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[edit] Étymologies
[edit] Les Ondes
[edit] Fonctions d'un récepteurLes signaux formés par les ondes électromagnétiques sont captés par une antenne. Celle-ci, quelle qu'elle soit, reçoit de nombreux signaux qu'il faut différentier. Un récepteur doit donc être capable de :
[edit] Caractéristiques principales d'un récepteur[edit] SensibilitéLa sensibilité d'un récepteur est l'amplitude du signal qu'il faut appliquer à son entrée pour obtenir à la sortie du démodulateur un rapport signal/bruit déterminé (en général, 30 ou 50dB). Elle s'exprime en volts ou dBV (tension de référence égale à 1V). Elle est mesurée en utilisant un générateur de signaux calibrés ; le signal de sortie est modulé à 30% par un signal audio d'1kHz. Pour les récepteurs grand public en modulation d'amplitude, incluant l'amplificateur audio et le haut-parleur, on définit souvent la sensibilité comme la tension qu'il faut appliquer à l'entrée pour obtenir une puissance de 50mW dans le haut-parleur. Pour les récepteurs portatifs à antenne ferrite intégrée, on indique le champ électrique nécessaire pour obtenir le rapport S/B déterminé et on donne donc la sensibilité en V/m. [edit] SélectivitéLa sélectivité d'un récepteur décrit l'aptitude du récepteur à séparer le signal désiré de signaux perturbateurs (autres émetteurs, par exemple) à des fréquences voisines. On peut tirer la sélectivité d'un graphique donnant la réponse en fréquence du récepteur : on règle le récepteur et le générateur de signaux sur la même fréquence et on règle le générateur pour avoir 50mW dans le haut-parleur. Puis, sans toucher à l'accord du récepteur, on modifie la fréquence du générateur et on note la puissance reçue ; on recommence à différentes fréquences. Souvent les constructeurs se bornent à donner le facteur de réjection du canal adjacent ou du canal alterné, càd. le rapport entre les puissances mesurés dans le haut-parleur lorsque, le récepteur étant réglé sur la fréquence Fp, le générateur est réglé à la fréquence Fp, Fp + LC ou Fp + 2LC. LC, la largeur d'un canal, est de 5 ou 10kHz pour les émission AM en ondes courtes, 9 ou 10kHz pour les émission AM en ondes moyennes ou longues, 200 ou 300kHz pour les émissions en FM en ondes ultra-courtes. [edit] StabilitéCette caractéristique indique comment l'accord du récepteur change si la température ambiante ou la tension d'alimentation changent. Dans les récepteurs superhétérodynes, les plus courants, la stabilité du récepteur est déterminée par la stabilité en fréquence de l'oscillateur local. La stabilité s'exprime en Hz/°C ou en Hz/V. [edit] DynamiqueLa dynamique du récepteur est le rapport entre le signal le plus grand toléré à l'entrée (si le signal est trop grand, des distorsions apparaissent) et le signal le plus faible (déterminé par le bruit du récepteur). Elle s'exprime en dB. [edit] Les ComposantsUn récepteur radio est constitué de plusieurs blocs ayant chacun une fonction bien précise. [edit] L'antenneLa fonction de l'antenne est de convertir les ondes électromagnétiques provenant de l'émetteur en signal électrique (courant ou tension) qui sera appliqué au récepteur. Il existe de nombreux types d'antennes, le choix dépend principalement de la bande de fréquences que l'on désire capter : antenne dipôle, dipôle replié, antenne cadre, antenne ferrite, antenne Marconi, antenne rhombique, antenne Yagi. Dans les récepteurs portatifs, l'antenne est directement raccordée au récepteur ; dans les récepteurs fixes, l'antenne est généralement placée à une certaine distance du récepteur. On placera l'antenne en un endroit bien dégagé, avec un minimum d'obstacles susceptibles de faire écran, souvent sur le toit des bâtiments ou en haut d'une tour. L'antenne est alors reliée au récepteur par une ligne de transmission, câble coaxial ou ligne bifilaire. [edit] Les amplificateursComme les signaux captés sont généralement très petits (microvolts ou millivolts), il est nécessaire d'amplifier le signal. On distingue différents types d'amplificateurs :
