EP 4 : PRINCIPE DES LIAISONS SANS-FIL ANALOGIQUES
On a tous envie d’utiliser sa belle guitare pour faire de la musique, plutôt que pour allumer le feu. La HF, c’est pareil. Il coexiste depuis 2012 deux familles de micros sans-fil. Les systèmes analogiques et les systèmes numériques. Cela complexifie la compréhension et l’exploitation de la HF par les utilisateurs. Nous allons dans cet article et le suivant clarifier tout ça. On attaque un gros morceau, prenez votre temps, sortez votre kit palmes-masque-tuba, on part en plongée.
Dès le début de la transmission électromagnétique sans fil, la faible puissance des émetteurs, la plage de fréquence à transporter (audio) et la transmission temps réel posent des problèmes aux chercheurs. Le principe de la modulation permet de résoudre les trois problèmes à la fois. Il s’agit d’empaqueter le signal de base dans un format de transmission temporaire plus pratique et plus solide, avant qu’il ne soit déballé après réception pour retrouver sa forme initiale. Exactement comme un colis ou un courriel, si l’on veut. Ou ma guitare. La qualité du résultat dépendra alors du soin apporté, à l’emballage, au transport et au déballage. Une modulation est le résultat d’une combinaison entre le signal de base, pour nous le signal audio, et un signal porteur pur non modulé haute fréquence. Le résultat de l’opération s’appelle le signal modulé, c’est celui qu’on envoie en l’air.
SYSTÈMES ANALOGIQUES
Comprenons bien ce qui distingue un système analogique d’un système numérique. Mais aussi ce qui les assimile. Seuls le type de signal audio transporté et le type de modulation changent.
A/N Ce qui diffère :
• Le signal de base est dans un cas analogique, dans l’autre numérique. Le signal analogique est une continuité temporelle dont les variations sont analogues au signal audio source. Le signal numérique est un échantillonnage systématique du signal analogique source. Leur nature et leur structure électriques diffèrent radicalement.
• Pour cette raison, les types de modulations ne peuvent pas être identiques pour ces deux types de signaux de base.
A/N Ce qui ne change pas :
• Dans la bande d’or VHF, les fréquences de transport utilisées, les porteuses, sont les mêmes pour les deux systèmes.
• Dans cette même bande, la réglementation (puissance d’émission) est quasiment la même pour les deux systèmes.
MODULATION D’AMPLITUDE
En analogique, deux types de modulations prédominent : l’AM Modulation d’amplitude et la FM modulation de fréquence.
Dans le cas de l’AM, les variations d’amplitude de la porteuse sont strictement corrélées aux variations d’amplitude du signal de base.
En pratique, la modulation d’amplitude se révèle fragile contre le bruit de fond HF et ne dispose que d’une bande passante de 4,5 kHz, trop limitée pour une utilisation sur un signal audio noble. Le rapport porteuse sur interférence (voir épisode II) diminue avec l’amplitude du signal modulant.
Porteuse modulée en amplitude.
MODULATION DE FRÉQUENCE
La modulation de fréquence permet de faire varier la fréquence de la porteuse proportionnellement au signal de base, et non plus l’amplitude.
La modulation de fréquence est bien plus résistante au transport aérien puisque l’amplitude de sa porteuse ne varie pas. La FM apporte aussi d’énormes avantages en termes de gestion de la puissance, gros atout pour l’autonomie de nos micros portatifs. Enfin, elle est adaptée au transport d’une bande de fréquence élargie (100 Hz à 15 kHz).
Pour ces raisons, la FM développée par Edwin Howard Armstrong en 1936 aux USA a été adoptée partout comme le standard de transport aérien fixe ou portable des signaux audios analogiques nobles.
La modulation de phase existe aussi, mais elle n’est pas utilisée dans nos applicatifs analogiques et, trop complexe, ne sera pas abordée dans cet article.
