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La première technique d'émission utilisée en radiophonie a été la modulation d' amplitude nant en modulation d'amplitude doit réserver une bande Pour que le filtre passe-haut n'altère pas ce signal, la constante de temps de ce filtre doit

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Rép : 1) H = jX 1 − X2 + 3jX ; 2) Filtre passe-bande de bande-passante ∆ω = ω2 − ω1 = 3 RC § ¦ ¤ ¥ Ex-E6 3 Association en cascade de filtres d'

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second ordre (plus un circuit du premier ordre pour les filtres d'ordre impair) Cette mise en cascade Filtre passe-bande (structure peu utilisée) : V1 V2 _ +

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+ Exercice n°3 : On considère le filtre de la figure 3 1 alimenté par une tension sinusoïdale de Calculer la ou les fréquences de coupure ainsi que la bande passante de ce montage En déduire C'est un filtre passe haut de 2 ème ordre de

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Corrigé de l'exercice 2 7 kHz, 69kHz et 85kHz, La fréquence de coupure du filtre passe-bas est choisie de manière à éliminer les pulsations proches de 2Ω

123duire des s3ns, c3mm5nique2

1ntroducti52

La0pre°iè§40t4[0hni[4[°40]ù][]]°i]0]0i]Cn0uti]§i]0]]404n radi]CCh]Cni4 a0]]t]]0]§a m34533343563n 43234m3633635547]4

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4n un400[]Cn[0ti]Cn0affin40]ù4 la t4n]0i]Cn m]C]ù[°]§]nt4 uS(t)S(t)0+00°204t0b0sont0]ù4]00[0]Cn]0tant4]0

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3°26

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c26 t20>>0TS0 42526

Courbe01

-0 [°][(t)[°][][(t C2R2

C2R2[°°(t)[°][(t)CR[°][][(t

EMISSION ET RECEPTION D"UNEONDE MODULEE EN AMPLITUDECHOISIS PAR SABOUR

Exercice n°1: La modulation d"amplitudeLes ondes électromagnétiques ne peuvent se propager dans l"air sur de grandes distances que dans undomaine de fréquences élevées. Les signaux sonores audibles de faibles fréquences sont convertis ensignaux électriques de même fréquence puis associés à une onde porteuse de haute fréquence afin d"assurerune bonne transmission.1. LA CHAÎNE DE TRANSMISSIONLe schéma 1 suivant représente la chaîne simplifiée de transmission d"un son par modulation d"amplitude.Elle est constituée de plusieurs dispositifs électroniques.

1.1.Parmi les cinq propositions ci-dessous, retrouver le nom des quatre dispositifs électroniquesnumérotés.Dispositifs électroniques:Antenne, amplificateur HF (Haute Fréquence), générateur HF(Haute Fréquence), multiplieur, voltmètre.1.2.Quels sont les signaux obtenus en B, C et D parmi ceux cités ci-dessous?iPorteuse notée uP(t) = UP(max)cos(2Ft)iSignal modulant BF noté uS(t) + U0iSignal modulé noté um(t)1.3.Le signal électrique recueilli en A à la sortie du microphone correspond à la tension us(t).Une boîte noire est intercalée entre les points A et B. Quel est son rôle?1.4.Le dispositif électroniqueeffectue une opération mathématique simple qui peut être:i(uS(t) + U0) + uP(t)i(uS(t) + U0) × uP(t)Choisir la bonne réponse sachant que l"expression mathématique du signal obtenu est:um(t)= k(U0+ uS(t))UP(max)cos(2Ft)2. LA MODULATION D"AMPLITUDELa voie X d"un oscilloscope bicourbe est reliée en B et lavoie Y est reliée en D. L"oscillogramme obtenuest le suivant:

EMISSION ET RECEPTION D"UNEONDE MODULEE EN AMPLITUDECHOISIS PAR SABOUR

2.1.Estimer les valeurs des périodes Tset Tpdu signal modulant et de la porteuse.2.2.Rappeler l"expression théorique de la fréquence f en fonction de la période T avecles unités, puiscalculer les fréquences f du signal modulant et F de la porteuse.2.3.L"amplitude de la tension du signal modulé um(t)varie entredeux valeurs extrêmes, notéesrespectivement Um(max)et Um(min). Le taux de modulation m s"exprime par:m(max) m(min) U -U 2.3.1.Calculer les valeurs des tensions maximale Um(max)et minimale Um(min)du signalmodulé.2.3.2.En déduire la valeur de m2.3.3.À quoi correspondrait un taux de modulation m supérieur à 1?2.4.Le taux de modulations"exprime aussi en fonction de la tension maximale du signal modulant Us(max)et la tension U0selon l"expression suivante:s(max)U2.4.1.Quelle condition doit-on satisfaire pour obtenir un taux de modulation m < 1?2.4.2.Quelle autre condition est nécessaire pour obtenir une bonne modulation?2.4.3.L"analyse en fréquence du signal montre que celui-ci est composé de trois fréquences f1, f2,f3. En fonction de la fréquence du signal modulant f et de la fréquence de la porteuse F, exprimer lesfréquences apparaissant sur le spectre ci-dessous.

Exercice n°2DEVOIR SURVEILLE N° 8-SCIENCES PHYSIQUESCe schéma de récepteur radio à modulation d"amplitude est divisé en quatre sous-ensembles numérotés deà.

EMISSION ET RECEPTION D"UNEONDE MODULEE EN AMPLITUDECHOISIS PAR SABOUR

A-ANALYSE DU RÉCEPTEURLes quatre sous-ensembles sont les suivants:: démodulateur: amplificateur du signal modulé: amplificateur du signal modulant: circuit oscillant accordé sur la fréquencef, telle que:42.f2.L.Cr= 1À quel numéro correspond chaque sous-ensemble?B-LA GAMME D"ONDESLe circuit oscillant est accordé sur la fréquence que l"on veut capter. Quelles devraient être les limites de la capacitéCrdu condensateur pourbalayer la plage de fréquences qui va, en modulation d"amplitude, de150 kHzà280 kHzpour les stations les plus écoutées ?C-ÉTUDE DES TENSIONSOn peut visualiser les cinq tensionsuAM,uBM,uCM(K ouvert),uCM(K fermé) etuDMsur un oscilloscope,Métant la masse du circuit. Lescinq oscillogrammesobtenus sont numérotés(a),(b),(c),(d)et(e).En l"absence de signal sur l"oscilloscope, les traces obtenues sur l"écran coïncident avec la ligne horizontale médiane.1-IdentifieruAMen indiquant le numéro de l"oscillogramme correspondant. Justifier.Calculer le taux de modulation en utilisant la courbe uAM. A-t-on une bonne modulation?2-a-IdentifieruBMen indiquant le numéro de l"oscillogramme correspondant. Justifier.b-On noteGle coefficient d"amplification du premier étage amplificateur:G= uBMmax/ uAM max. ÉvaluerGenutilisant les oscillogrammes.3-a-IdentifieruCM(K ouvert) en indiquant le numéro de l"oscillogramme correspondant. Justifier.b-Quel est le rôle de la diode?4-a-IdentifieruCM(K fermé) en indiquant le numéro del"oscillogramme correspondant. Justifier.b-Déterminer la tension de décalage du signal modulantU0.c-Expliquer pourquoi le phénomène de surmodulation a été évité lors de la propagation du signal modulé.5-a-IdentifieruDMen indiquant le numéro del"oscillogramme correspondant. Justifier.b-Quel est le rôle du condensateurC2?6-a-Déterminer la périodeTset la fréquencefsdu signal modulant à l"aide d"un des oscillogrammes.b-Évaluer la périodeTpet la fréquencefpde l"onde porteuse à l"aide de l"oscillogramme(a)en comptant le nombre depériodes sur une division.c-Comparer la constante de temps du dipôle(R,C1)à la période de l"onde porteuse et à la période du signal modulant.Conclure sur la qualité du montage de démodulation. Qu'enest-il réellement lorsqu'on observe l'oscillogramme ?D-UNE APPLICATIONLa fréquence de la porteuse de l"émetteur grandes ondes de France-Inter a pour valeur162 kHz. La plus proche est Europe 1 qui émet sur180 kHz. La bande passante des fréquences autorisées pour les stations de radio est11 kHz. On donne en annexe les courbescaractéristiques de 3 circuits d"accord de fréquences propres162 kHz, mais de bandes passantes différentes.La bande passante est constituée de l"ensemble des fréquences pour lesquelles uAM/uAM maxest supérieure à 0,7. Quel circuit d"accord faut-ilchoisirpour écouter France-Inter.? On justifiera en expliquant pourquoi les deux autres ne peuvent êtres retenus au moyen de leursconséquences sur la qualité d"écoute.annexe 1

