Modulation d’Amplitude 2ème BAC Sciences Mathématiques SMA

Modulation d’Amplitude 2ème BAC Sciences Mathématiques SMA

Modulation d’Amplitude
2ème BAC Sciences Mathématiques SMA

Introduction

La modulation d’amplitude (AM) est une technique permettant de transporter un signal basse fréquence (message) sur une onde haute fréquence (porteuse). Elle est largement utilisée en radiodiffusion.

m(t) – Signal modulant c(t) – Onde porteuse s(t) – Signal modulé AM

1. Principe mathématique

Le signal modulé en amplitude s’exprime par :

\[ s(t) = [A + m(t)] \cdot \cos(2\pi f_p t) \]

Où :

  • \( A \) : Amplitude de la porteuse
  • \( m(t) \) : Signal modulant (message)
  • \( f_p \) : Fréquence porteuse (\( f_p \gg f_m \))
Enveloppe: A + m(t) s(t) = [A + m(t)]·cos(2πfpt) Porteuse: fp

Le taux de modulation est donné par :

\[ m = \frac{A_{\max} – A_{\min}}{A_{\max} + A_{\min}} \]

2. Spectre fréquentiel

Le spectre d’un signal AM contient :

  • La porteuse à \( f_p \)
  • Deux bandes latérales à \( f_p \pm f_m \)
\[ S(f) = \frac{A}{2} [\delta(f-f_p) + \delta(f+f_p)] + \frac{1}{2} [M(f-f_p) + M(f+f_p)] \]
Fréquence (Hz) Amplitude fp fp-fm fp+fm Bande latérale inférieure Bande latérale supérieure

La largeur de bande occupée est :

\[ B = 2f_{m_{max}} \]

3. Types de modulation AM

AM-DSB/FC

Porteuse et deux bandes latérales

fp

\[ s(t) = A[1 + m(t)]\cos(2\pi f_p t) \]

AM-DSB/SC

Pas de porteuse, deux bandes

fp-fm

\[ s(t) = Am(t)\cos(2\pi f_p t) \]

AM-SSB

Une seule bande latérale

fp+fm

\[ s(t) = \frac{A}{2}m(t)\cos(2\pi f_p t) \mp \frac{A}{2}\hat{m}(t)\sin(2\pi f_p t) \]

4. Démodulation d’amplitude

La démodulation peut se faire par :

  • Détection d’enveloppe (simple diode)
  • Détection synchrone (plus performante)

Détection d’enveloppe

Signal AM Filtre RC Signal BF Enveloppe

Détection synchrone

Signal AM Multiplieur Filtre BF Signal BF Oscillateur local
\[ \text{Détection synchrone : } s(t)\cdot\cos(2\pi f_p t) = \frac{A}{2}m(t) + \text{termes HF} \]

5. Applications de l’AM

Radiodiffusion

AM 530-1700 kHz

Bandes AM : 530-1700 kHz (ondes moyennes)

Télécommunications

Transmission de données à courte portée

Radar

Mesure de distance par modulation d’impulsions


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