[edit] Le mélangeurUn mélangeur est un étage auquel on applique d'une part le signal d'entrée, capté par l'antenne et généralement amplifié par un ampli RF, et d'autre part un signal non-modulé, provenant d'un oscillateur local, càd. intégré au récepteur. Après filtrage, le signal de sortie du mélangeur est décalé en fréquence, toujours la même, mais avec les mêmes composantes spectrales que le signal d'origine. [edit] L'oscillateur localIl produit le signal . [edit] Le démodulateurD'une façon générale, un démodulateur opère la fonction inverse d'un modulateur. Alors que ce dernier modifie une des caractéristiques (amplitude ou fréquence) d'un signal haute fréquence appelé porteuse, le démodulateur extrait l'information qui avait été confiée à la porteuse et (si tout fonctionne bien), permet d'obtenir une copie fidèle du signal audio original (musique, paroles...). Dans un récepteur en modulation d'amplitude, le démodulateur est souvent appelé détecteur (de crête). [edit] Le haut-parleurSa mission est de convertir le signal démodulé en ondes sonores perceptibles par l'oreille humaine. [edit] Les filtresComme une antenne reçoit de très nombreux signaux, il est nécessaire de recourir à des filtres pour se débarrasser des signaux indésirables. Le plus souvent, on fait appel à des filtres passe-bande, qui laissent passer les signaux dont la fréquence se trouve dans la "fenêtre" du filtre. Caractéristiques principales de ces filtres : la fréquence centrale (le milieu de la "fenêtre") et la largeur de bande (la largeur de la "fenêtre"). [edit] TechnologieA l'aube de l'électronique, les fonctions citées étaient réalisées à l'aide de tubes à vide. Puis vint l'ère des transistors. Actuellement, et depuis une ou deux décennies, l'essentiel des composants électroniques du récepteur se retrouvent au sein d'un même circuit intégré. Ne peuvent être intégrés : l'antenne, le haut-parleur, le potentiomètre de réglage de volume, le condensateur de réglage de la fréquence (présent dans certains récepteurs), les composants d'alimentation. Il faut distinguer et ne pas confondre les technologies de construction des appareils, qui évoluent selon l'état de la technique et les contraintes économiques du moment, avec les principes de fonctionnement de ceux-ci : une radio RDS à affichage LCD dotée de la fonction de recherche automatique des stations fonctionne toujours selon le même principe qu'un poste à lampes, ce qu'ils ont de différent ce sont les technologies et le traitement des signaux utiles. Pour les filtres, on peut utiliser :
[edit] Principales structures de récepteurs[edit] Récepteur à amplification directeLa structure de ce récepteur est très simple :
Dans cette structure, la sensibilité est déterminée par le gain de l'amplificateur RF. Il est difficile d'obtenir une sensibilité élevée car, si le gain de l'amplificateur RF est élevé, il a tendance à osciller, càd. à produire un signal de forte amplitude qui n'a rien à voir avec le signal capté. Signalons que la plupart des récepteurs sont équipés d'un contrôle automatique du gain, qui ajuste le gain en fonction de l'amplitude du signal capté ; le gain est élevé pour des petits signaux, faible pour des signaux forts, de façon à ce que l'amplitude à l'entrée du démodulateur soit pratiquement indépendante de l'amplitude du signal reçu. La sélectivité du récepteur dépend du filtre. Pour capter différents émetteurs, il faut pouvoir changer la fréquence centrale de celui-ci, ce qui implique l'utilisation de circuits LC. La réponse en fréquence de tels filtres est loin d'être optimale, et la largeur de bande change en même temps que la fréquence centrale. Bref, malgré sa simplicité, le récepteur à amplification directe est peu utilisé ; sa principale application, c'est lorsqu'on veut capter un seul émetteur, dont le signal est relativement fort. [edit] Récepteur superhétérodyneLe récepteur superhétérodyne est la structure de récepteur la plus utilisée, tant en radio qu'en télévision ou en hyperfréquences (radar, GSM, GPS...). Elle est caractérisée par l'utilisation d'un étage changeur de fréquence, ce qui permet une amplification plus aisée du signal. Le schéma ci-dessous montre la structure du récepteur superhétérodyne.