vers haut-parleurIE+LCrAE-CBSSC2DKC1RE+E-

R = 10 kC1= 10 nFL = 1,0 mHM

EMISSION ET RECEPTION D"UNEONDE MODULEE EN AMPLITUDECHOISIS PAR SABOUR oscillogramme (a) 0,5 V/Div 0,2 ms/Div oscillogramme (b) 0,5 V/Div 0,2 ms/Div EMISSION ET RECEPTION D"UNEONDE MODULEE EN AMPLITUDECHOISIS PAR SABOUR oscillogramme (c) 0,5 V/Div 0,2 ms/Div oscillogramme (d) 0,5 V/div 0,2 ms/Div oscillogramme (e) 5 mV/Div 0,2 ms/Div EMISSION ET RECEPTION D"UNEONDE MODULEE EN AMPLITUDECHOISIS PAR SABOUR annexe 2 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

140145150155160165170175180185190

UAM/UAMmax

f (kHz)

00,10,20,30,40,50,60,70,80,91

140145150155160165170175180185190

UAM/UAMmax

f (kHz) 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

140145150155160165170175180185

UAM/UAMmax

f (kHz) Exercice n°2DEVOIR SURVEILLE: CORRECTION RÉCEPTEUR RADIO GRANDES ONDESA- circuit d"accord n°1 circuit d"accord n°2 circuit d"accord n°3 EMISSION ET RECEPTION D"UNEONDE MODULEE EN AMPLITUDECHOISIS PAR SABOUR

B-La capacité Crdu condensateur vérifie la relation 42.f2.L.Cr = 1; on a donc Cr= 1/(42.f2.L)Il faut donc 1/(42.f2max.L)Cr1/(42.f2min.L)c"est à dire 1/(42x 2800002x 1.10-3)Cr1/(42x 1500002x 1.10-3)3,2.10-10FCr1,1.10-9F0,32nFCr1,1nFC-1-La tension UAMcorrespond au signal modulé non amplifiéoscillogramme (e).(c"est l"oscillogramme réglé sur la plus petite sensibilité verticale: 5 mV/div)m =M m S S =15-5/15+5=0.5: bonne modulation2-a-La tension UBMcorrespond au signal modulé amplifiéoscillogramme (a).(c"est l"oscillogramme réglé sur la plus grande sensibilité verticale: 0,5 V/div)2-b-G = UBMmax/UAMmax= (3 x 0,5)/(3 x 5.10-3) = 100 doncG=1003-a-La tension UCM(K ouvert) correspondau signal modulé redresséoscillogramme (c).3-b-La diode supprime les alternances négatives du signal modulé amplifié.4-a-La tension UCM(K fermé) correspond au signal modulant décaléoscillogramme (d).4-b-La tension de décalage correspond à 2 divisions donc U0= 2 x 0,5 = 1 V soitU0=1V4-c-Le phénomène de surmodulation a été évité car la tension de décalage U0est supérieure à l"amplitudedu signal modulant, qui, d"après l"oscillogramme (d) correspondà 1 division,soit UCMmax(K fermé) =1 x 0,5 = 0,5 V.5-a-La tension UDMcorrespond au signal modulantoscillogramme (b).5-b-Le condensateur de capacité C2permet d"éliminer la tension de décalage du signal modulant... décalé.6-a-D"après l"oscillogramme (b):1 période du signal modulant correspond à 10 divisionssoit Ts= 10 x 0,2 = 2 ms = 2.10-3s.La fréquence du signal modulant vaut donc fs= 1/Ts= 1/2.10-3= 500 Hzsignalmodulant:Ts=2msfs=500Hz6-b-D"après l"oscillogramme (a):1 division contient 10 périodesdonc Tp= 1 x 0,2/10 = 0,02 ms = 2.10-5sLa fréquence de l"onde porteuse vaut donc fs= 1/Tp= 1/2.10-5= 50 000 Hzporteuse:Tp=0,02msfp=50000Hz6-c-Constante de temps du circuit (R,C1):τ1= RC1= 10 000 x 10.10-9= 10-4s = 0,1 msτ1=0,1mson a doncTp<τ1 EMISSION ET RECEPTION D"UNEONDE MODULEE EN AMPLITUDECHOISIS PAR SABOUR

1 En dessousde 0,7 (1/J2), on considèreque le circuit ne sélectionne plus0,7 correctement les fréquencescorrespondantes...fbande passante-circuit d"accord n°1: bande passante = 6 kHz-circuit d"accord n°2: bande passante = 11 kHz-circuit d"accord n°3: bande passante = 35 kHzLe circuit n°1 ne peut être retenu: sa bande passante est inférieure à 11 kHz; la qualité d"écoute seramédiocre car les sons émis par la station seront amputés de certaines fréquences.Le circuit n°3 ne peut être retenu: sa bande passante est très supérieure à 11 kHz et déborde sur la plagede fréquences utilisée par Europe 1. On risque ainsi d"entendre en même temps France-inter et Europe 1.Ilfaut donc utiliser lecircuit n°2...EXERCICE N°3On s'intéressera aux stations de la bande des grandes ondes pour lesquelles toutes les porteusessont modulées en amplitude par des signaux audio-fréquences (ondes dont la fréquence est comprise entre20 Hz et 20 000 Hz).1. Émission d"une onde modulée en amplitude1.1. Étude l"onde porteusePour simuler l'onde porteuse, on utilise un GBF délivrant une tension sinusoïdale p(t) d'amplitude Pmet defréquence fP. Cette tension a pour expression : p(t) = Pmlcos(2lfplt)On visualise cette tension à l'aide d'un oscilloscope. L'oscillogramme obtenu est le suivant.

