I. Introduction aux communications analogiques

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Généralités. Canal de transmission. Bande de base. Porteuse. Modulation et démodulation.

1. Transmission et modulation-démodulation

Les techniques les plus couramment utilisées pour la transmission des signaux analogiques reposent sur le concept de modulation. L’opération consiste à adapter le message à transmettre au canal de transmission.

Le signal se présente le plus souvent sous une forme inappropriée à sa transmission à grande distance (par exemple variation de la pression de l’air pour un signal sonore) : il faut donc transformer ces grandeurs en signal électrique.

Un des effets essentiels de la modulation se traduit par le fait que le signal transmis se situe dans une gamme de fréquences beaucoup plus élevées que le signal de départ. L’opération de modulation provoque une transposition spectrale.

Au départ, le spectre du signal à transmettre se situe en bande de base, c’est-à-dire qu’il occupe des fréquences basses par rapport aux fréquences mises en jeu dans la transmission. L’opération de modulation le transforme en un signal à bande étroite dont le spectre se situe à l’intérieur de la bande passante du canal. À l’arrivée, l’opération de démodulation le ramène en bande de base pour restituer le plus fidèlement possible le signal d’origine.

La caractéristique essentielle d’un canal de transmission est sa bande passante et le rôle de toute modulation est de transformer le signal de départ en un signal à bande étroite dont le spectre est justement contenu dans la bande du canal.

La porteuse (véhicule qui transporte le message contenu dans le canal de transmission) est une onde sinusoïdale du type : \[A~\cos(2\pi~f_0~t+\varphi)\]

L’opération de modulation consiste à faire varier les caractéristiques de A ou \(\varphi\) de la porteuse au rythme du message à transmettre.

Le signal de départ, porteur de l’information, est appelé signal modulant. Le signal obtenu (après modulation) est appelé signal modulé.

Il est de la forme : \[a(t)~\cos(2\pi~f_0~t+\varphi)\]

quand on a effectué une modulation d’amplitude (c’est l’amplitude de la porteuse qui varie et qui contient l’information).

Il est de la forme : \[A~\cos\{2\pi~f_0~t+\varphi(t)\}\]

quand on a effectué une modulation angulaire (c’est la phase de la porteuse qui varie et qui contient l’information).

2. Choix d’un type de modulation

Le choix d’un type de modulation dépend d’un certain nombre de critères dont :

  • la largeur de bande occupée par le signal transmis : dans de nombreux cas, on cherchera à la rendre aussi faible que possible de façon à permettre le multiplexage fréquentiel de nombreux signaux) ;

  • le rapport signal / bruit après la démodulation qui permet d’estimer la qualité intrinsèque d’une technique de modulation.

Nous allons examiner les différentes modulations utilisées en essayant de les comparer suivant ces critères, de façon à choisir la modulation la plus appropriée face à une situation concrète.

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