019-2020 II- DEFINITIONS Lorsque vous souhaitez discuter avec une personne située dans la même pièce que vous, il vous suffit de parler suffisamment fort pour que la personne vous entende. La voix émise est une onde acoustique. Si maintenant, plusieurs personnes souhaitent discuter simultanément dans la même pièce ou si votre interlocuteur est éloigné, il faut trouver une technique pour transmettre votre voix jusqu’à votre correspondant. Si votre correspondant est « peu » éloigné, un micro, un amplificateur et un 3 Enseignant, M SEU G Patrice S // 53592390 // seu.ibrahim@artisanafrik.com Support de Transmission LPSI 2019-2020 haut parleur peuvent être suffisant. Mais votre voix étant amplifiée, cette technique ne peut être employée que lorsque vous vous adressez seul vers un public. Une autre technique consiste à transformer l’onde acoustique (la voix) en une onde électromagnétique via une antenne. Il existe deux catégories d’ondes, les ondes matérielles (acoustique, pression comme le tremblement de terre) et les ondes électromagnétique. On peut ainsi récupérer le signal électrique à la sortie du microphone, l’amplifier et le transmettre via une antenne. Ce signal est évidemment inaudible (il ne s’agit plus d’une onde acoustique). Votre correspondant n’a plus qu’à récupérer l’onde électromagnétique et transformer le signal électrique en un signal acoustique via le haut parleur. Par ces deux techniques, le spectre de votre voix n’est pas modifié, la transmission est dite en bande de base. Définition 1. Spectre Le Spectre d’un signal est la représentation fréquentielle du signal. Application acoustique: En musique, la note ‘LA’ est une onde sinusoïdale qui se répète 440 fois en une seconde. Le signal est périodique (sinusoïde), la période est de 1/440 seconde. La fréquence est l’inverse de la période. La fréquence est donc de 440 Hz. Définition 2. Transmission en bande de base Une transmission en bande de base consiste à transmettre un signal sans déplacer son spectre. On peut donc modifier le spectre en transformant le signal par un autre (filtre de mise en forme) mais pas sa bande spectrale (c'est- à-dire l’intervalle fréquentiel du signal brut à transmettre). La technique couramment utilisée pour transmettre le signal consiste à déplacer son spectre. En règle générale, on translate son spectre vers une plus haute fréquence par une modulation linéaire ou non linéaire. Une modulation est dite linéaire quand l’opération consiste uniquement à translater son spectre vers une plus haute fréquence comme le montre la Nous reviendrons sur cette différence ultérieurement Définition 3.Modulation, modulant, modulé La modulation consiste à transformer un signal connu par le signal à transmettre. Le signal à transmettre est appelé signal d’information. Lorsqu’on module un signal, on appelle: 4 Enseignant, M SEU G Patrice S // 53592390 // seu.ibrahim@artisanafrik.com Support de Transmission LPSI 2019-2020 - porteuse : le signal connu - modulant : le signal d’information - modulé : le signal résultant de la transformation de la porteuse par le modulant Le signal connu est généralement un signal sinusoïdal défini par son amplitude et sa fréquence. La fréquence est appelée fréquence porteuse. On trouve parfois un signal d’impulsion (radar) et très rarement d’autres signaux. Généralement : toutes les modulations grand publique utilisent des porteuses sinusoïdales, mais il existe néanmoins d’autres types de porteuses III- APPLICATION De nos jours, de nombreuses transmissions utilisent encore des modulations analogiques, bien que celles-ci soient progressivement remplacées par des modulations numériques (sur porteuses analogiques). Il faut savoir que par abus de langage, on parle de modulation numérique alors qu’en réalité, seule l’information à transmettre est numérique. Le principe est identique à la modulation analogique dans le sens ou la porteuse reste analogique. On peut citer : - La transmission Radio : Les grandes ondes, les moyennes ondes, la FM - Télévision analogique. Les chaînes classiques (TF1, A2, FR3 ; C+, ARTE et M6), remplacé progressivement par la TNT (modulation numérique sur porteuse analogique). - La CB. - Talkie Walkie - Regroupement de plusieurs appels téléphoniques - Balises de navigation des bateaux La modulation est apparue nécessaire pour transmettre une information d’un point à un autre (point à point), ou d’un point vers un ensemble de sites distants (multipoints) en adaptant le signal au moyen de transport utilisé. On appelle canal de transmission, le support physique utilisé pour la communication. On différencie deux types de canaux Canal guidé: câble métallique, fibre optique Canal en espace libre: Faisceaux Hertziens, liaison radio, liaison sous-marines, … Chaque canal est caractérisé