TS - Spécialité – Télécommunication n°3 Eric DAINI – Lycée Paul Cézanne – Aix en Provence : Site http://tpcezanne.neuf.fr

DEMODULATION D'AMPLITUDE (version Synchronie Correction) OBJECTIFS: expliquer le principe de la démodulation d'amplitude et illustrer cette démodulation par des expériences. I REALISATION DU SIGNAL MODULE s(t) • Réaliser le montage du TP "Modulation d'amplitude" avec: • porteuse: v(t) Vm = 5 V F = 20 kHz

• signal informatif u(t) Um = 0,5 V f = 1 kHz • tension de décalage Uo = 2 V m = 1/4

II MONTAGE DETECTEUR DE CRETE 1) Diode de détection

u(t) + U0 v(t)

X s(t)

multiplieur

Alimentation multiplieur

Boîtier acquisition

multiplieur

EA0EA1

masse

Doc n°2

Doc n°1

R s(t) s1(t)

EA1D

A

M

TS - Spécialité – Télécommunication n°3 Eric DAINI – Lycée Paul Cézanne – Aix en Provence : Site http://tpcezanne.neuf.fr a) La diode supprime les alternances négatives du signal s(t) et ne conserve que les alternances positives. (Doc n°2) c) La diode se comporte comme un interrupteur ouvert lorsqu'elle est bloquée, en ne laissant pas passer le courant dans la résistance R: s1(t) = 0 lorsque la diode est bloquée. La diode se comporte comme un fil lorsqu'elle est passante: s1(t) = s(t). Remarque: lorsque s(t) > 0 , le potentiel au point A, noté VA , est supérieur au potentiel au point M, VM = 0 V. Le courant circulant dans le sens des potentiels décroissants, la diode est passante. Lorsque s(t) < 0 , VA < 0 donc VA < VM: le courant devrait circuler de M vers A mais la diode est bloquée: aucun courant ne circule i(t) = 0 A et donc s(t) = -R.i(t) = 0 V. La différence d'amplitude entre le signal modulant u(t) + Uo et s1(t) est due à la tension de seuil non nulle de la diode au germanium soit environ 0,3 V.

2) Détecteur de crête • Condensateur C = 47 nF en parallèle avec R = 10 kΩΩΩΩ. a) Le signal s2(t) est voisin d signal u(t) + Uo mais non lissé. La démodulation du signal s(t) permet de retrouver l'allure du signal informatif décalé. b) Comme son nom l'indique, le détecteur de crête récupère la crête du signal modulé s(t).

3) Influences de R et C sur la détection • Interprétation: initialement le condensateur est déchargé. Lorsque la tension s(t) augmente le condensateur se charge sous la tension s2(t) ≈ s(t) avec une constante de temps quasi-nulle (partie entre O et A). On a: VP > VN: (car uPN = 0,3 V) la diode est passante et se comporte comme un fil. A partir du point A, s2(t) > s(t) donc VP < VN. La diode est alors bloquée et de comporte comme un interrupteur ouvert. Le condensateur se décharge dans la résistance R avec une constante de temps τ = R.C (partie entre A et B). La décharge cesse au point B lorsque s2(t) ≈ s(t) à nouveau. Alors la diode redevient passante et le condensateur se charge à nouveau. • Le condensateur doit se décharger: - suffisamment lentement, au cours d'une période Tp de la porteuse, pour que le point B soit le plus près du sommet C de la crête suivante, donc ττττ >> Tp.

- mais suffisamment vite pour que le point B ne soit pas au dessus de la crête C suivante, car sinon le détecteur de crête ne suit plus le signal informatif. Il faut donc: ττττ < Ts.

Les conditions d'une bonne démodulation sont alors: Tp << ττττ < Ts ou F >> 1/ττττ > f

A

B

C

s(t)

s2(t)

O

Doc n°3

R s(t) s2(t)

EA1

C

M

P N

TS - Spécialité – Télécommunication n°3 Eric DAINI – Lycée Paul Cézanne – Aix en Provence : Site http://tpcezanne.neuf.fr a) On a F = 20 kHz ⇔ TP = 1/ F = 1/ 20.103 = 5,0.10-5 s = 50 µs

f = 1,0 kHz ⇔ TS = 1/ f = 1/ 1,0.103 = 1,0.10-3 s = 1,0 ms = 1000 µs On a : ττττ = R.C = 10.103 × 47.10-9 = 4,7.10-4 s = 470 µs b) Les conditions d'une bonne démodulation sont satisfaites car: Tp << ττττ < Ts c) Le détecteur de crête élimine le signal porteur haute fréquence v(t): il élimine donc les hautes fréquences. d) L'association (RC) de laisse passer que les signaux basses fréquences: c'est donc un filtre passe-bas. (fréquence de coupure du filtre: fc = 1 / τ = 2,1 kHz; f < fc) • Garder R = 10 kΩΩΩΩ et modifier la valeur de C (10 nF puis 100 nF). Vérifier que les acquisitions sont voisines celles des documents n°4 et n°5. d) ττττ1 = R.C = 10.103 × 10.10-9 = 1,0.10-4 s = 100 µs. La condition TP << ττττ1 n'est plus satisfaite. e) ττττ2 = R.C = 10.103 × 100.10-9 = 1,0.10-3 s = 1000 µs. La condition ττττ2 < TS n'est plus satisfaite.

4) Filtre passe haut • Revenir à C = 47 nF et R = 10 kΩΩΩΩ. Choisir C' = 100 nF et R' = 10 kΩΩΩΩ. • Compléter le montage du détecteur de crête avec le filtre passe haut.

R s(t) s 2(t)

Y2

C

C'

R's 3(t)

Filtre passe haut Détecteur de crête: Filtre passe bas

Doc n°4 Doc n°5

TS - Spécialité – Télécommunication n°3 Eric DAINI – Lycée Paul Cézanne – Aix en Provence : Site http://tpcezanne.neuf.fr a) Le filtre passe haut supprime la composante continue Uo ajouté au signal informatif. La composante continue ayant une fréquence nulle, ce filtre élimine les basses fréquences et laisse passer les hautes fréquences d'où le terme de filtre passe haut. (fréquence de coupure du filtre: fc = 1 / τ = 1,0 kHz; 0 < fc) b) On retrouve alors à la sortie du filtre le signal informatif non décalé. c) En augmentant F à 100 kHz, les conditions d'une bonne démodulation sont davantage satisfaites. Le signal s2(t) est plus lissé.

Doc n°6 Doc n°7

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