1.1.1.D'après l'oscillogramme 1, déterminer l'amplitudePmde la tension sinusoïdale p(t)représentée.1.1.2.D'après l'oscillogramme 1, déterminer la période TPde la tension p(t) ; comment peut-onobtenir la meilleure précision sur la déterminationde la période en maintenant le coefficient debalayage constant ?1.1.3.En déduire la fréquence de la tension p(t).1.1.4.Déterminer la longueur d'onded'une onde porteuse ayant la même fréquence que la tensionsinusoïdale p(t).

Figure 1 : oscillogramme 1.Coefficient de balayage : 20 µs /div.Sensibilité verticale : 1 V/divCouplage : DCEn l'absence de tension, le spot occupe la ligne médiane del'écran.

EMISSION ET RECEPTION D"UNEONDE MODULEE EN AMPLITUDECHOISIS PAR SABOUR

Donnée :la célérité des ondes électromagnétiques dans l'air c = 3,0l108m.s-1.1.2. Étude du signal modulantPour simuler le signal modulant, on utilise un GBF délivrant une tension sinusoïdale s(t) d'amplitude Smetde fréquence fS=10 kHz. Cette tension a pour expression:s(t) = Smlcos ( 2lfSlt )À l'aide du réglage du décalage du signal de sortie du générateur, on superpose à la tensionsinusoïdale s(t) une tension constante positive, de valeur U0.On visualise la tension s(t) + U0à l'aide d'un oscilloscope.

1.2.1.L'oscillogramme obtenu est représenté sur la figure 2.Déterminer l'amplitude de la tension modulante Sm.1.2.2.Sur l'oscillogramme 2, déterminer la tension de décalage U0.1.3. Étude de la réalisation d"une onde modulée en amplitudeLa modulation en amplitude est réalisée à l'aide d'un multiplieur. Son rôle est ainsi défini:On applique entre la masse et chacune des deux entrées E1et E2du multiplieur une tension électrique:-la tension sinusoïdale p(t) sur E1qui correspond à la porteuse.-la tension sinusoïdale s(t) + U0sur E2qui correspond au signal modulant à transmettre.Le multiplieur donne en sortie une tension u(t) qui correspond au signal modulé.Cette tension a pour expression : u(t) = klp(t)l(s(t) + U0), avecp(t) = Pmlcos(2lfPlt)s(t) = Smlcos(2lfSlt)et k constante caractéristique du multiplieur.

En S, on place une antenne qui émet l'onde modulée en amplitude.On visualise la tension u(t) à l'aide d'unoscilloscope. L'oscillogrammeobtenu est représentésur lafigure 3

Figure 2 : oscillogramme 2.Coefficient debalayage : 20 µs / divSensibilité verticale : 1 V / divCouplage : DCEn l'absence de tension, le spot occupe laligne médiane de l'écran

s(t) +U0p(t)E2E1antenneSu(t) EMISSION ET RECEPTION D"UNEONDE MODULEE EN AMPLITUDECHOISIS PAR SABOUR

1.3.1.En introduisant le taux de modulation m =0Umet en posant A = klPmlU0, montrer que latension modulée en amplitude peut se mettre sous la forme :u(t)=Al[mlcos(2lfSlt) + 1]lcos (2lfPlt)1.3.2.Une tension modulée en amplitude peut également se mettre sous la forme :u(t) = Um(t)lcos(2lfplt) avec Um(t) = Al[mlcos(2lfSlt) + 1]L'amplitude de la tension modulée Um(f) varie entre deux valeurs extrêmes, notées Uminet Umax,iDéterminer les expressions littérales de Uminet Umaxen fonction de A et m.iEn déduire que l'expression littérale du taux de modulation peut se mettre sous la forme:m =minU.1.3.3.Sur l'oscillogramme de la figure 3, déterminer les valeurs de Umaxet Uminet calculer lavaleurdu taux de modulationm.La comparer avec la valeur trouvée en utilisant l'expression m =0Um.1.3.4Citer la condition pour éviter la surmodulation.Les résultats précédents permettent-ils d'affirmer que cette condition est vérifiée ?2. Réception de l"onde moduléePour capter l'onde électromagnétique émise par l'antenne placée en S, on utilise le dispositif représentéci-dessous (figure 4) où on considère que la diode D est idéale. Il s'agit d'un récepteur d'ondeshertziennes,qui constitue une chaîne électronique dont on va étudier certains étages.

2.1.L'étage 1 étudié est un circuit constitué par une association condensateur-bobine en parallèle.2.1.1.Quel est le rôle du dipôle LC parallèle utilisé ici comme filtre passe-bande pour la tension ?2.1.2.La théorie montre que l'amplitude de la tension uEMest maximale pour une fréquence del'onde captée f0telle que 4.2lf02lLlC = 1.Sachant que la valeur de la capacité C est 0,47 nF,

Figure 3 : oscillogramme 3.Coefficient de balayage : 20 µs / divSensibilité verticale : 1 V / divCouplage : DCEn l'absence de tension, le spot occupe la lignemédiane de l'écran.

EMISSION ET RECEPTION D"UNEONDE MODULEE EN AMPLITUDECHOISIS PAR SABOUR

déterminer lavaleur à donner à l'inductance L de la bobine pour capter France Inter grandes ondes(fréquence de la station : 160 kHz). La réception de l'onde émise sera alors optimale.2.2.Après réception du signal modulé, il faut le démoduler.Cette démodulation estréalisée par l'étage 2.Pour comprendre les rôles de chaque partie de cet étage, on va les étudier à l'oscilloscope. On relie doncsuccessivement l'entrée de l'oscilloscope aux bornes E, G et H du montage ci-dessus.On visualise successivement les trois tensions uEM, uGMet uHMsur un oscilloscope, M étant la masse ducircuit. Les oscillogrammes des trois tensions sont obtenus en utilisant le mode DC de l'oscilloscope.

En l'absence de signal appliqué aux voies, les traces obtenues sur l'écran coïncident avec laligne horizontale médiane.2.2.1.Les deux interrupteurs K1et K2étant ouverts, identifier uEMen indiquant l'oscillogramme A,B ou C correspondant. Justifier.2.2.2.K1étant fermé et K2étant ouvert, identifier uGMen indiquant l'oscillogramme A, B ou Ccorrespondant. Quel est le rôle de l'ensemble diode D et circuit RC1parallèle ?2.2.3.Les deux interrupteurs K1et K2étant fermés, identifier uHMen indiquant l'oscillogramme A,B ou C correspondant. Quel est le rôle du dipôle rC2série utilisé ici comme filtre passe-haut ?2.2.4.On souhaite obtenir une démodulation de bonne qualité en choisissant la valeur de lacapacité C1adaptée. La constante de temps RC1doit alors satisfaire aux conditions suivantes :RC1< Tsavec Tspériode du signal modulant.RC1> TPavec TPpériode de la porteuse.Application : la période Tsdu signal sonore à transporter est égale à 100µs, et la période TPde laporteuse est égale à 6,25µs. Le conducteur ohmique a une résistance R = 10 k.Déterminer alors, dans la liste suivante, la valeur de la capacité C1permettant d'obtenir la meilleuredémodulation possible.Liste des valeurs des capacités disponibles : 220 pF-2,2 nF-22 nF-220 nF.EXERCICE N°3CORRECTION1. Émission d"une onde modulée en amplitude1.1. Étude l"onde porteuse1.1.1.Amplitude Pm:Pm= 2,0 divl1V/divPm= 2,0 V1.1.2.période T:Pour que la mesure soit plus précise, il faut mesurer un grandnombre de périodes.19TP= 6,0 divl20µs/divTP=196l= 6,3 µs1.1.3.fP= 1/TP=610l= 158 333 Hzsoit environ158 kHz.

