RECEPTEUR RADIO (PARTIE N 1)

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1 T.P-cours de Physique n 4 : LA DEMODULATION D AMPLITUDE ET LE RECEPTEUR RADIO (PARTIE N ) A. La nécessié de la démodulaion. Un récepeur radio peu recevoir par une anenne le signal modulé émis. Pour cela, il fau Démodulaion que l'anenne soi reliée à un circui d'accord don la fréquence propre soi égale à la fréquence de la poreuse. d ampliude Le signal modulé es inaudible. Sa fréquence es supérieure à 00 khz. La démodulaion perme d'obenir le signal modulan débarrassé de sa composane coninue e de la poreuse. Seul le signal modulan es audible. Pour obenir le signal modulan, il fau uiliser une chaîne composée de plusieurs modules. B. Éude expérimenale de la démodulaion. La modulaion es faie au bureau par un circui inégré muliplieur. La 3 u = 6 cos(2π 50 0 ) correspond à la poreuse e u 2 = cos(2π 00 ) au signal modulan avec sa composane coninue de 3 V. La sorie du muliplieur es reliée à la ligne sèche. Mesurer les périodes de la poreuse e du signal modulan e rerouver les valeurs des fréquences F e f. Calculer le aux de modulaion m.. Réalisaion du monage de redressemen. Récupérer le signal modulé u s e le placer à l enrée du monage suivan : R u s u R R = 0 kω Visualiser les s u s sur la voie de l oscilloscope e ur sur la voie 2. Que consae--on? À quel composan es du ce phénomène? Expliquer le erme de redressemen. Compléer les oscillogrammes n e n 2 page n 3 en dessinan les s u s e u 2. Éude de la déecion de l enveloppe. R. Ajouer le condensaeur de capacié C égale à 0, µf en parallèle avec le conduceur ohmique R. u s R C uc Visualiser les s u s e uc à l oscilloscope. En jouan sur la sensibilié horizonale, visualiser en déail l allure de la courbe. Remplacer le condensaeur par un deuxième condensaeur de capacié égale à µf, 0 nf e 47 nf. Que consae--on? Expliquer le phénomène observé. Indiquer pour chaque courbe du documen annexe la valeur de la capacié C du condensaeur. Pour quelle valeur du produi RC la déecion du signal modulan es-elle bonne (crière n )? Remere le condensaeur de capacié C égale à 0, µf e observer le signal uc lorsque que l on modifie la fréquence de la poreuse. Dégager un deuxième crière de bonne déecion du signal modulan.

2 Compléer l oscillogramme n 3 page n 3 en dessinan la uc. Pour obenir une démodulaion de bonne qualié, il fau que la consane de emps τ du dipôle RC soi rès à la période T de la poreuse, ou en resan à la période T 2 du signal modulan. On a donc : 2 ou en fréquence : 3. Éliminaion de la composane coninue. Compléer le monage précéden en plaçan le condensaeur de capacié C 2 e le conduceur ohmique de résisance R 2. u s R C C 2 R 2 ur 2 R 2 = 00 kω C 2 = µf Déeceur d enveloppe Filre Visualiser les s u S e ur 2 à l oscilloscope. Que consae--on? Expliquer le phénomène observé en envisagean le cas d une u C consane. Compléer l oscillogramme n 4 en dessinan la ur 2.

3 3 C. Le récepeur radio : parie n.trop LONG A NE PAS METRRE REPRIS DANS LE PROCHAIN TP C. Les différenes saions émerices. Compléer le ableau suivan concernan quelques radios émean en modulaion d'ampliude qu'il es possible de caper depuis la France : (source : hp:// Saion émerice France Iner Europe RMC RTL Fréquence (khz) Longueur d onde (km),85,64,28 C2.Commen sélecionner une saion émerice? Le circui d accord : réaliser le circui ci-conre, où le GBF délivre une sinusoïdale de efficace consane e de fréquence f varian enre 600 e 000 Hz. Commen varie la efficace u C aux bornes du condensaeur lorsque la fréquence varie? Tracer le graphe de la efficace en foncion de la fréquence (aenion de conserver consane la efficace délivrée par le GBF) à l aide de Généris. Ce graphe se nomme la courbe de réponse en du circui (L, C) parallèle. Déerminer le plus précisémen possible la valeur de la fréquence qui donne la valeur maximale de u C. Comparer cee valeur à celle donnée par la relaion : Quel es donc l inérê de ce monage? GBF f 0 =. 2π LC R = 0 kω L = H, r = 3 Ω C = 47 nf

4 Annexe Démodulaion (déecion de l'enveloppe) 4 poreuse : f = 50 khz signal modulan : f 2 = 00 Hz T = T 2 = R = 0 kω e C = 0 nf ou 47 nf ou 00 nf ou µf C = C = τ = R C = τ = R C = C = C = τ = R C = τ = R C =

