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TELECOMMUNICATIONS HERTZIENNES: LA MODULATION

3 - La fréquence porteuse

Définition de la fréquence porteuse ("carrier" en anglais)

Préambule

La définition ci-dessous s'adresse aux procédés classiques de transmission de l'information, dits à bande étroite, c'est à dire à ceux qui supposent une modulation directe de la porteuse par le signal de modulation. Nous mentionnerons en fin de chapitre certains développements nouveaux basés sur des techniques différentes et qui ne font pas l'objet de ce document.

Les signaux codés présentés précédemment - on dit qu'ils sont en bande de base - peuvent s'appliquer directement aux courants électriques transmis par des supports matériels: lignes filaires, coaxiales... ; ils sont ainsi largement exploités en informatique pour transmettre les informations entre les différents circuits de traitement des ordinateurs, et entre Unité Centrale et périphériques. Ils sont aussi directement compatibles avec les circuits de traitement du signal qui fonctionnent sur des signaux binaires à 2 états de tension ou de courant.

Par contre, dès que les distances à parcourir par fils sont grandes, ou que l'on souhaite transmettre l'information par voie hertzienne, il faut recourir à un support intermédiaire à hautes fréquences. Dans le cas de transmission par fils, plus les distances à parcourir sont importantes, plus le signal risque d'être perturbé par des parasites (induits dans les fils par des phénomènes magnétiques ou statiques) : les parasites se manifestent par des impulsions aléatoires de tension qui se superposent au signal, perturbant ainsi le récepteur dans sa capacité à reconnaître le signal initial. L'utilisation de courants à haute fréquence (on parle alors de "courants porteurs" plutôt que de porteuse) pour supporter la modulation permet de séparer facilement par filtrage cette haute fréquence et son information des parasites qui restent dans le domaine des basses fréquences. Le terme de porteuse est généralement réservé aux hautes fréquences transmises par voie hertzienne : on parle alors de "porteuse radio-fréquence". Nous n'utiliserons par la suite que le terme générique de "porteuse", que le signal soit transmis par voie hertzienne ou par courant porteur sur fils.

Paramètres caractérisant une porteuse

La porteuse est définie par un certain nombre de paramètres physiques que nous allons présenter ci-dessous :

  • L'amplitude :

fig8

L'amplitude de la porteuse caractérise son niveau (tension, courant, puissance). Elle peut être exprimée en valeur crête, crête à crête, ou efficace. Pour plus de détails, voir les ouvrages sur les grandeurs électriques. Dans cet exposé, nous nous bornerons à admettre que cette amplitude peut présenter des valeurs variées (Fig 8) :

  • La fréquence :

fig9

La porteuse est un signal sinusoïdal pur (onde électromagnétique, courant, tension) dont la fréquence s'exprime en hertz (cycles par seconde). On peut le représenter soit dans le domaine temporel, soit dans le domaine fréquentiel (Fig 9) :

La période T du signal sinusoïdal exprimé en secondes est liée à la fréquence F exprimée en hertz par la relation : T = 1/F.

  • La phase :

fig10

La phase est la position temporelle d'un instant précis du signal par rapport à une référence donnée. Par habitude on définit la phase à l'instant ou la sinusoïde passe par zéro en croissant. En fait, on parlera plutôt de différence de phase entre 2 signaux à même fréquence ; elle exprime le décalage temporel des 2 signaux. Elle s'exprime en degré ou en radian est ne peut être définie qu'à 2k? près (2? correspondant à la période) du fait de la périodicité du signal (Fig 10):

Actions sur ces paramètres

En l'absence de modulation, c'est à dire sans transmission d'informations, ces 3 paramètres restent constants dans le temps. C'est en faisant évoluer dans le temps un ou plusieurs de ces paramètres que s'effectue la modulation, comme nous allons le voir dans le chapitre suivant. En fait on démontre que l'action sur les paramètres "fréquence" et "phase" donnent des résultats équivalents: il s'agit plutôt de deux méthodes différentes d'agir sur le caractère périodique du signal. Dans la pratique quatre techniques de modulation sont utilisées: amplitude, ou phase, ou fréquence, ou phase et amplitude. nous allons les découvrir dans le prochain chapitre.

Suite : partie 4 - Les modulations de base.

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Resolution conseillee:1024x768px - Première mise en ligne 15/01/2007