Pm19T EMISSION ET RECEPTION D"UNEONDE MODULEE EN AMPLITUDECHOISIS PAR SABOUR

1.1.4.= c.T = 3,0.108l196l= 1,9.103m1.2. Étude du signal modulant1.2.1.Amplitude SmSm= 1,0 divl1V/divSm= 1,0 V1.2.2.Tension de décalage U0U0= 2,0 divl1V/divU0= 2,0 V1.3. Étude de la réalisation d"une onde modulée en amplitudeméthode:Au brouillon écrire le point de départ , écrire le point d'arrivée. Utiliser les données de l'énoncé.Faire évoluer ces deux points jusqu'à obtenir quelque chose de cohérent.u(t) = klp(t)l(s(t) + U0)on remplace p(t) et s(t) par leurs expressionsu(t) = klPmlcos(2lfPlt)l([Smlcos(2lfSlt)] + U0)u(t) = klPml0Ulcos(2lfPlt)l([Smlcos(2lfSlt)] + U0)u(t) =klPmlU0l[0Umcos(2lfSlt) + 1]lcos (2lfPlt)u(t)=Al[mlcos(2lfSlt) + 1]lcos (2lfPlt)on remplace A et m parleurs expressions.1.3.2.Um(t) = Al[mlcos(2lfSlt) + 1]La fonction cosinus varie entre-1 et +1.Pour Umin:cos (2lfSlt) =-1Umin= Al[ml(-1) + 1]Umin= Al(1-m)Pour Umax:cos (2lfSlt) = +1Umax= Al(ml1+1)ExprimonsminUen fonction de m:minU=)m=)]m=m1=2m= mOn a effectivementminU= m1.3.3.

m =minU=0=0= 0,50m =0UmSmest l'amplitude du signal modulant, d'après 1.2.1. on a Sm= 1,0 VU0est la tension dedécalage, d'après 1.2.2. on a U0= 2,0 Vm =0,50Les deuxvaleurs de m sont cohérentes.

U0Sm

UmaxUminUmax= 3,0l1 = 3,0 VUmin= 1,0l1 = 1,0 V

EMISSION ET RECEPTION D"UNEONDE MODULEE EN AMPLITUDECHOISIS PAR SABOUR

1.3.4.Pour éviter la surmodulation il faut que Sm< U0Cette condition est vérifiée puisque Sm = 1,0 < U0= 2,0 V.Ceci est visible sur la figure 3, l'amplitude du signal modulé suit bien les variations du signal modulant.2. Réception de l"onde modulée2.1.1. Lorsque l'antenne capte une onde électromagnétique, il apparaît dans le circuit de réception unetension uEMde fréquence égale à celle de la porteuse de l'O.E.M.Mais l'antenne capte toutes les ondes électromagnétiques dans son environnement, or seule la porteuse dela radio que l'on souhaite écouter doit être utilisée par le récepteur.Ce module permet d'éliminer toutes les OEM sauf celle envoyée par l'émetteur de la radio qui nousintéresse.2.1.2. 4.2lf02lLlC = 1L =C.2=910lL = 2,1.10-3H =2,1 mH2.2.1. L'oscillogrammeCcorrespond à la tension uEM. La tension est modulée en amplitude: son amplitudevarie au cours du temps.2.2.2. L'oscillogrammeAcorrespondà la tension uGM.L'ensemble diode D et circuit RC1parallèle permetde démoduler la tension. On obtient une tension ayant la même allure que la tension du signal modulant,avec cependant un décalage.2.2.3. L'oscillogrammeBcorrespond à la tension uHM.Le dipôle rC2série a permis de supprimer ledécalage dû à la tension U0. Le signal est maintenant parfaitement identique à celui du signal modulant.2.2.4. TP< RC1< TSRP< C1
Ondes hertziennesAB(m)1,0.10-31,0.104
EMISSION ET RECEPTION D"UNEONDE MODULEE EN AMPLITUDECHOISIS PAR SABOUR
Panthéon distant de 4 km.Au laboratoire, une partie du montage appelée "modulateur", permettant de générer un signal qui sera àl"origine de l"onde radio, peut être schématisé sur la figure 4 ci-dessous :

2.1.1. On applique aux entrées E1et E2les tensionsv(t)=Vmcos2Ftetu(t)=Umcos2fttelles que F>>f.Nommer les tensions v(t) et u(t).Que représente la grandeur Vm?2.1.2. À la tension u(t) on ajoute une tension continue U0. Nommer cette tension.2.2.LaFIGURE 5 DE l"ANNEXEreprésente la tension modulée s(t) obtenue par acquisition et traitementinformatisés.2.2.1. Tracer sur laFIGURE 5 DE l"ANNEXEle signal modulant.2.2.2.Àl"aide de laFIGURE 5 DE l"ANNEXE, calculer la période du signal modulé et en déduiresa fréquence.2.2.3. La modulation est caractérisée par son taux m donné par la relation :m=max min U U Calculer sa valeur en utilisant laFIGURE 5 DE l"ANNEXE PAGE 11.2.2.4. La modulation est-elle satisfaisante ? Justifier la réponse.2.3. L"antenne émettrice doit respecter certains critères de longueur. En effet, une antenne est accordéesur une fréquence si sa longueur est égale à la moitié de la longueur d"onde correspondante (au quart dela longueur d"onde si l"antenne est verticale et reliée au sol car dans ce cas, le sol joue le rôle deréflecteur) ; c"est pour respecter ces contraintes que l"on installe, en 1898, une antenne émettrice ausommet de la tour Eiffel. Cette antenne est reliée au sol.Sachant que la hauteur de cette antenne est de 324 m, quelle est la longueur d"onde maximale de l"onderadio que l"on peut émettre ?Les ondes hertziennes kilométriques, appelées "grandes ondes" ont pour domaine1052 m2000 m;était-il possible d"émettre toute la gamme de ces ondes hertziennes depuis latour Eiffel ? Justifier.3. La réception de l"onde radio3.1. L"émetteur, au laboratoire des deux expérimentateurs, étant opérationnel, ils décident de mettre enplace le récepteur. Ils réalisent la chaîne de réception schématisée sur la figure 6 ci-dessous :
u(t) + U0s(t)v(t)E1E2
Figure4
EMISSION ET RECEPTION D"UNEONDE MODULEE EN AMPLITUDECHOISIS PAR SABOUR
3.1.1. Quel est le rôle de l"élément 1 ? Comment l"appelle-t-on ?3.1.2. Quel est le rôle de l"élément 2 ? Détailler le rôle de la diode de l"élément 2.3.2. Ils mettent en place le dispositif et ils désirent obtenir sur l"écran de leur oscilloscope les tensionsuAM,uBMet uCMschématisées sur la figure 7 ci-dessous :

Placer sur le schéma de laFIGURE 8 DE L"ANNEXE,les points A, B et C permettant l"obtention de cestensions.4. La chaîne complèteL"essai étant concluant avec un signal électrique sinusoïdal, les deux physiciens décident de transmettreun son capté par un microphone. Lorsque l"un d"eux parle, l"autre écoute attentivement près du hautparleur appartenant au récepteur et observe l"oscilloscope relié au récepteur.4.1. Ils constatent que l"oscillogramme obtenu n"est pas sinusoïdal. Que peuvent-ils en conclure quant à lanature du son émis ?4.2. L"utilisation d"un analyseur de spectre pourrait-elle donner d"autres informations ? Lesquelles ?

