reception d`une emission radio

TS - Spécialité – Télécommunication n°5
Eric DAINI – Lycée Paul Cézanne – Aix en Provence
RECEPTION D'UNE EMISSION RADIO
Objectifs: réaliser un récepteur radio et comprendre son fonctionnement.
I LES STATIONS RADIO
1) Fréquences des stations radio en modulation d'amplitude
• Les ondes radio, émises par les antennes des stations radiophoniques, se propagent dans l'air et sont captées
par les postes de radio. Un sélecteur permet de choisir différentes gammes de fréquence ou de longueur d'onde:
- Grande Ondes (GO):
150 kHz – 255 kHz
2000 m – 1176 m
- Petites Ondes (PO):
520 kHz – 1605 kHz
577 m – 187 m
- Modulation de fréquence (FM):
80 MHz – 110 MHz
3,75 m – 2,7 m
• Les stations de radio qui transmettent en modulation d'amplitude,
λ
émettent sur la bande "grandes ondes".
a) A partir des longueurs d'onde d'émission des radios, calculer les
1 852 m
France Inter
fréquences F des porteuses. Reporter ces fréquences sur un axe horizontal
1 648 m
Europe 1
gradué en fréquence (de 150 kHz à 250 kHz).
b) Soit F la fréquence de la porteuse du signal modulé et fm la fréquence
1 400 m
RMC
maximale du signal informatif inscrit dans la porteuse. Dessiner le spectre
1 282 m
RTL
en fréquence du signal modulé. Quelle est la largeur de la bande de
fréquence de ce spectre ?
c) La largeur de la bande de fréquence légalement autorisée pour émettre en
modulation d'amplitude est ∆f = 9 kHz. Déterminer les bandes de fréquence
Antenne
Antenne
attribuées aux 4 stations et les reporter sur l'axe du a).
émettrice
réceptrice
2) Le circuit d'accord
• Une antenne peut recevoir toutes les ondes hertziennes émises par les
différentes stations. Pour sélectionner une radio particulière de porteuse F, il
faut coupler l'antenne à un circuit d'accord (filtre passe-bande)
convenablement réglé. La fréquence propre fo du circuit d'accord est alors
égale à la fréquence F de la porteuse.
Y1
GBF
C
L
• Relier l'antenne émettrice au GBF qui fait office de radio émettrice de
fréquence porteuse : F = 10 kHz. Régler le GBF en tension sinusoïdale avec
Circuit
l'amplitude maximale.
• Réaliser le circuit d'accord avec C = 100 nF et L en parallèle. Relier
l'antenne réceptrice au circuit.
• Placer les antennes à plat, côte à côte à 1 cm de distance.
• Placer le bâton de ferrite à l'intérieur de la bobine comme l'indique le schéma, et envoyer la voie Y1 sur
l'oscilloscope (10 mV/div et 50 µs/div). Déplacer le bâton de ferrite de façon à observer un maximum de
réception à l'oscilloscope. Le circuit d'accord est accordé sur la fréquence F de la porteuse de la station.
a) Rappeler l'expression de la fréquence propre fo du circuit d'accord sachant que cette fréquence est identique
à la fréquence du circuit LC série.
b) Déduire de l'expression précédente la valeur de l'inductance L, en mH, du circuit d'accord. Comparer cette
valeur à celle mesurée directement sur le multimètre.
c) Avec le multimètre, mesurer les valeurs minimale et maximale de L (bâton plus ou moins enfoncé) et
calculer les fréquences que l'on peut capter avec le circuit d'accord.
d) Ce circuit permet-il de capter les stations radio en GO ?
e) Quelle est l'ordre de grandeur de la capacité qu'il faudrait alors utiliser (avec F ≈ 200 kHz et L ≈ 2 mH) ?
TS - Spécialité – Télécommunication n°5
Eric DAINI – Lycée Paul Cézanne – Aix en Provence
II REALISATION D'UN RECEPTEUR RADIO
•
Le montage ci-dessous est déjà monté:
C'
HP
C
L
Réception
et filtrage
C
Amplification
s (t)
R
s1(t)
s2(t) s3(t)
Amplification
Démodulation
• Réception et filtrage: C =1 nF
L = bobine d'inductance L variant entre 0,1 mH et 2 mH
• Amplification 1 (AO non inverseur):
R1 = 1 kΩ
R2 = 10 kΩ
• Démodulation: diode de détection au germanium, R = 10 kΩ C = 10 nF C ' = 100 nF
• Amplification 2: (AO inverseur) R3 = 4,7 kΩ, R4 = potentiomètre de 470 kΩ
1) Quels sont les rôles de l'antenne et du circuit d'accord de l'étage "réception et filtrage"?
2) Déplacer le bâton de ferrite jusqu'à visualiser un signal de grande amplitude en s(t). Dessiner l'allure de la
tension s(t) reçue.
3) Déterminer la période Tp du signal porteur haute fréquence et en déduire la fréquence F de la porteuse de la
station radio captée. Quelle est la radio captée ?
4) Quel est le rôle de la diode du l'étage "démodulation" ? Quelle serait l'allure de la tension s1(t) si le reste du
montage (après R) était déconnecté ? Dessiner s1(t) dans ce cas.
5) Quel est le rôle du montage démodulation ? Quel est le rôle du circuit (RC) parallèle de l'étage
"démodulation" ? Quelle est l'allure de la tension s2(t) ? La dessiner.
6) Calculer la constante de temps τ du circuit RC et la comparer à la période de la porteuse Tp = 4,7 µs (RMC)
et la période du signal informatif Ts ≈ 1 ms (f ≈ 1 kHz). Les conditions d'une bonne démodulation sont-elles
satisfaites ? Justifier.
7) Quel est le rôle du condensateur C' du l'étage "démodulation" ?
• Visualiser sur les deux voies de l'oscilloscope s(t) et s3(t).