Présentation
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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Description fonctionnelle d’un bloc d’amplification1. Principaux objectifs techniques
1.1 Réalisation des économies d’énergie
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Par l’amélioration du rendement
Au premier rang, cette très importante caractéristique concrétise le rapport de la puissance délivrée à l’antenne (Pa) et de la puissance totale consommée au réseau (Ptr). Le rendement global ηg incorpore l’ensemble des consommations, les ventilateurs, les pompes hydrauliques et toutes les pertes, y compris les pertes des transformateurs d’alimentation en énergie :
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Les émetteurs état solide permettent des rendements très élevés, de 88 % mesurés en onde moyenne, jusqu’à 90 % en onde longue. Ces chiffres sont à comparer avec les rendements moyens effectifs, de 65 à 70 % obtenus sur des émetteurs à tube de même puissance d’anciennes générations.
Une différence de rendement de plus de 20 % représente non seulement une économie substantielle sur le budget énergie d’exploitation mais également une assurance de longévité et de fiabilité du matériel par réduction des contraintes thermiques (moins de pertes donc moins d’échauffements, vieillissement ralenti).
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Par des modes de modulation spécifiques permettant de réduire la consommation
En plus de la modulation d’amplitude normale (A3E) incluant une porteuse d’amplitude complète et deux bandes latérales, les modulateurs numériques offrent différentes possibilités de réduire de façon dynamique l’amplitude de la porteuse. Ces modes de modulation sont encore appelés DCC (Dynamic Carrier Control ).
Il faut se rappeler que la porteuse ne contient pas d’information, mais reste un support nécessaire pour le bon fonctionnement du détecteur de crête à la réception. Il est cependant possible sur les blancs de modulation et pour des indices de modulation faibles de réduire l’amplitude de la porteuse sans introduire de gêne à l’écoute.
Le signal en sortie de l’émetteur e (t ) pour un signal modulant a cos(Ω t ) (figure 1) est de la forme suivante :
e (t...
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