N°8 LA REVUE DU CRI Du 26/01/04Au 31/01/04

La transmission de données par liaison HautesFréquences (HF)

Présentation :

Le but de ce projet est de transmettre des informations d'une balise, située sur un des coins du plan dejeu, au robot principal.

Principe :

Afin de transmettre des informations logiques entre les balises et le robot principal, il est nécessaire detransformer le signal d'entrée TTL en un signal potentiellement transmissible par l'émetteur HF. Pour ce faire onutilise un modem, bloc qui convertit un zéro logique en une fréquence F0 et un un logique en une fréquence F1.On obtient ainsi à l'entrée de l'émetteur HF deux sinusoïdes, qui seront ensuite modulées et transmisent.Le récepteur, quand à lui, réalise l'opération inverse, c'est à dire qu'il démodule le signal reçu et le transforme enun signal logique compréhensible (transformation des deux sinusoïdes en un signal logique).

Les spécifications techniques sont les suivantes :

• Emission / Réception : 27.340 Mhz• Type de modulation : AM• Puissance : environ 100 mW• Débit d'informations : 1200 bauds• Portée : dizaine de mètres• Entrée émetteur : TTL• Sortie récepteur : CMOS• Voltage : 12 volts

Principe de fonctionnement :

Afin de transmettre les données télémétriques des balises au robot, il est nécessaire d'avoir une chaîne detransmission.Cette chaîne comporte deux grands blocs :

1/ L'émission (contrôlé par la balise).2/ La réception (sur le robot).

Dans chaque bloc, il est nécessaire de transformer les informations afin de pouvoir les transmettre plusfacilement.Ainsi au niveau de l'émission, les informations sont modulées à l'aide d'un modulateur FSK (Frequency ShiftKeying), et à la réception l'opération inverse est effectuée. On obtient ainsi un modulateur-démodulateur,courament appellé modem.

Principe de la modulation d'amplitude :

L'émetteur génère une onde électromagnétique à une fréquence fixe dite onde porteuse. On vient ensuitesuperposer sur cette onde un signal qui module la porteuse à une fréquence variable.La fonction du récepteur est de capter la porteuse, puis de la supprimer afin de ne garder l'information essentielle,à savoir les données à transmettre.Afin de mieux comprendre la modulation d'amplitude, examinons un signal modulant sinusoïdal.

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On pose la fonction :

e(t) = E (1+A cos(w0t))cos(wt)

On remarque que le spectre en fréquence est composé de trois dirac :1/ La fréquence F, qui correspond à la porteuse,2/ Les fréquences F-f et F+f, qui correspondent à l'informations à transmettre

On remarque de plus qu'il existe une perte de puissance à l'émission. En effet, on envoie deux fois la mêmeinformation, donc la puissance est divisée par deux.

Allure du signal avant l'émission à travers une antenne :

Les informations à transmettre oscillent à la fréquence f, de longeur d'onde plus grande que celle de la porteuse,qui oscille elle à une fréquence F.

Fonctionnement du modem :

Ce module consiste à générer une fréquence Basse Fréquence (BF) de valeur F0 en présence d'un zérologique à l'entrée du montage, et une fréquence F1 en présence d'un un logique.Par convention du 1200 Bauds (donc de la vitesse), la valeur de F0 vaut : 2200 Hz et F1 : 1200 Hz.

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F-f F F+f fréquences

Porteuse

Bande latérale supérieure

Bande latérale inférieure

Porteuse

Informations à transmettre

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Synoptique de la liaison HF :

Réalisation technique :

La fréquence d'émission à été choisie en fonction de plusieurs paramètres (compatibilitéélectromagnétique CEM avec la carte mère, encombrement des fréquences, puissance d'émission...).

• Le module Emission se compose :1/ D'un émetteur AM de fréquence égale à 27MHz (les informations modulent la tension du quartz).2/ D'un demi-modem XR2206 (permet la transformation des informations du microcontrolleur en deux

fréquences F0 et F1).

• Le module Réception se compose :1/ D'un récepteur, comportant une tête HF TDA1046 (tête qui permet la réception d'un signal modulé en

AM) ainsi que d'un filtre 455 KHz.(la réception s'effecte 455 KHz plus bas que la fréquence d'émission, soit26,885 MHz)

2/ On sort ainsi ce que l'on appelle la fréquence intermédiaire (FI), deuxième module du récepteur. Lecompossant choisit est un SO42P.

3/ Le troisième, et dernier module du récepteur, est de le demi-modem opposé à l'émetteur, soit unXR2211, qui transforme les deux fréquences F0 et F1 en un seul signal.Le choix d'utiliser une tête HF et FI apporte deux avantages : forte résistance aux signaux forts et une bonnemodularité lors de la construction et de l'utilisation.

bhnghOn obtient ainsi l'information transmise par la balise.

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ModemXR2206

Emetteur AM27.340 MHz

Donnéesµcontrôlleurformat TTL

1200Hz

2200Hz

Emetteur

Tête HFTDA1046

26.885 MHz

Tête FréquenceIntermédiaire

SO42P455 KHz

ModemXR2211

455KHz1200Hz

2200Hz

Récepteur

Données carte mèreformat CMOS

Bloc contenu dans une des

balises du plan de jeu

Bloc contenu dans le robot