5 5 Oscillogramme n :.. Oscillogramme n 2 :.. Sensibilié horizonale : Sensibilié vericale : Sensibilié horizonale : Sensibilié vericale : Oscillogramme n 3 :.. Oscillogramme n 4 :.. Sensibilié horizonale : Sensibilié vericale : Sensibilié horizonale : Sensibilié vericale : Exercices : France-Iner éme sur 64 khz. On considère que les ondes sonores on une fréquence moyenne de khz. Jusifier la valeur de la capacié C du déeceur d'enveloppe que vous choisiriez, dans la lise suivane, pour respecer les conraines d'une bonne démodulaion, sachan que R = 5 kω. Lise des valeurs des capaciés : l0pf; l00pf;nf; l0nf; l00nf ;lµf; l0µf. Exercice n 0 p 97

6 Principe de la démodulaion d ampliude 6 Redressemen : Une diode es un dipole dissymérique qui possède un sens passan. La caracérisique d une diode idéale à l allure suivane. La diode es non passane pour u<0 e es passane pour u=0. u R + u d = u s u r =u s -u d Si u d = 0 alors u r = us la diode es passane Si u d <0 la diode es non passane u r =0 u s =u d Foncions à réaliser pour démoduler une modulée en ampliude La démodulaion nécessie la déecion de l enveloppe du signal modulé e l éliminaion de la composane coninue. Déecion de l enveloppe On uilise un ensemble diode - RC parallèle : u d u S diode C R u C ) Tension modulée u S Tension de sorie u C

7 us u c La aux bornes de la diode es : uc+ud=us donc u d = =u s u c (loi des s) -quand u S = u C, on a ud =0 la diode es passane. Le condensaeur se charge (parie AB) -quand u s < u C ud<0 la diode es non passane. Le condensaeur se décharge.( parie BC) On se place iniialemen à l insan où la modulée es nulle e croissane, le condensaeur éan déchargé. Lorsque la modulée u S croî enre les daes 0 e la diode es conducrice e le condensaeur se charge. La u C à ses bornes augmene avec la modulée. Lorsque la modulée commence à décroîre, la aux bornes du condensaeur devien supérieure à la modulée. La diode es bloquée e le condensaeur se décharge dans la résisance R. Cee décharge se poursui jusqu'à ce que la modulée redevienne supérieure à la aux bornes du condensaeur (dae 2 ). A parir de 2 la diode redevien conducrice e une nouvelle phase de charge débue... Eliminaion de la composane coninue par un filre passe-hau RC On uilise un filre passe-hau RC : 7 u s R C C 2 R 2 ur 2 R 2 = 00 kω C 2 = µf Déeceur d enveloppe Filre passe hau u C u C u R2 Resiuion du signal modulan Pour chaque période T p de la poreuse, on a un cycle charge - décharge du condensaeur. Pour que la de sorie du monage reproduise le plus fidèlemen possible l'enveloppe de la modulée, la consane de emps τ = RC doi êre elle que : T 2> τ >> T T S es la période du signal modulan e T P es la période de la poreuse.

8 8 schéma n 7 τ es rop grande schéma n 8 τ es rop peie L associaion en série du déeceur d enveloppe e du filre passe-hau pore le nom de circui démodulaeur. Pour obenir une démodulaion de bonne qualié, il fau que la consane de emps τ du dipôle RC soi rès supérieure à la période T de la poreuse, ou en resan inférieurà la période T 2 du signal modulan. On a donc : T << τ << T 2 f >> /τ >f 2 ou en fréquence : Réalisaion d un disposiif permean de recevoir une émission radio en modulaion d ampliude. Eude du circui LC parallèle u e R i C L u S Le généraeur qui alimene le circui fourni une d ampliude consane e de fréquence f variable. R = 0 kω GBF L = H, r = 3 Ω C = 47 nf

9 9 u e e u S u e u S f < f f = f 0 = f > f π. L.C On consae que l ampliude de la u S dépend de la fréquence du généraeur. U S fréf 0 f 0

10 0 L ampliude U S de la u S passe par un maximum. Ce maximum es aein pour une valeur de la fréquence du généraeur égale à la fréquence propre du circui : f = f 0 = 2. π. L.C L ampliude de l inensié aein à la même fréquence f 0 un minimum : I fréquence inensif 0 Le dipôle LC parallèle, uilisé ici comme filre passe bande pour la, es un circui bouchon pour l inensié.

11 Sélecion d une modulée Si le dipôle LC parallèle ci-dessus es connecé à une anenne réceprice d'ondes élecromagnéiques, un bon choix des valeurs de L e de C perme de sélecionner les s engendrées dans le circui don les fréquences corresponden à des saions radio (comme RFO Réunion 666 khz). Exercices

12 2

13 3 Maériel 0 groupes : oscilloscope 2 GBF plaque P60 circui inégré AD 633 (muliplieur) alim + 5 V, - 5 V conduceur ohmique de kω conduceur ohmique de 0 e de 00 kω diode au Germanium diode au Silicium DEL rouge condensaeur µf condensaeur 0 nf pas dans ce TP mais dans le prochain GBF Grosse bobine à fer doux R = 0 kohm C=47nF L = H Salle ordi

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