radiophonie
DIVERS
+ DE 2 ANS
Le 13/11/2006 à 20h48
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Question d'origine :
Bonjour!
Comment le son est il transmis entre les micros des studios d'enregistrement et les transistors? Comment fonctionne une radio?
merci de votre réponse
Fabienne
Réponse du Guichet
anonyme
- Département : Équipe du Guichet du Savoir
Le 15/11/2006 à 15h34
Une station de radio est une installation qui émet des
Un poste radio (récepteur radio) est un appareil permettant de recevoir les émissions des stations de radio.
Ces ondes électromagnétiques sont des
Différentes techniques de modulation des ondes sont utilisées en radiodiffusion.
La modulation d'amplitude consiste à
Ce dernier est celui qui contient l'information à transmettre (voix, par exemple, recueillie par un microphone), le premier étant le signal porteur (qu'on appelle porteuse).
Le principe est simple : il repose sur la
La modulation d'amplitude (AM) fut la plus couramment utilisée dés les débuts des transmissions radio. En effet elle est écoutable avec des moyens réduits : côté récepteur, une simple diode (autrefois un cristal de galène) et un condensateur suffisent à faire un démodulateur AM (détection).
Côté émetteur, il suffit d'un simple transistor dans lequel on injecte le signal modulant et la porteuse pour créer notre modulation d'amplitude.
La modulation de fréquence (FM ou MF) est une technique utilisée de façon commerciale plus récemment. Elle consiste à faire
Les émissions peuvent être en monophonique ou en stéréophonique. Dans tous les cas, le signal mono (Gauche+Droite) est émis de 0 à 15 kHz, ce qui assure un décodage par les récepteurs mono aussi bien que stéréo.
"Dans les émissions en stéréo, on émet en plus le différentiel des voies (Gauche-Droite) autour d'une porteuse à 38 kHz. Une porteuse supplémentaire à 19 kHz permet la détection des émissions en stéréo par les récepteurs compatibles. Le récepteur peut passer en mode stéréo ou mono selon la qualité de réception du signal. Pour obtenir les voies gauche ou droite, le récepteur fait tout simplement la somme ou la différence des deux signaux « G+D » et « G-D ».
Un signal complémentaire à 57 kHz permet de transmettre des informations numériques (RDS, Radio data system) : entre autres, le nom de la station, les fréquences voisines afin de suivre les changements de fréquence lors d'un voyage, etc."
Les modems (modulateur-demodulateur) bas débit, les téléphones analogiques (composition du numéro) utilisent également la modulation de fréquence.
Antenne de radiodiffusion
Une onde radio est classée en fonction de sa
(Désignation / Fréquences / Longueur d'onde)
ELF (extremely low frequency) / 3-30 Hz / 100000 km – 10000 km
SLF (super low frequency) / 30–300 Hz / 10000 km – 1000 km
ULF (ultra low frequency) / 300–3000 Hz / 1000 km – 100 km
VLF (very low frequency) / 3 à 30 kHz / Myriamétrique, 100 km à 10 km
LF (low frequency) / 30 kHz à 300 kHz / Kilométrique ou ondes longues, 10 km à 1 km
MF (medium frequency) / 300 kHz à 3 MHz / Hectométrique ou ondes moyennes, 1 km à 100 m
HF (high frequency) / 3 MHz à 30 MHz / Décamétrique ou ondes courtes, 100 m à 10 m
VHF (very high frequency) / 30 MHz à 300 MHz / Métrique, 10 m à 1 m
UHF (ultra high frequency) / 300 MHz à 3 GHz / Décimétrique, 1 m à 10 cm
SHF (super high frequency) / 3 GHz à 30 GHz / Centimétrique, 10 cm à 1 cm
EHF (extremely high frequency) / 30 GHz à 300 GHz / Millimétrique, 1 cm à 1 mm
On appelle grandes ondes (GO) ou ondes longues (OL), Long Waves (LW) en anglais, la bande de radiofréquences qui s'étend de 30 à 300 kHz (longueur d'onde de 10 à 1 km) (cf. tableau ci-dessus)..
Elles sont utilisées par les stations de radio en modulation d'amplitude, pour des communications à grande distance. Cependant, depuis quelques années, leur utilisation tend à dispaitre, au profit de la bande FM. Les récepteurs grand public ne proposent désormais que rarement cette gamme.
NB : Il est encore utile de conserver un récepteur Grandes Ondes qui soit opérationel aujourd'hui. En cas de catastrophe, la fréquence officielle pour obtenir des informations est "France Inter" 162KHz (émetteur d'Allouis).
Par ondes moyennes (OM / MW) on entend en général les ondes radio entre 300 et 3000 kHz (cf. tableau ci-dessus).
Dans certains cas, les fréquences entre 2 et 3 MHz ne sont pas considérées comme ondes moyennes mais plutôt comme ondes courtes.