Signalons que l'utilisation d'un mélangeur introduit un problème qui était absent dans les récepteurs à amplification directe. Soit en effet un récepteur où Fo vaut Fp + FI. Que se passe-t-il si l'antenne capte un signal à une fréquence Fo + FI ? Si ce signal arrive jusqu'au mélangeur, il va créer en sortie du mélangeur une composante à la fréquence FI, indistinguable du signal désiré ! On risque donc une fameuse cacophonie. Cette fréquence Fo + FI est appelée fréquence image ; il est impératif d'atténuer fortement des signaux éventuels à cette fréquence avant d'arriver au mélangeur, càd. au niveau du filtre RF. Dans un récepteur superhétérodyne, les différentes fonctions, amplification, filtrage, démodulation, sont confiées à des étages distincts :
Remarque : un montage hétérodyne désigne un mélangeur où le battement entre les deux signaux d'entrée produit un signal à fréquence audible. On a choisi le terme superhétérodyne pour signifier qu'ici, le signal du mélangeur est à une fréquence (la FI) très supérieure aux fréquences audibles. [edit] Récepteur à double changement de fréquenceDans le récepteur superhétérodyne, la valeur de la fréquence intermédiaire influence à la fois la sélectivité et la réjection de la fréquence image. Lorsque la FI est grande, la réjection de la fréquence image est aisée (puisqu'elle est située à 2.FI de Fp) mais il est difficile d'obtenir une bonne sélectivité. C'est la raison pour laquelle certains récepteurs (ondes courtes, mais aussi récepteurs de signaux de satellites, radar...) mettent en ?uvre un double changement de fréquence. Le premier changement de fréquence utilise une fréquence intermédiaire (FI1) relativement élevée (par exemple 5 MHz) de façon à rejeter aisément la fréquence image. La seconde fréquence intermédiaire, FI2, sera nettement plus basse (par exemple 455 kHz), ce qui permet d'utiliser des filtres céramique ayant une bande passante étroite et des flancs raides. Puisque FI1 est fixe, le second oscillateur local travaille à fréquence fixe ; on peut stabiliser sa fréquence à l'aide d'un quartz. Il faut prendre de grandes précautions pour éviter un couplage entre les deux oscillateurs (blindages, découplages...). [edit] Récepteur à conversion directeLa structure ressemble à celle du récepteur superhétérodyne, mais ici, on choisit Fo = Fp. La fréquence intermédiaire est donc nulle, et on retrouve à la sortie du mélangeur le signal modulant lui-même. L'ampli FI, le filtre FI et le démodulateur ont donc disparu.
Cette structure est intéressante pour la réception :
[edit] Techniques de réception[edit] Technique de réception AMLes principes de fonctionnement des récepteurs de radio AM (Modulation d'amplitude) sont multiples :
[edit] Technique de réception SSB ou BLUCertains procédés particuliers de "modulation d'amplitude" permettent d'émettre et de recevoir une ou deux "bandes latérales" avec suppression totale ou partielle de la "porteuse".
La réception en SSB ou BLU est en fait une réception classique en AM, les différences résident dans une sélectivité accrue de la chaine d'amplification FI, comportant souvent des filtres en céramique, à quartz ou mécaniques et dans un circuit spécial appelé BFO, pour "Beat Frequency Oscillator" ou oscillateur de fréquence de battement, dont le but est de recréer localement la porteuse supprimée, celle-ci est ensuite additionnée à la bande latérale unique reçue recréant ainsi une modulation AM classique pouvant être correctement détectée ou démodulée. Le principal intérêt de ce type de modulation est sa faible sensibité aux parasites du fait de la largeur relativement faible occupée par l'émission SSB ou BLU sur le spectre radio. Le signal reçu a un rapport S/B "signal sur bruit" nettement meilleur que celui de l'AM, permettant ainsi d'atteindre des grandes distances avec des puissances d'émission relativement faibles. [edit] Technique de réception FMLes récepteurs de radio FM (Modulation de fréquence) fonctionnent sur le même principe que décrit ci-dessus, à ceci près qu'un circuit détecteur ou démodulateur spécial transforme la variation (ou modulation) de fréquence FM du signal haute fréquence HF à amplitude constante en une variation d'amplitude BF, ce circuit est appelé "discrimineur". Le procédé d'émission et de réception en FM est particulièrement insensible aux parasites permettant ainsi la diffusion de programmes en "haute fidélité" et le plus souvent en "stéréophonie".
Un autre procédé de modulation apparenté à la "modulation de fréquence" est la "modulation de phase". [edit] Liens externes[edit] Voir aussiTemplate:Spectre radiofréquence Catégorie:Matériel audio Catégorie:Radiophonie Catégorie:Radio bg:????? da:Radiomodtager de:Radio en:Radio receiver ja:??? lt:Radijas zh:??? La source est wikipedia http://fr.wikipedia.org/wiki/ Récepteur radio |
Revue de presse R%E9cepteur_radio
