Aurélie mai 2001


devoirs spécialité S

le récepteur radio bac 06 /98

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modulation

démodulation

 

Un élève a réalisé, au cours d'une séance de TP, un récepteur radio réglé sur 164 kHz permettant l'écoute de France inter grandes ondes. La mise en oeuvre des étages suivants a été réalisée :

- Gràce à un oscilloscope à mémoire on a enregistré sur la voie A, le signal reçu par le capteur et sur la voie B le signal électrique à la sortie du démodulateur.

modulation d'amplitude et de fréquence :

  1. En utilisant les mots : fréquence, amlplitude, signal modulant, porteuse, signal modulé, définir un signal modulé et comparé en quelques lignes la modulation d'amplitude et la modulation de fréquence.
  2. Préciser si on a enregistré France inter en modulation d'amplitude ou en modulation de fréquence.
  3. Choisir parmi les quatre types de signaux enoncés ci dessous celui qui concerne à la tension observé voie A et celui qui correspond à la tension observé voie B. "signal modulant", "signal modulé ou porteuse modulée", "signal démodulé", "porteuse non modulée".

Le capteur d'ondes radioélectriques: il est équivalent à une bobine idéale associée avec un condensateur en série. Pour une valeur donnée de l'inductance L, ce circuit permet une bonne écoute de France inter.

  1. Quelle sera la valeur de la fréquence propre de ce circuit?
  2. Déterminer la valeur de l'inductance de la bobine si la valeur de la capacité est 0,47 nF.
  3. Afin de vérifier la fréquence de la porteuse il faudrait modifier la sensibilité de l'oscilloscope. Après avoir calculé la période de la porteuse, déterminer, parmi les valeurs ci dessous, quelle sensibilité de la base de temps il faut choisir.
    1s/div ; 10 ms/ div ; 1 ms / div ; 100 ms/ div ; 1 ms /div .
  4. Certains récepteurs différencient les émetteurs par une indication en mètres; par exemple France inter grandes ondes 1827 m. Quelle grandeur physique représente cette indication? Donner sa relation avec la fréquence en précisant les unités.

Le démodulateur:il est constitué d'une diode, d'un conducteur ohmique R' et d'un condensateur de capacité C'.

  1. Le dipole (R' C' ) est un détecteur de crète ou détecteur d'enveloppe. Montrer que le produit R'C' est homogène à un temps.
  2. Pour avoir une bonne détection il faut que la constante de temps t =R'C' ne soit ni trop grande ni trop petite. Elle doit être inférieure à la période Ts du signal sonore à transporter et très supérieure à la période Tp de la porteuse. Ts> t >>Tp. Le conducteur ohmique a une résistance R'=15 kW. Les ondes sonores ont une fréquence moyenne de 1 kHz.
    Déterminer alors, dans la liste suivante, la valeur de la capacité C' permettant de respecter au mieux les conditions signalées. Justifier.
    1pF; 10 pF ; 1 nF ; 10 nF; 100 nF ; 1 mF ; 10 m F ; 100 m F. 

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corrigé



Moduler une onde (la porteuse) permet de transporter de manière efficace un signal basse fréquence (signal modulant) .

La fréquence de la porteuse est supérieure à 100kHz; la fréquence du signal modulant à transporter est comprise entre 100 Hz et 15 KHz

modulation d'amplitude : l'amplitude de la porteuse varie, est modulé par le signal basse fréquence.

modulation de fréquences: la fréquence de la porteuse varie, est modulée par le signal modulant .

On a enregistré France inter en modulation d'amplitude.

voie A : porteuse modulée

voie B : signal démodulé


il faut accorder le récepteur sur la fréquence de 164 kHz.

la fréquence propre de ce circuit est 164 000 Hz

164 000 = 1 / (2*3,14 racine carrée (L* 0,47 10-9 ) )

L*0,47 10-9 = 1 / (164 000*6,28 )² = 9,42 10-13.

L = 2 mH.

période de la porteuse : 1 /164 000 = 6,1 ms.

la largeur de l'écran de l'oscilloscope correspond à 10 divisions

6 ,1 m s <--> 10 div

sensibilité retenue : 1 m s / div.

longueur d'onde (m) = célérité (m/s) / fréquence (Hz) = 3 108 / 164 000 = 1829 m.


capacité (F) = charge (coulomb) / tension (volt) homogène à : [C] [V]-1.

charge électrique (C) = intensité (A) fois temps (s) homogène à : [A] [s]-1.

capacité homogène à : [A] [s]-1V]-1.

résistance = tension / intensité soit homogène à : [V] [A]-1.

RC homogène à [s]

périodes Tp = 6 10-6 s. Ts = 1/1000 = 10-3 s

10-3 > R'C' >>6 10-6 avec R' = 15 000 W.

10-3 / 15 000> C' >>6 10-6/ 15000

66 10-9 / 15 000> C' >>0,4 10-9.

66 nF > C' >> 0,4 nF donc 10 nF à retenir.



à suivre ...

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