Les ondes courtes (OC), également dites ondes Haute Fréquences (High Frequencies en anglais, abrégé en HF), sont des ondes radio de fréquence comprise entre 3 MHz et 30 MHz. Elles sont également appelées ondes décamétriques, c'est-à-dire que leur longueur d'onde est comprise entre 10 et 100 mètres (cf. tableau ci-dessus).
C'est le mode de radiodiffusion le moins connu, cependant les radioamateurs et les cibistes continuent de les utiliser.
La particularité des ondes courtes est leur
Le terme bande FM est impropre, car la modulation de fréquence (FM) peut être réalisée sur n'importe quelle fréquence donc dans n'importe quelle bande de fréquences. Or, une bande de fréquence est une portion du spectre électromagnétique.
Ce terme trouve son origine dans le fait que les seules radio FM émettaient en VHF-bande II (de 87,5 à 107,9 MHz), et c'est ainsi que cette plage de fréquence est maintenant appelée, de façon inappropriée, bande FM.
Le spectre électromagnétique (notez le domaine visible au centre et le spectre radiofréquence à droite du shéma )
"
Il est à noter que
Depuis les années 90, différentes techniques de
On entend généralement par radio numérique la diffusion de programme radio par voie numérique. Contrairement à la radio analogique telle qu'on la rencontre avec la diffusion en AM ou FM où le son module directement l'onde, la radiodiffusion numérique
Il existe une multitudes de principes (donc de systèmes), et l'auditeur doit acquérir un nouveau récepteur spécifique à chaque système. Cela peut engendrer une certaine confusion chez les consommateurs.
Pour cela, certains organismes s'efforcent de créer des synergies pour encourager le développement de récepteurs communs : citons le site officiel du consortium DRM (Digital Radio Mondiale, système pour la radiodiffusion numérique en ondes courtes, moyennes et longues) et l'Association pour la promotion du DAB (Digital Audio Broadcasting, système de radiodiffusion numérique pour les ondes ultra-courtes) en France.
Un autre espoir de convergence existe dans les développements dans le domaine de la radio logicielle (software radio). Aujourd'hui une association milite pour la radio numérique multistandard (Association pour la Radio Numérique DR) et les premiers récépteurs sont en test (DRM/DAB/AM/FM/MP3).
"Un récepteur radio (ou poste de radio, transistor, tuner, ...) est un
Une antenne, quelle qu'elle soit, reçoit de nombreux signaux. Un récepteur doit donc être capable de :
- sélectionner, parmi les nombreux signaux, le signal désiré ;
- amplifier ce signal afin de permettre son traitement ultérieur ;
- démoduler le signal, qui est modulé en amplitude ou en fréquence, afin de récupérer une copie fidèle du signal original, appelé signal modulant.
La sensibilité d'un récepteur est
Elle s'exprime en volts ou dBV (tension de référence égale à 1V). Elle est mesurée en utilisant un générateur de signaux calibrés ; le signal de sortie est modulé à 30% par un signal audio d'1kHz.
Pour les récepteurs grand public en modulation d'amplitude, incluant l'amplificateur audio et le haut-parleur, on définit souvent la sensibilité comme la tension qu'il faut appliquer à l'entrée pour obtenir une puissance de 50mW dans le haut-parleur.
Pour les récepteurs portatifs à antenne ferrite intégrée, on indique le champ électrique nécessaire pour obtenir le rapport S/B déterminé et on donne donc la sensibilité en V/m.
La sélectivité d'un récepteur décrit l'
On peut tirer la sélectivité d'un graphique donnant la réponse en fréquence du récepteur : on règle le récepteur et le générateur de signaux sur la même fréquence et on règle le générateur pour avoir 50mW dans le haut-parleur. Puis, sans toucher à l'accord du récepteur, on modifie la fréquence du générateur et on note la puissance reçue ; on recommence à différentes fréquences. (...)
Cette caractéristique
La stabilité s'exprime en Hz/°C ou en Hz/V.
La dynamique du récepteur est le
Elle s'exprime en dB.
Un récepteur radio est constitué de plusieurs blocs ayant chacun une fonction bien précise.
La fonction de l'antenne est de
Dans les récepteurs portatifs, l'antenne est directement raccordée au récepteur ; dans les récepteurs fixes, l'antenne est généralement placée à une certaine distance du récepteur. On placera l'antenne en un endroit bien dégagé, avec un minimum d'obstacles susceptibles de faire écran, souvent sur le toit des bâtiments ou au haut d'une tour. L'antenne est alors reliée au récepteur par une ligne de transmission, câble coaxial ou ligne bifilaire.
