10. Ondes électromagnétiques et modulation d’amplitude
Transmettre un son par radio : onde porteuse, modulation d’amplitude et démodulation.
Ce chapitre est allégé ou absent dans certaines filières (notamment SVT et STE/STM). Vérifie avec ton professeur.
ΦRésumé du cours
Ondes électromagnétiques
Elles se propagent dans le vide à c ; les ondes radio ont des fréquences de quelques kHz à quelques GHz. Une antenne de taille comparable à λ est nécessaire : on ne peut pas émettre directement un son (λ trop grande).
Modulation d’amplitude
On fait varier l’amplitude d’une porteuse haute fréquence p(t) = Pm cos(2πFpt) au rythme du signal s(t) = Sm cos(2πfst), avec un multiplieur :
u(t) = k[s(t) + U₀] Pm cos(2πFpt) = A[1 + m cos(2πfst)] cos(2πFpt), taux de modulation m = Sm/U₀.
Bonne modulation : m < 1 (sinon surmodulation) et Fp ≫ fs. Le spectre contient Fp, Fp − fs et Fp + fs.
Démodulation
- Sélection par un circuit LC accordé : Fp = 1/(2π√(LC)).
- Détection d’enveloppe : diode + RC avec Tp ≪ RC < Ts.
- Élimination de la composante continue par un filtre (condensateur en série).
✎Exemples corrigés
Exemple 1
Umax = 6 V et Umin = 2 V sur l’oscillogramme d’une tension modulée. Calculer m.
Voir la correction
Exemple 2
Quelle capacité accorde un circuit avec L = 1 mH sur Fp = 500 kHz ?
Voir la correction
?Teste-toi
Clique sur la bonne réponse.
-
Bonne modulation si…
Réponse
b) m < 1 — Sinon l’enveloppe est déformée. -
Pour la détection d’enveloppe :
Réponse
b) Tp ≪ RC < Ts — Suivre l’enveloppe, pas la porteuse. -
Le spectre d’une tension modulée contient…
Réponse
b) Fp et Fp ± fs — Produit de deux sinusoïdes. -
On module car…
Réponse
b) λ d’un son est trop grande pour l’antenne — Antenne de taille ≈ λ.
بث صوت عبر الراديو: الموجة الحاملة، تضمين الوسع وإزالة التضمين.
هذا الفصل مخفف أو غير مقرر في بعض الشعب (خاصة علوم الحياة والأرض والعلوم والتكنولوجيات). تحقق مع أستاذك.
Φملخص الدرس
الموجات الكهرمغنطيسية
تنتشر في الفراغ بالسرعة c؛ ولموجات الراديو ترددات من بضع kHz إلى بضع GHz. يلزم هوائي أبعاده من رتبة λ: لا يمكن بث صوت مباشرة (λ كبيرة جدًا).
تضمين الوسع
نغير وسع موجة حاملة عالية التردد p(t) = Pm cos(2πFpt) حسب إيقاع الإشارة s(t) = Sm cos(2πfst)، بواسطة جهاز ضارب:
u(t) = k[s(t) + U₀] Pm cos(2πFpt) = A[1 + m cos(2πfst)] cos(2πFpt)، ونسبة التضمين m = Sm/U₀.
تضمين جيد: m < 1 (وإلا فرط التضمين) و Fp ≫ fs. يحتوي الطيف على Fp و Fp − fs و Fp + fs.
إزالة التضمين
- الانتقاء بدارة LC مضبوطة: Fp = 1/(2π√(LC)).
- كشف الغلاف: صمام ثنائي + RC مع Tp ≪ RC < Ts.
- إزالة المركبة المستمرة بمرشح (مكثف على التوالي).
✎أمثلة محلولة
مثال 1
على رسم التذبذب لتوتر مضمن، Umax = 6 V و Umin = 2 V. احسب m.
عرض الحل
مثال 2
ما السعة التي تضبط دارة بـ L = 1 mH على Fp = 500 kHz؟
عرض الحل
?اختبر نفسك
اضغط على الجواب الصحيح.
-
يكون التضمين جيدًا إذا كان…
الجواب
ب) m < 1 — وإلا يتشوه الغلاف. -
لكشف الغلاف:
الجواب
ب) Tp ≪ RC < Ts — تتبع الغلاف لا الحاملة. -
يحتوي طيف توتر مضمن على…
الجواب
ب) Fp و Fp ± fs — جداء دالتين جيبيتين. -
نقوم بالتضمين لأن…
الجواب
ب) λ الصوت كبيرة جدًا بالنسبة للهوائي — هوائي أبعاده ≈ λ.
Résumé rédigé par Nqraw selon le programme officiel marocain.