TP 01 Modulation AM
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TP 01 : MODULATION AM
Théorie :
Définition La modulation d'amplitude consiste à faire varier l'amplitude d'un signal de fréquence élevée, le signal le signal porteur le signal modulant . Ce porteur , en fonction d'un signal de plus basse fréquence, le signal dernier est celui qui contient l'information à transmettre (voix, par exemple, recueillie par un microphone).
Allure du signal modulé Le signal porteur x porteur x p(t ) est de fréquence élevée (fréquence radio dépassant 100 kHz). Son allure est la suivante :
Signal porteur. Le signal modulant x modulant xm(t ) est lui de fréquence relativement faible (par exemple fréquence audio inférieure à 20 kHz) :
Signal modulant. Le signal modulé (ou signal de sortie) y sortie) y((t ), ), a l'allure suivante (pour un taux de modulation de 50 %) :
Signal modulé. Principe
La porteuse (avant modulation) est un signal sinusoïdal de fréquence f fréquence f p relativement élevée :
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Ap est l'amplitude maximale du signal et
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ωp
= 2π f p est
la pulsation du signal.
Supposons pour simplifier que le signal modulant soit périodique (sinusoïdal lui aussi), de fréquence nettement plus faible f m :
Am est l'amplitude maximale du signal et ωm = 2π f m est la pulsation du signal.
Supposons en outre que ce signal soit amplifié d'un facteur k lors de la modulation. Le signal modulé est alors obtenu en ajoutant le signal de la porteuse et le produit de celui-ci par le signal modulant et le facteur k . Soit :
Ou encore, en posant h = kAm :
h est appelé indice de modulation. Cet indice doit rester inférieur ou égal à 1, sous peine de « surmodulation » (voir ci-dessous).
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Démodulation par détection
Une simple diode redressant le signal et l'obligeant donc à être positif va faire que la valeur moyenne ne sera pas nulle mais suivra les variations du signal modulant. Un filtre passe-bas (condensateur + résistance par exemple) va alors permettre d'éliminer la composante haute fréquence et on retrouvera le signal initial.
Problème de la démodulation En pratique, il sera impossible d'avoir un signal v0(t ) parfaitement synchrone de la porteuse. En effet, les fluctuations de la fréquence, aussi minimes soient elles vont entrainer une détérioration du signal audible, appelée fading. La correction de ce problème passe par la mise en place d'une boucle à verrouillage de phase, qui permet d'ajuster au mieux la fréquence de v0(t ).
Manipulation : Partie I : Modulation AM Matérielles nécessaires 1 - Module KL-92001 2 - Module KL-93002 3 - Oscilloscope
Procedure 1-Localisez le circuit modulateur dans le module KL-93002.Connectez les PLUGS aux J1 et J3 pour avoir R8=1 K kΩ et R9=6.8kΩ. 2-Connectez un signal sinusoïdale de 250mVp-p, 1 kHz au (1/P2) et 250mVp-p, 100 kHz au (1/P1). 3-Observez le signal AM de sortie au (O/P) et réglez VR1 pour avoir un indice de modulation de 50%. Enregistrez le résultat dans le tableau 1. 5- En utilisant les résultats précédentes, calculez l’indice de modulation dans le tableau 1. 6-Observez le signale AM de sortie pour une entrée audio de 200 mVp-p et 150 mVp-p. Enregistrez les résultats dans le tableau 1. 7 Répétez les étapes 4 et 5. 8-Connectez 2 onde sinusoïdales de 150mVp-p, 1 kHz et 100mVp-p, 100 kHz dans (1/P2 et 1/P1) respectivement. 9-Observez le signal AM de sortie (O/P) et enregistrez le résultat dans le tableau 2. 10- En utilisant les résultats précédentes, calculez l’indice de modulation dans le tableau 2. 11-Répétez les étapes 9-10 pour des amplitudes de porteuses de 200mVp-p et 300 mVp-p. Equations :
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TP II : Démodulation AM
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Détecteur d’ enveloppe
Equipment necessaries 1. Module KL-92001 2. Module KL-93002 3. Oscilloscope
Procédure 1-Le signal source AM est obtenue a partir de modulateur AM. 2-Mettez une porteuse de 250mVp-p, 200kHz (sin) et le signal audio de 150mVp-p, 3kHz (sin). 3-Réglez VR1 du modulateur AM pour avoir une amplitude out max. 4-Connectez le signal AM à l’entrée (I/P) du détecteur d’enveloppe. 5-Observez la sortie et enregistrez le résultat dans le tableau 1. 6- Changez la fréquence audio à 1 KHz et 2 KHz et répétez l’étape 5. 7-Mettez la porteuse au 250mVp- p, 300KHz (sin) et l’audio a 250mVp-p, 3 kHz (sin). 8- Réglez VR1 du modulateur AM pour avoir une amplitude out max. 9-Enregistrez les résultats dans le tableau 2. 10- Changez la fréquence audio à 1JHz et 2 KHz et répétez l’étape 9.
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