Comme les signaux captés sont généralement très petits (microvolts ou millivolts), il est nécessaire d'
- amplificateur RF (radiofréquence) : il amplifie le signal d'antenne, ou le signal provenant de l'ampli RF précédent ;
- amplificateur FI (fréquence intermédiaire) : il amplifie un signal à la fréquence intermédiaire qui sort de l'étage mélangeur (voir plus bas récepteur superhétérodyne et récepteur à double changement de fréquence) ;
- amplificateur audio : il amplifie le signal audio qui provient de la démodulation du signal capté par l'antenne.
Un mélangeur est un étage auquel on applique d'une part le signal d'entrée, capté par l'antenne et généralement amplifié par un ampli RF, et d'autre part un signal non-modulé, provenant d'un oscillateur local, c'est à dire intégré au récepteur. Après filtrage, le signal de sortie du mélangeur apparaît comme décalé en fréquence, mais avec les mêmes composantes spectrales que le signal d'origine.
Il produit le signal nécessaire au bon fonctionnement du mélangeur.
D'une façon générale, un démodulateur opère la fonction inverse d'un modulateur . Alors que ce dernier modifie une des caractéristiques (amplitude ou fréquence) d'un signal haute fréquence appelé porteuse, le démodulateur
Dans un récepteur en modulation d'amplitude, le démodulateur est souvent appelé détecteur.
Sa mission est de convertir le signal démodulé en ondes sonores perceptibles par l'oreille humaine.
Comme une antenne reçoit de très nombreux signaux, il est nécessaire de recourir à des filtres pour
Le plus souvent, on fait appel à des filtres passe-bande, qui laissent passer les signaux dont la fréquence se trouve dans la "fenêtre" du filtre. Caractéristiques principales de ces filtres : la fréquence centrale (le milieu de la "fenêtre") et la largeur de bande (la largeur de la "fenêtre").
A l'aube de l'électronique, les fonctions citées étaient réalisées à l'aide de
Puis vint l'ère des
Ne peuvent être intégrés : l'antenne, le haut-parleur, le potentiomètre de réglage de volume, le condensateur de réglage de la fréquence (présent dans certains récepteurs), les composants d'alimentation.
Il faut distinguer et ne pas confondre les technologies de construction des appareils, qui évoluent selon l'état de la technique et les contraintes économiques du moment, avec les principes de fonctionnement de ceux-ci,
Pour les filtres, on peut utiliser :
- des circuit LC : ces filtres peuvent être réalisés pour pratiquement n'importe quelle fréquence, la fréquence centrale peut être modifiée en utilisant un condensateur variable. Mais les flancs du filtre ne sont pas raides, ils laissent donc passer, en les atténuant, des composantes en dehors de la "fenêtre" ;
- des éléments céramique (piézo-électriques) ou mécaniques. Ces filtres sont plus chers, donnent une meilleure réponse en fréquence (flancs plus raides) mais ni la fréquence centrale ni la largeur de bande ne peuvent être modifiés.
Les principes de fonctionnement des récepteurs de radio AM (Modulation d'amplitude) sont multiples :
- Amplification directe.
- Réflex.
- Réaction.
- Super-hétérodyne.
Certains procédés particuliers de "modulation d'amplitude" permettent d'émettre et de recevoir une ou deux "bandes latérales" avec suppression totale ou partielle de la "porteuse".
- SSB "Single Side Band" en anglais ou BLU "Bande Latérale Unique" en français.
La réception en SSB ou BLU est en fait une réception classique en AM, les différences résident dans une sélectivité accrue de la chaine d'amplification FI, comportant souvent des filtres en céramique, à quartz ou mécaniques et dans un circuit spécial appelé BFO, pour "Beat Frequency Oscillator" ou oscillateur de fréquence de battement,
Le principal intérêt de ce type de modulation est sa
Les récepteurs de radio FM fonctionnent sur le même principe que décrit ci-dessus, à ceci près qu'
(...)
Les parasites radio, atmosphériques par exemple, ont une amplitude très élevée et un spectre d'émission très large mais les circuits de réception FM sont conçus pour ne recevoir que les variations de fréquence, ils sont donc relativement immunisés contre ce type de parasites.
Un autre procédé de modulation apparenté à la "modulation de fréquence" est la "modulation de phase"."
Sources :
- Radiodiffusion
- Électromagnétisme
- Fréquence
- Modulation d'amplitude et de fréquence
- Radiodiffusion
- Récepteur radio
www.audio-maniac.com
Digital Radio Mondiale
france.digitalradiodr.com
Union internationale des télécommunications
Vous trouverez également sur Internet des sites liés à l'histoire de la radio.
Sur le Guichet du Savoir, vous pourrez lire des posts traitant de la nature, et la propagation du son.
Vous trouverez dans les Bibliothèques Municipales de Lyon plus de 200 documents (livres, revues, CD-Rom, audiovisuels...) consacrés à la radio (technique, histoire, montages radioamateurs, etc.).
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