Antenneréceptrice

Figure 6

Figure7
EMISSION ET RECEPTION D"UNEONDE MODULEE EN AMPLITUDECHOISIS PAR SABOUR
ANNEXE DE L"EXERCICE 4Question 2.2.

Question 3.2.

EXERCICE4TRANSMISSION D'ONDES HERTZIENNESCORRECTION1. Etude préliminaire: l'onde radio1.1.Pour la lumière visible 400 nm <visible< 800 nm, soit 4,00l10-7m <visible< 8,00l10-7mvisible< 1,0l10-3m, donc la lumière visible se situe donc dans le domaine A.1.2. f = c f =83,0.10= 3,3 . 107Hz =33 MHz2. L'émission de l"onde radio2.1.1.v(t) correspond à laporteusede haute fréquence F.u(t) correspond ausignal modulantde basse fréquence f.Vmcorrespond à l"amplitude de la tensionsinusoïdale v(t).2.1.2.U0est la tension de décalage (ou offset).

Antenneréceptrice

Figure8

Figure5
EMISSION ET RECEPTION D"UNEONDE MODULEE EN AMPLITUDECHOISIS PAR SABOUR
2.2.1.

2.2.2.8T= 0,20-0,10 = 0,10 ms donc T =83l=1,3l10-5sf =1T=8,0.104Hz = 80 kHz, le signal modulé est un signal haute fréquence.(calcul avec T non arrondie)Remarque: NON DEMANDÉ L"analyse en fréquence du signal modulé montrerait que celui-ci estcomposé de trois fréquencesf1= F-f; f2= F; et f3= F + f.2.2.3.m =max min U U voir figure 5m =2,4-0,62,4+0,6=0,62.2.4.La modulation estsatisfaisantecar le taux de modulationm < 1. L longueur de l"antenne: L = 324 mD"après le texte, il faut que L =/4, donc= 4L.= 4l324 = 1296 m =1,30l103m = 1,3 kmlongueur d"onde maximalede l"onde radio émise par latour Eiffel La tour Eiffel ne pouvait émettre qu"une partie du domaine des ondes hertziennes kilométriques:1052 m << 1296 m.3. La réception de l"onde radio.3.1.1.L"élément 1 est appelécircuit d'accord(ou circuit bouchon).L'antenne capte les ondes électromagnétiques émises par tous les émetteurs environnants. Le circuit LCparallèle permet de sélectionner l'onde que l'on souhaite capter et élimine les autres ondes indésirables.3.1.2.L"élément 2 permet d'éliminer lesignal de la porteuse et de ne conserver que l'enveloppe du signalmodulé reçu. (avec la diode, C2et R1).Il permet également d"éliminer la tension de décalage ( avec C3et R2).L"élément 2 permet de démoduler le signal modulé reçu par l"anntenne.La diode ne laisse passer le courant que dans un seul sens et élimine ainsi les valeurs négatives de latension modulée en amplitude.
Le signal modulantcorrespond à l"enveloppe dusignal modulé.UmaxUmin 8 T EMISSION ET RECEPTION D"UNEONDE MODULEE EN AMPLITUDECHOISIS PAR SABOUR
3.2.UBMUAMUCM

4. La chaîne complète.4.1.Le signal obtenu n"étant pas sinusoïdal, le son émis n"est pas pur, il est dit complexe.4.2.L"analyseur de spectre permettrait d"obtenir le spectre de fréquences afin de mettre en évidence lesdifférents harmoniques composant ce son complexe.L"analyseur donnerait la fréquence des différents harmoniques ainsi que leurs amplitudes relatives.Exercice n°5ÉMISSION ET RÉCEPTION D"UNE ONDE RADIOAu cours d"une séance de travaux pratiques, les élèves réalisent un montage permettant d"émettre puis derecevoir un signal radio.1.Émission du signal.Le montage de modulation d"amplitude, utilisé pour l"émission et réaliséà l"aide d"un multiplieur, est représenté sur la figure 1 ci-contre :Pour engendrer l"onde porteuse de fréquence F, on envoie sur l"entréeE1du multiplieur la tensionv(t) = Vmcos(2Ft).Le signal àtransmettre, de fréquence f et d"amplitude Umestu1(t) = Umcos(2ft). On lui ajoute une tension continue U0, appeléetension de décalage ou tension offset.On obtient alorsu(t) = U0+ u1(t) = U0+ Umcos(2ft)qu"on envoiesur l"entrée E2.À l"aide d"undispositif d"acquisition de données, branché sur la sortie S du multiplieur, on observe surl"écran de l"ordinateur, la courbe s(t) représentée ci-dessous (fig. 2)
BAC fig. 1 EMISSION ET RECEPTION D"UNEONDE MODULEE EN AMPLITUDECHOISIS PAR SABOUR fig. 2
1.1.1.Pourquoi faut-il ajouter une tension de décalage au signalà transmettre?1.1.2.Quelle condition doit vérifier le rapport m =0Upour réaliser une bonne modulation?(m est appelé taux de modulation).1.2.Le multiplieur donne en sortie une tension s(t) proportionnelle au produit des tensions appliquées surles entrées:s(t) = k.u(t).v(t) .Le coefficient k est une constante qui ne dépend que du multiplieur.1.2.1.Montrer que s(t) peut se mettre sous la forme s(t) = A[1 + mcos(2ft)]cos(2Ft) dans laquelle A estune constante.1.2.2.Donner l"expression de A en fonction de k, Vmet U0.1.3.En utilisant la courbe de la figure 2, déterminer f et F. Justifier la méthode utilisée.2. Réception du signal.La réception du signal se fait à l"aide du montage représenté ci-dessous (figure 4). Ce montageestconstitué de plusieurs modules branchés les uns après les autres.2.1.Le premier module, notéa)sur la figure 4, est le circuit d"accord.

