modulations analogiques

TP 7 : modulations analogiques
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1. Préparations :
1.1 Rappeler, pour la modulation en amplitude, les expressions :
- du signal modulé
- de l’indice de modulation
- de la puissance
1.2 Comparer les 3 modulations suivant en donnant avantages / inconvénients
- Modulation d’amplitude double bande avec porteuse
- Modulation d’amplitude double bande sans porteuse
- Modulation d’amplitude à bande latérale unique
1.3 Comment peut-on faire varier le taux de modulation. Quelles sont les conséquences
sur le signal modulé.
1.4 Rappeler, pour la modulation en fréquence, les expressions :
du signal modulé
- de l’indice de modulation
- de la bande de carson
1.5 Pourquoi on cherche à avoir des modulations qui occupent une bande de fréquence
la plus étroite possible.
1.6 Comparer la modulation de fréquence et la modulation d’amplitude : avantages /
inconvénients
TP7 : Modulations analogiques - Page 1
Objectifs :
Dans ce TP, nous allons chercher à mettre en évidence les principales
caractéristiques des signaux modulés en AM et FM.
Nous commencerons par générer des signaux modulés grâce un à générateur, et
dont nous comparerons les caractéristiques mesurées avec celles données par la
théorie, puis dans un second temps, nous travaillerons sur un signal inconnu dont
nous chercherons à déterminer les caractéristiques.
2. Partie 1 : analyse de signaux modulés
Il s’agit ici d’analyser des signaux modulés et d’en déduire les principaux paramètres
qui caractérisent les modulations de ces signaux. Les signaux modulés seront créés par un
générateur Agilent
2.1 Prise en main générateur / oscilloscope
Tension fournie par le générateur :
a. Commencer par prendre connaissance de la page 35 de la doc du générateur.
b. Vérifier, en considérant un signal sinusoïdal (fréquence 1Khz, Vcc=1V), et qu’en
fonction de l’adaptation d’impédance choisie, le générateur délivre bien la
tension attendue. On se placera pour la suite avec une sortie en haute
impédance.
Indications fournies par la FFT :
c. Prendre connaissance de la page 126 de la doc de l’oscilloscope.
d. Calculer à l’aide de la FFT la puissance du signal sinusoïdal précédent. Comparer
cette valeur avec la théorie.
e. Retrouver par le calcul et la mesure, l’amplitude affichée par le générateur
2.2 Analyse d’un signal AM
a. Générer directement avec le générateur Agilent un signal AM (touche MOD,
type AM, source INT, AM Depth, AM Frequency, Shape SINE ) ayant les
caractéristiques suivantes :
- porteuse sinusoïdale de fréquence 1 kHz, d’amplitude 0,1 Vpp,
- modulant sinusoïdal de fréquence 100 Hz, taux de modulation 0,4.
Analyse temporelle :
a. Sur l’oscilloscope correctement réglé, relever l’allure du signal en temps.
b. Retrouver l’amplitude de la porteuse, sa fréquence, la fréquence du
modulant.
c. Proposer une méthode permettant de calculer le taux de modulation.
Comparer au taux affiché par le générateur.
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Analyse fréquentielle :
a. Prendre connaissance de la page 77 de la doc du générateur
b. Prendre un taux de modulation de 0. Quel est le signal en sortie du générateur ?
c. Relever la hauteur de la raie principale, et vérifier que celle-ci est cohérente avec
ce qu’affiche le générateur et l’interprétation faite par le générateur concernant
le taux de modulation.
d. Sur l’oscilloscope correctement réglé, relever l’allure du spectre du signal :
retrouver la fréquence de la porteuse, la fréquence du modulant. Calculer la
puissance moyenne du signal et la comparer avec la valeur théorique.
e. Modifier la fréquence du modulant. Justifier l’évolution du spectre.
f. Modifier le taux de modulation. Justifier l’évolution du spectre.
2.3 Analyse d’un signal FM
a. Générer directement avec le générateur Agilent un signal FM ayant les
caractéristiques suivantes:
- porteuse sinusoïdale de fréquence 200kHz, d’amplitude 0,1 Vpp,
- modulant sinusoïdal de fréquence 20kHz, excursion en fréquence 30 kHz
b. Calculer l’indice de modulation.
c. Sur l’oscilloscope correctement réglé, relever l’allure du signal en temps : peut-on
retrouver certains paramètres de la modulation à l’aide de ce signal ? Lesquels ?
d. Sur l’oscilloscope correctement réglé, relever l’allure du spectre du signal :
retrouver la fréquence de la porteuse, la fréquence du modulant. Calculer la
puissance moyenne du signal. Comparer à la valeur théorique.
e. Estimer la bande de Carlson. Comparer à la valeur théorique.
f. Modifier l’excursion en fréquence. Commenter l’évolution du spectre.
g. Modifier la fréquence du modulant. Commenter l’évolution du spectre.
h. Montrer que l’on peut annuler la raie centrale en choisissant correctement
l’excursion en fréquence. Pour quelle valeur de l’indice de modulation ce
phénomène se produit.
2.4 Analyse d’un signal inconnue
Le générateur de signaux Agilent permet, à travers une liaison USB, d’être commandé
par un logiciel (Waveform Editor - IntuiLink ), ce qui permet de sortir toutes les formes
d’ondes que l’on souhaite moyennant un fichier de points, une courbe, etc.
Il n’est pas interdit de jeter un œil sur l’aide de Intuilink
Charger le signal signal_inconnu.csv qui est sous Moodle2 par le menu ouvrir/fichier
a.
b.
c.
d.
e.
De quel type de modulation s’agit-il?
En déterminer les paramètres : fréquence porteuse, indice de modulation, …
Comment mesureriez-vous la puissance du signal. Donner sa valeur
Comment mesureriez-vous l’occupation spectrale. Donner sa valeur
Donner les expressions du modulant, de la porteuse et du signal modulé.
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