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Auteur(s)
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Michel BASE : Ingénieur du Conservatoire National des Arts et Métiers - Responsable Études Réalisation Radio de Thomcast
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Lire l’articleINTRODUCTION
A l’approche du XXI e siècle, la radiodiffusion sonore par voie hertzienne reste un mode de communication toujours très employé dans les gammes ondes longues et ondes moyennes :
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ondes longues ou kilométriques (OL en français et LW en anglais) : 153 à 281 kHz ;
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ondes moyennes ou hectométriques (OM en français et MW en anglais) : 531 à 1 705 kHz.
La modulation d’amplitude (AM ou A3 E) est la seule technique de modulation utilisée dans ces bandes de fréquence. Elle souffre pourtant d’imperfections multiples, telle qu’une bande passante limitée à 9 ou 10 kHz, une forte sensibilité aux parasites, aux brouillages et aux bruits radioélectriques. Malgré tout, elle est encore considérée par les radiodiffuseurs comme le seul moyen opérationnel pour atteindre le plus grand nombre d’auditeurs à l’échelon d’une région ou d’un pays.
Cet intérêt s’explique simplement par l’existence de plus de deux milliards de récepteurs AM de par le monde. Ces récepteurs sont aujourd’hui d’un prix relativement modique. Basés sur une détection d’enveloppe, ils sont très simples techniquement, ils sont faciles et pratiques à utiliser. Ils ne nécessitent pas d’installations d’antennes particulières et permettent une bonne réception dans de multiples conditions, même à l’intérieur des bâtiments.
Du côté émission, c’est un parc mondial de plus de 175 000 émetteurs qui assurent la transmission des programmes. Bien que leur durée de vie moyenne dépasse souvent 25 ans, les équipements d’émission existants doivent être renouvelés pour continuer à assurer le service dans de bonnes conditions.
Un changement de technologie important gagne les équipements d’émission de forte puissance. Les tubes sous-vide (triode, tétrode) modulés par la tension d’anode sont désormais délaissés au profit d’émetteurs entièrement transistorisés utilisant des stratégies de modulation à base de traitement numérique du signal.
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Couplage des modules d’amplification3. Module d’amplification RF en classe D
Comme indiqué précédemment le système d’amplification RF de chacun des blocs d’amplification est composé d’un grand nombre de modules d’amplification identiques.
Les modules d’amplification peuvent être réalisés à large bande, ce qui permet de les utiliser en onde longue et en onde moyenne, quelle que soit la fréquence sans aucun réglage.
Ces modules jouent un rôle essentiel dans l’obtention des performances ; notamment de rendements des émetteurs. Pour cette raison, une description détaillée typique est donnée figure 4.
3.1 Description du module de puissance
Le module est un amplificateur standard en classe D, utilisant un montage en pont H.
La classe D se caractérise par l’utilisation des transistors en régime de commutation. Les deux états du régime sont, transistors bloqués, ne laissant passer aucun courant, ou transistors saturés, la résistance par rapport au passage du courant est alors minimale par rapport à la charge. Le passage de l’état bloqué à l’état saturé par un régime linéaire est de très courte durée (30 ns). Ainsi toute la puissance est transférée à la charge avec des pertes minimales à l’intérieur des transistors. Une transition de courte durée nécessite de charger et de décharger rapidement la capacité d’entrée de la gate des transistors MOSFET qui sont utilisés.
Un schéma de principe du module d’amplification est donné par la figure 5.
En fonction de la modulation ou du niveau de puissance désiré, un signal de commande logique 0 ou 5 V contrôle l’état actif ou passif d’un certain nombre de modules (0 V module à l’état passif et 5 V module à l’état actif).
Les états de l’amplificateur en opération sont représentés par les figures 6 et 7.
L’étage de sortie utilise huit transistors MOSFET type IR 460 LC. Dans chaque branche du pont H, deux transistors sont montés en parallèle. Le montage présente une totale symétrie entre chaque demi-pont H gauche et droit.
Chaque demi-pont est piloté par un signal sinusoïdal à la fréquence de travail RF. Le niveau total pour contrôler un module est d’environ...
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