2.1.1.Quel est son rôle?2.1.2.Comment procède-t-on pour "capter" une station radio?2.1.3.Vérifier que lorsque L = 62 mH, le circuit est accordé sur l"émetteur réalisé au 1.Données: C = 1,0 nF;62e25
fig. 4 EMISSION ET RECEPTION D"UNEONDE MODULEE EN AMPLITUDECHOISIS PAR SABOUR
2.2.Le deuxième module (notéb)sur le schéma) est un détecteur de crête. Il permet de démoduler le signalreçu.2.2.1.Que signifie démoduler le signal reçu?2.2.2.Un élève a représenté sur la figure 5, en traitgras, le signal qu"il observe sur l"écran lorsque lesystème d"acquisition est branché à la sortie dudétecteur de crête.Ce schéma vous semble-t-il correct?Justifier la réponse.2.3.Quel est le rôle du troisième module(c)?Exercice n°5ÉMISSION ET RÉCEPTION D"UNE ONDE RADIO Correction1. Émission du signal.1.1.1Il faut ajouter une tension continue U0, tension de décalage, pour avoiru(t) > 0. Soit U0+ u1(t) > 0ou U0+ Umcos(2ft) > 0.1.1.2.Le rapport m =0Udoitêtre inférieur à 1pour réaliser une bonne modulation.1.2.1.s(t) = k.u(t).v(t) = k.[U0+ Umcos(2ft)].[Vmcos(2Ft)]= k.Vm.[U0+Umcos(2ft)].cos(2Ft)= k.Vm.0U[U0+ Umcos(2ft)].cos(2Ft)= k.Vm.U0.[0U+0Ucos(2ft)].cos(2Ft)= k.Vm.U0.[1 + m.cos(2ft)].cos(2Ft)s(t) = A.[1 + m.cos(2ft)].cos(2Ft)1.2.2.DoncA = k.Vm.U01.3.On détermine la période T de "l"enveloppe» correspondant au signal modulant soit T = 1,25 ms
T EMISSION ET RECEPTION D"UNEONDE MODULEE EN AMPLITUDECHOISIS PAR SABOUR
f =1f =210=800 HzDurant la période T, la "porteuse» effectue 25 oscillations, sa période est donc 25 fois plus petite, ou safréquence 25 fois plus élevée.F = 25lf = 25l800 =2,5l8l10l100 =20,0 kHz2. Réception du signal.2.1.1. Circuit d'accord:L'antenne capte les ondes électromagnétiquesémises par tous les émetteursenvironnants. Le circuit LC parallèle est appelé, également, circuit "bouchon", il permet de sélectionnerl'onde que l'on souhaite capter et donc élimine les autres ondes indésirables.2.1.2.On fait varier la valeur L de l"inductance (ici réglable) afin que la période propre du circuit LCcoïncide avec la période de la porteuse de la station que l'on veut écouter.2.1.3.La période propre des oscillations électriques dans le circuit LC est définie par:T =LC.; Donc la fréquence propre a pour expression :f0=LC.f0=6 6 6 1 1 1 1 1 1     l  l  l  l f0= 2,0l104=20 kHzLe circuit est bien accordé sur l"émetteur étudié précédemment carf0= F.2.2.1. Le détecteur de crêtepermet d'éliminer le signal de la porteuse et de ne conserver que l'enveloppedu signal modulé reçu. On obtient une tension dont l'amplitude varie en suivant les variations du signalmodulant. Cette tension variable contient cependant une composante continue (elle est n'estpas centrée surzéro, mais est décalée au dessus de U = 0 V)2.2.2.Lorsque la tension modulée s(t) croît, alors le condensateur C' se charge, mais lorsque s(t) décroît lecondensateur se décharge dans la résistance R', la tension aux bornes du détecteur de crête diminuelentement.Le schéma de l'élève est doncfaux. Voir en rouge, le signal réellement obtenu.

2.3.Le troisième module permet d'éliminer la composante continue du signal démodulé.Exercice n°6TRANSMISSION D'UN SIGNALMODULÉ EN AMPLITUDEOn veut transmettre, entre des points éloignés, des signaux (sons ou images par exemple) dont la portéeest très limitée. La modulation d'amplitude permet cette transmission.On envisage dans cet exercice un signal à transporter, sinusoïdal, correspondant à un son audible.
EMISSION ET RECEPTION D"UNEONDE MODULEE EN AMPLITUDECHOISIS PAR SABOUR
Ce signal sonore est utilisé pour produire une tension électrique sinusoïdale, de même fréquence, qui sert àmoduler en amplitude une tension également sinusoïdale, dite porteuse. Cette tension modulée génère uneonde électromagnétique.L'émission (comme la réception) du signal modulé se fait avec une antenne métallique. Dans le cas d'uneantenne linéaire, on montre qu'un bon fonctionnement de l'ensemble impose à l'antenne d'êtred'une taillecomparable à la longueurd'onde du signal émis.Données :Célérité de la lumière dans l'air c = 3,0l108m.s-1.Domaine de fréquences des sons audibles : [20 Hz ; 20 kHz].1.Une des raisons de la modulation1.1.Si une station émettait directement un signal électromagnétique de même fréquence que le signalsonore, à quel intervalle de longueurs d'onde appartiendrait ce signal électromagnétique ?1.2.En se servant du texte introductif, avancer une raison pour laquelle les stations de radio n'émettentpas directement un signal électromagnétiquede même fréquence que le signal sonore.2.Étude de la modulationLors d'une séance de travaux pratiques, un élève réalise des expériences qui illustrent l'émission et laréception d'un signal sinusoïdal de fréquence fm= 500 Hz.2.1. Recopier la phrase suivante en la complétant par les termes convenables choisis dans la liste suivante:affine, faible, sinusoïdal(e), modulant(e), élevé(e), modulé(e)L'onde porteuse est un signal sinusoïdal de fréquencefP....... . Le signal moduléa une amplitude quiest une fonction ......... du signal ..........2.2. Pour réaliser une modulation d'amplitude, les élèves utilisent un montage multiplieur (représenté sur lafigure ci-dessous)agissant sur les tensions u1(t) et u2(t) dont les expressions sont :u1(t) = Uo+ Umcos (2fmt)u2(t) = Upcos (2fpt)avec Umcos (2fmt) la tension modulante, U0une tension constante positive et u2(t) = Upcos (2fpt) latension porteuse.Ce montage délivre une tension de sortie s(t) telleque s(t) = k.u1(t).u2(t). où k est un coefficientcaractéristique du multiplieur.

2.2.1.Quelle est l'unité du coefficient k ?2.2.2.Latension de sortie s(t) peutsemettre sous la forme :s(t) = A [ 1+ mcos (2fmt) ] cos (2fpt)avec A =kU0Upet m =0mU(taux de modulation).On veut éviter la surmodulation qui se produit lorsque l'amplitude du signal modulant estsupérieure à U0.Dansquel intervalle de valeurs doit se situer le taux demodulationmpour réaliser unebonne modulation d'amplitude ?

Xu2( t )u1( t)multiplieurs(t) = ku1(t)u2( t )
EMISSION ET RECEPTION D"UNEONDE MODULEE EN AMPLITUDECHOISIS PAR SABOUR
2.3. L'élève visualise la tension s(t) à l'aide d'un oscilloscope, il obtient la courbe suivante :