par sa fonction de transfert qui traduit l’aptitude à transmettre un signal à une fréquence donnée, notamment pour le câble guidé. Question 1: Après avoir trouvé les fréquences utilisées pour la radio (grande Onde, moyenne onde et FM), expliquez le choix de la fréquence pour la modulation Grande Onde. Pour les transmissions en espace libre, l’utilisation d’une antenne permet de transformer une énergie guidée en une onde Electro-Magnétique qui rayonne dans l’espace libre. La dimension de l’antenne de l’ordre de λ/4 ou λ est la 5 Enseignant, M SEU G Patrice S // 53592390 // seu.ibrahim@artisanafrik.com Support de Transmission LPSI 2019-2020 longueur d’onde. La longueur d’onde est liée à la fréquence du signal à transmettre par la relation………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… IV- PRINCIPE DE LA MODULATION En reprenant la définition 3, la modulation consiste à transformer un signal sinusoïdal connu appelé porteuse par le signal à transmettre. Définition 4. Caractéristique d’un signal sinusoïdal Un signal sinusoïdal est entièrement défini par trois caractéristiques qui sont : - son amplitude A - sa fréquence f - sa phase θ Le signal sinusoïdal s’écrit de la manière suivante : - en temporel : ………………………………………………………………………………… - en fréquentiel : ……………………………………………………………………………… Théorème 1. Modulation Analogique sur une porteuse sinusoïdale La modulation analogique sur une porteuse sinusoïdale consiste à modifier une ou plusieurs caractéristiques du signal sinusoïdal par le signal analogique à transmettre. Applications En règle générale, on ne modifie qu’un paramètre sur les trois. On différencie ainsi trois types de modulations qui sont : - Modulation d’Amplitude (AM) - Modulation de Phase (PM) - Modulation de Fréquence (FM). Dans le langage courant, on se contente de parler de modulation analogique sans préciser le type de porteuse utilisée lorsque celle-ci est sinusoïdale. Généralement, seule une porteuse sinusoïdale est utilisée. Théorème 2. Synoptique d’une chaîne de transmission analogique Une chaîne de transmission analogique représente l’ensemble des éléments nécessaires à la transmission d’une information de nature analogique (cf.). Elle est composée d’un émetteur, d’un canal de propagation et d’un récepteur. 6 Enseignant, M SEU G Patrice S // 53592390 // seu.ibrahim@artisanafrik.com Support de Transmission LPSI 2019-2020 Définition 5. Mélangeur Un mélangeur est un circuit électronique qui effectue la multiplication entre deux signaux. Couramment utilisé dans les émetteurs/récepteurs HF, un mélangeur effectue une multiplication entre un oscillateur local (porteuse à fp) et un signal modulé ou modulant. Au niveau du spectre, cela revient à une simple translation de +/- fp du signal. On observe ainsi deux bandes, dont une est nécessairement filtrée Définition 6. Le canal de transmission Le support physique ou hertzien (le câble ou l’antenne-air) correspond au canal de transmission. Théorème 3. L’effet du canal Dans le canal, le signal subit des déformations, des perturbations par du bruit, diaphonie (couplage entre les voix), des dérives en fréquences (effet Doppler) Exercice d’application: 7 Enseignant, M SEU G Patrice S // 53592390 // seu.ibrahim@artisanafrik.com Support de Transmission LPSI 2019-2020 Résolution : …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… : …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… 8 Enseignant, M SEU G Patrice S // 53592390 // seu.ibrahim@artisanafrik.com Support de Transmission LPSI 2019-2020 …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… : …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Chapitre 2: MODULATION D’AMPLITUDE (AM) Objectif : Dans ce deuxième cours, l’apprenant est initié à la modulation d’amplitude. On liste les trois grandes classes de modulations analogiques, et on étudie les dispositifs de démodulations mis en œuvre pour chaque technique de modulation d’amplitude. L’étudiant doit être en mesure de différencier les types de modulations analogiques d’amplitude, et de connaître les caractéristiques de chacune des modulations en terme d’indice et d’occupation spectrale. I- GENERALITES 9 Enseignant, M SEU G Patrice S // 53592390 // seu.ibrahim@artisanafrik.com Support de Transmission LPSI 2019-2020 La modulation d’amplitude est la première modulation employée en Télécommunication de par sa simplicité de mise en œuvre La modulation d’amplitude consiste à modifier l’amplitude de la porteuse par une fonction linéaire (y=Ax+b) du signal à transmettre. Ainsi, soient - La porteuse: ……………………………………………………………………………………… - Le modulant (signal d’information): …………………………………………………………… - Le signal modulé: ………………………………………………………………………………… Où k est un facteur de proportionnalité, souvent uploads/Philosophie/ cours-transmission.pdf