-Emission-Reception-

TELECOM

EMISSION-RECEPTION

Objectifs :
Cette étude est une synthèse des thèmes précédents (signaux périodiques, ondes hertziennes, filtrages,modulation-démodulation).
- Etude d'une chaine réceptrice grande onde : identification des éléments et étude détaillée de leurs rôles.
- Vue d'ensemble d'une chaine émettrice.
- Mise en oeuvre pratique et vérifications à partir des modules d'étude.

Mots clés :
Réception : antenne, circuit bouchon antirésonant, démodulation (diode, détecteur d'enveloppe), amplifications (montages avec amplificateur opérationnel).
Emission (voir : multiplieur,porteuse, signal audio, taux de modulation, surmodulation, canal d'émission).

1) Reception AM grandes-ondes

a) Recherche de notre émetteur ; mise au point de la réception.

Mise en oeuvre :(kit S.A.M.S. Montpellier)

Connecter l'alimentation (+15,-15 V), l'antenne réceptrice, la terre, le casque, connecter aussi au niveau 1.

Réglages :
Connecter en 2 ; agir sur le condensateur variable pour tenter d'obtenir une réception de notre émetteur. En cas d'échec connecter en 3 et placer un condensateur marqué 101 (C = 100 picofarad = 100 10^-12 F). (Supprimer éventuellement l'antenne pour éviter trop de "brouillage" externe).

b) Etude des fonctions de la chaine réceptrice

Identification des composant et des fonctions ; rôle des différentes fonctions et évolution du signal reçu au long de la chaine réceptrice : prévoir et vérifier à l'oscilloscope avec un signal modulant sinusoïdal de notre émetteur.

compléter l' ANNEXE 1 (document individuel + exemplaire pour compte-rendu)

c) Etude critique des caractéristiques des différentes fonctions

a) le circuit antirésonant
La bobine a une inductance de l'ordre de 10^-3 H.
Si on souhaite recevoir des porteuses dans les gammes Ondes-Longues (150 à 285 kHz) ou Ondes Moyennes (525 à 1600 kHz) quelles seront les domaines des valeurs des capacités à utiliser ?
Quelle doit être la largeur optimum de la bande passante de ce circuit antirésonant pour obtenir une restitution correcte de signaux audio entre 20 Hz et 10 kHz) ? Indiquer le domaine de cette bande passante pour une porteuse de 200 kHz.

b) la diode

La tension de seuil de la diode est de 0,2 V. Quelle est l'influence de cette tension de seuil sur la fidélité de restitution du signal ? Pourquoi faut-il amplifier au préalable ? (utiliser les graphes de l'annexe 1 pour cette discussion).

c) le circuit R-C détecteur d'enveloppe

La décharge d'un condensateur dans une résistance est plus ou moins rapide selon la valeur de R et C. La caractéristique est la constante de temps t = R.C . L'étude complète du détecteur d'enveloppe permet de dégager les conditions suivantes : T_(signal) > t > T_(porteuse).
Expliquer qualitativement ces conditions.
Calculer la constante de temps t du circuit détecteur d'enveloppe (R₃ = 4,7 kOhms et C₄ = 47 nF). Comparer à une période de porteuse dans le domaine des Ondes-Longues (200 kHz) et à la période d'un signal audio modulant de 500 Hz. Peut on aussi recevoir un signal audio de 10 kHz ? Conclure.
Expérimentalement, modifier la valeur de R₃ en mettant une ou plusieurs résistances de 4,7 kOhms en parallèle : commenter vos constatations.

d) les amplificateurs

amplificateur non inverseur amplificateur inverseur

exprimer u_BM en fonction de u_AM et R₁ et R₂
valeur du coefficient d'amplification ? Exprimer u_EM en fonction de u_DM, R₄ et R.
Quel est le rôle de cet amplificateur ?

2) Emetteur

a) Observation de la chaine émettrice :(kit S.A.M.S. Montpellier)

compléter l'ANNEXE 2 (document individuel + exemplaire pour compte-rendu)

b) Analyse critique

a) porteuse et signal modulant

La porteuse a une fréquence de 200 kHz et une amplitude de 5 Volts environ.
Quelles sont les conditions sur le signal modulant (fréquence et amplitude, taux de modulation) pour une émission correcte ?

b) canal d'émission
Quelle devrait être la largeur minimum du canal d'émission pour transmettre convenablement des fréquences audio ?

3) Problème

Une chaîne réceptrice comporte, entre autre, un circuit antirésonant et une dispositif de démodulation (diode et détecteur d'enveloppe).

1) Schématiser ces deux dispositifs.

2) L'étude de la courbe de réponse du circuit antirésonant a donné les résultats suivants :

N (kHz) 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 380

r 0,05 0,10 0,16 0,27 0,40 0,55 0,77 0,95 0,85 0,70 0,60 0,50 0,42 0,35 0,20

a) Représenter cette courbe et déterminer sa bande passante.
b) Quelle est la fréquence de la porteuse sélectionnée ? Peut on obtenir la restitution correcte de signaux audio jusqu'à 10 kHz ?
c) L'impédance de la bobine est 2 10^-4 H. Quelle est la valeur de la capacité du condensateur ?
d) Comment faudrait il modifier le circuit pour capter une porteuse de 280 kHz ?

3) Le dispositif démodulateur comporte un détecteur d'enveloppe (R = 4 kOhms et capacité C = 5 nF). La diode d'entrée a une tension de seuil de 0,2 V. Le signal suivant (préalablement amplifié) est observé à l'oscilloscope.

gain vertical : 0,5 V / division ; balayage : 40 ms / division

a) Quel est l'aspect de ce signal après la diode ? Le signal modulant est il conservé ?

b) Déterminer la période de la porteuse ainsi que celle du signal modulant. Comparer avec la constante de temps du détecteur d'enveloppe.

c) Le dispositif de démodulation est il convenable ?

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Enseignement de Spécialité

amplificateur non inverseur	amplificateur inverseur

exprimer u_BM en fonction de u_AM et R₁ et R₂ valeur du coefficient d'amplification ?	Exprimer u_EM en fonction de u_DM, R₄ et R. Quel est le rôle de cet amplificateur ?

N (kHz)	60	80	100	120	140	160	180	200	220	240	260	280	300	320	380
r	0,05	0,10	0,16	0,27	0,40	0,55	0,77	0,95	0,85	0,70	0,60	0,50	0,42	0,35	0,20