Réglages de l'oscilloscope :Balayage : 0,5ms /divSensibilité verticale : 0,5 V / divOn montre que le taux de modulation m peut s'exprimer selon la relation :m =M m S S Les grandeurs SMet Smsont représentées sur la figure 1.2.3.1. Àpartir de la figure 1, déduire une valeur numérique approchée dem2.3.2.Vérifier que la fréquence de la porteuse utilisée estfP= 10 kHz.3. Réception du signal modulé et démodulationLa tension s(t) est appliquée à une antenne qui émet alors un signal électromagnétique reproduisant lesmêmes variations que s(t).Un peu plus loin, l'élève place une antenne réceptrice servant à capter le signal. Cette antenne est reliée à uncircuit électrique (voir figure 2) comportant plusieurs parties aux fonctions distinctes. On appelle uf(t) latension mesurée en bout de chaîne
EMISSION ET RECEPTION D"UNEONDE MODULEE EN AMPLITUDECHOISIS PAR SABOUR
3.1.La partie n°1 est constituée d'une bobine d'inductance L0= 2,5 mH et d'un condensateur de capacité C0ajustable, l'ensemble constituant un dipôle L0C0en dérivation. Ce dipôle oscille avec une fréquence propredont l'expression est : f0=0 01L C.Onrappelle que la fréquence de la porteuse est 10 kHz et celle dusignal modulant 500 Hz.3.1.1. Quelle est la fonction de cette partie dans le montage ?3.1.2. Quelle valeur doit-on choisir pourC0pour que cette fonction soit effectivement remplie ?3.2.La partie n°2 comprend une diode, un conducteur ohmique de résistance R et un condensateur decapacité C. Cet ensemble constitue ce que l'on appelle un détecteur de crête. Sa fonction estd'obtenir unetension proportionnelle à la tension u1(t) introduite à la question 2.Pour obtenir une bonne démodulation, la constante de temps du dipôle RC doit être très supérieure à la périodedu signal porteur et inférieure à la période du signal modulant.Sachant que C = 500 nF, choisir parmi les valeurs suivantes, en justifiant le choix, lavaleur deRqui vousparaît la mieux convenir pour remplir convenablement cette fonction :20; 200; 2,0 k; 20 k.3.3. Quel est le rôle de la partie n°3?Exercice n°6TRANSMISSION D'UN SIGNAL MODULÉ EN AMPLITUDECorrection2.Une des raisons de la modulation1.1.On a: c =.f donc=cavec c = 3,0l108m.s-1pour f = 20 Hz=83,0 10l=1,5l107mpour f = 20 kHz = 2,0l104Hz=83,0 10 l=1,5l104mL'intervalle de fréquence[20 Hz; 20 kHz]correspond à l'intervalle de longueurd'onde[1,5l104m; 1,5l107m]1.2."... on montre qu'un bon fonctionnement de l'ensemble impose à l'antenne d'être d'une taillecomparable à la longueur d'onde du signal émis"Il faudrait dans ce cas avoir des antennes de ...... plusieurs milliers de km !! Ce qui n'est pasenvisageable.C'est une des raisons pour lesquelles les stations de radio n'émettent pas directement un signalélectromagnétiquede même fréquence que le signal sonore.2.Étude de la modulation2.1.L'onde porteuse est un signal sinusoïdal de fréquencefPélevée. Le signal modulé a uneamplitude qui est une fonctionaffinedu signalmodulant.2.2.1.On a: s(t) = k.u1(t).u2(t).s(t) , u1(t) et u2(t) sont des tensions donckest homogène à l'inversed'une tension et s'exprime enV-1.2.2.2.Le texte indique que la surmodulation se produit lorsque l"amplitude Umdu signal modulantest supérieure à U0.Soit Um> U0,oumU> 1. Comme m =mU, alors il y a surmodulation si m > 1.D"autre part le texte indique que U0est une tension constante positive, doncmU> 0.Pour avoir une bonne modulation d'amplitude il faut que m soit dans l'intervalle:0 < m <1.
EMISSION ET RECEPTION D"UNEONDE MODULEE EN AMPLITUDECHOISIS PAR SABOUR
2.3.1.Réglages de l'oscilloscope :Balayage : 0,5ms /divSensibilité verticale : 0,5 V / divSm= 1,2l0,5 = 0,6 VSM= 3,4l0,5 = 1,7 Vm=M m S S m=1,7 0,6 1,1 =0,52.3.2.On a: 20Tp= 4,0l0,5l10-3Tp= 2,0l10-3/ 20 = 1,0l10-4sdonc fp= 1 / Tp= 1,0l104Hz =10 kHz.3. Réception du signal modulé et démodulation

3.1.1.La partie n°1 du montage a pour fonction de capter lesignal modulé haute fréquenceparl'intermédiaire del'antenne réceptrice. Lecircuit L0C0parallèleest uncircuit d'accord(circuit passe-bande très sélectif) qui permet de sélectionner une porteuse unique parmi toutes cellesque peutcapter l'antenne réceptrice.3.1.2.On a: f0=0 01 donc f²0=2 1 finalement:C0=2 2 1 avec f0= fp= 10 kHzC0=2 1 1  = 1,0l10-7F =0,10µF3.2."la constante de temps du dipôle RC doit être très supérieure à la période du signal porteur etinférieure à la période du signal modulant».On doit avoir:Tp<<= RC < TdoncpT<< R 20Tp
Figure 2
EMISSION ET RECEPTION D"UNEONDE MODULEE EN AMPLITUDECHOISIS PAR SABOUR
La valeur deRqui paraît la mieux convenir pour remplir convenablement cette fonction parmi lesvaleurs20; 200; 2,0 k; 20 k,est doncR = 2,0 k.3.3.La partie n°3a pour rôle de supprimer la tension de décalage.Il y a un problème sur le schéma du montage: C1et R1à intervertir pour récupérer la tensiondémodulée aux bornes de R1?

Question n° 1Parmi les oscillogrammes représentés, lequel correspond à celui d'une tensionmodulée en amplitude
a b cQuestion n° 2D'après l'oscillogramme d'une tension modulée en amplitude représenté : la fréquence du signal modulant est voisine de 4000Hz la fréquence de la porteuse est voisine de 4000Hz la fréquence du signal modulant est voisine de 200Hz
La fréquence du signal modulant est voisine de 100HzQuestion n° 3L'oscillogramme ci-dessous est celui d'une tension modulée en amplitude, dontl'expression mathématique est de la forme u=Acos(2fp.t)(1+mcos(2fmt) . A estune constante ayant la dimension d'une tension, m est le taux de modulation,coefficient sans dimension, fmet fpsont les fréquences du signal modulant et de laporteuse respectivement.D'après l'oscillogramme :
A=7V A=5V A=3V
A=0Question n° 4L'oscillogramme ci-dessous est celuid'une tension modulée en amplitude, dontl'expression mathématique est de la forme u=Acos(2fp.t)(1+mcos(2fmt) . A estune constante ayant la dimension d'une tension, m est le taux de modulation,coefficient sans dimension, fmet fpsont les fréquences du signal modulant et de laporteuse respectivement.D'après l'oscillogramme :
m=0,8 m=0,6 m=0,4
m=0,2Question n° 5u1et u2sont des tensions sinusoïdales alternatives de valeur moyenne nulle.u1est une tension de HAUTE FREQUENCE fp.u2est une tension de BASSE FREQUENCE fmLe composant représenté réalise l'opérationuS=k.uX.uY+ uZ, où k est une constante inférieure à 1.On peut obtenir une modulation d'amplitude correcte, sans surmodulation, à lasortie S, si : (cocher les affirmations exactes)
ux=uy=u1et uz=u2 ux=u1, uy=u2et uz=0 ux=u2, uy=uz=u1 ux=u1,uy=uz=u2Question n° 6uxet uysont deux tensions sinusoïdales.
uxest une tension de HAUTE FREQUENCE fpuyest une tension de BASSE FREQUENCE fm ( fp>>fm. )Lecomposant représenté effectue l'opérationuS=k.ux.uyoù k est un coefficient inférieur à 1.. Indiquer dans quelles situations on peut obtenir une tension uSmodulée enamplitude, sans surmodulation:

La valeur moyenne de uxet celle de uysont nulles.
La valeur moyenne de uxest non nulle et celle de uyest nulle
La valeur moyenne de uxest nulle et celle de uyne l'est pas.Question n° 7L'oscillogramme ci-dessous est obtenu en mode XY, lors d'une expérience demodulation d'amplitude d'unetension sinusoïdale de haute fréquence (porteuse) parune tension sinusoïdale de basse fréquence (tension modulante) donnant unetension modulée. Quelle est l'affirmation exacte ?

La grandeur en abscisse est la tension modulée en amplitude et la grandeur enordonnée la tension de haute fréquence (porteuse).

La grandeur en abscisse est la tension modulée en amplitude et la grandeur enordonnée la tension de basse fréquence (tension modulante).

La grandeur en abscisse est la tension de haute fréquence (porteuse) et lagrandeur en ordonnée la tension modulée en amplitude.

La grandeur en abscisse est la tension modulante de basse fréquence et lagrandeur en ordonnée la tension modulée en amplitude.Question n° 8On module l'amplitude d'une tension sinusoïdale de haute fréquence (porteuse) parun signal sinusoïdal de basse fréquence. En mode XY (tension de basse fréquenceen abscisse et résultat de la modulation en ordonnée) on obtient l'oscillogrammereprésenté. Quelles sont la ou les affirmations exactes ?

Le taux de modulation est voisin de 0,3
La valeur moyenne de l'amplitude de la tension modulée (résultat de lamodulation) est 1V. La valeur moyenne de l'amplitude de la tension modulée (résultat de lamodulation) est 2V.
Le taux de modulation est voisin de 0,5Question n° 9On a représenté le spectre du signal obtenu en modulant l'amplitude d'un signal defréquence fpélevée (porteuse) par un signal de fréquence fmbasse.Quelle est l'affirmation exacte ?
fp=10850Hz et fm=9450Hz fp=10150Hz et fm=1400Hz fp=10850Hz et fm=1400Hz fp=10150Hz et fm=700Hz
Question n° 10On souhaite détecter un signal radio dont la fréquence de la porteuse est égale à320kHz, en mesurant la tension aux bornes du condensateur dans un des dispositifsci-dessous. Quel est le dispositif approprié ?
a b c
dQuestion n° 11Une tension modulée en amplitude par un signal sinusoïdal est appliquée à l'entréed'un montage démodulateur détecteur de crêtes. On obtient l'ocillogrammereprésenté en visualisant simultanément les tensions d'entrée (en bleu) et de sortie(en rouge) du montage démodulateur .Une division horizontale correspond à 0,2ms.Parmi les valeurs proposées de la constante de temps RC du cicuit démodulateur,quelleest la plus plausible ?

0,4µs

4µs

40µs

4msQuestion n° 12Une tension modulée en amplitude par un signal sinusoïdal est appliquée à l'entréed'un montage démodulateur détecteur de crêtes. On obtient l'ocillogrammereprésenté en visualisant simultanément les tensions d'entrée (en bleu) et de sortie(en rouge) du montage démodulateur .La démodulation n'est pas correcte . La raison peut en être :
on a oublié la diode de détection dans le montage démodulateur la tension de seuil de la diode utilisée est trop élevée
la constante de temps du dipôle RC du montage démodulateur est du mêmeordre de grandeur ou plus petite que la période de la porteuse

la constante de temps du dipôle RC du montage démodulateur est du mêmeordre de grandeur ou plus petite que la période du signal modulant (période desvariations de l'amplitude).
quotesdbs_dbs21.pdfusesText_27

[PDF] [PDF] COURS ET EXERCICES MODULATION D - Chimie Physique

123duire des s3ns, c3mm5nique2

1ntroducti52

357ns63n m3453334n35704t0[0]Cnt4n]nt0]§][in0[]C§mati]Cn00]0]ùi0[0[[°]04r,0°]C]ù[°]§40l'amp]§it[°]ù40]ù][[°n0s637n3433

4ém34533720]§40]0i0Cn]]§ re0§u.

4ém34533343563n0Cer°4t alors ]ù][7x35234627 337 sign3433 m3453334n350]ù][ori0Cin40]ù[° si0Cn]]§0°]C]ù[°]§]]]4

4n un400[]Cn[0ti]Cn0affin40]ù4 la t4n]0i]Cn m]C]ù[°]§]nt4 uS(t)S(t)0+00°204t0b0sont0]ù4]00[0]Cn]0tant4]0

2°26

°(t)0= [uS(t)0+0]

°(t)0=0[[°S(t)0+0]°0].uC(t)

35345x de m34533343563n 104]0t0§]]v]]]§]t4[°§0]ùe ]§]0qua]§ité ]ùe la

°(t)0=0]°00. [

3°26

0]40[0]C]0(2]4p.(0[C0+00[S).t)0+0

0]40[0]C]0(2]4p.(0[C0- fS).t)

°(t)0= k.cos(2]4p]4f36.t) +0

0]40[0]C]0(2]4p.(f36 + fS).t)0+0

0. [0os(2]4p.(f36 - fS).t)

·Conclusion0

S(t)04t0]§]0Corteu]040[°C(t)

C0ù0000[C0-00[S0004t0000[C0+

S0 ]ù40part04t

S0]ù4

00>0(]°S)M]04]4

0<01230]]t]nt0]§4035345x 47 m34533343563n0

00<0(]°S)M]04]4

0>01s52m34533343563n]4

·]§a ]ù]]t4[0ti]Cn d'4nv4]§]CCC4

·]§][]]]§i°in]ti]Cn 0 ]ù4 0 ]§]

2°26

357ns63n m34533é7 2742essé7]4

ACrè]0

°(t)

S0>>0t0>>0TC

°(t)2]4

1[0]Cn[04§n]nt0]§a ]ù]][0har0C4

1[0]Cn[04§n]nt0]§a [0harg4

·24llustration21

TS0>>0t0>>0TC :

·Conclusion

3°26

357ns63n m34533é7 2742essé7]4

Courbe01

Courbe01

C2R2[°°(t)[°][(t)CR[°][][(t

R = 10 kC1= 10 nFL = 1,0 mHM

140145150155160165170175180185190

UAM/UAMmax

00,10,20,30,40,50,60,70,80,91

140145150155160165170175180185190

UAM/UAMmax

140145150155160165170175180185

UAM/UAMmax

UmaxUminUmax= 3,0l1 = 3,0 VUmin= 1,0l1 = 1,0 V

Ondes hertziennesAB(m)1,0.10-31,0.104

Figure4

Antenneréceptrice

Figure 6

Figure7

ANNEXE DE L"EXERCICE 4Question 2.2.

Question 3.2.

Antenneréceptrice

Figure8

Figure5

2.2.1.

3.2.UBMUAMUCM

2.1.1.Quel est son rôle?2.1.2.Comment procède-t-on pour "capter" une station radio?2.1.3.Vérifier que lorsque L = 62 mH, le circuit est accordé sur l"émetteur réalisé au 1.Données: C = 1,0 nF;62e25

Xu2( t )u1( t)multiplieurs(t) = ku1(t)u2( t )

2.3. L'élève visualise la tension s(t) à l'aide d'un oscilloscope, il obtient la courbe suivante :

Figure 2

La valeur moyenne de uxet celle de uysont nulles.

Le taux de modulation est voisin de 0,3

0,4µs

4µs

40µs