Les signaux bruts qu’on veut émettre sont souvent faibles et peuvent grandement s’atténuer sur de longues distances. En modulant notre signal, on va pouvoir porter l’information sur une onde beaucoup plus puissante 💪🏽.
Bien que les sources d’émission se mettent plus ou moins d’accord pour utiliser des fréquences différentes, la modulation permet d’éviter les interférences en évitant que les signaux se mélangent.
La modulation
Imaginons qu’on ait un signal à transporter, du son par exemple. On l’appellera signal modulant. Ce type de signal a une fréquence basse et est très faible.
Pour le transporter, il nous faut un autre signal qu’on apellera onde porteuse qui sera une onde avec une fréquence élevée et donc puissante. C’est elle qui transportera notre signal faible.
Avec nos deux signaux réunis, on va venir les superposer (c’est des maths derrière), et on obtient notre signal modulé. Il existe plusieurs manières de faire tout ça, et en guise d’exemple, on va voir le type de modulation le plus simple à appréhender, la modulation d’amplitude.
L’amplitude
L’amplitude d’un signal représente sa hauteur maximale par rapport à sa position au repos. C’est en quelque sorte la puissance du signal radio.
Cette valeur est importante pour déterminer la qualité du signal modulé. Plus l’amplitude du signal modulé est élevée, meilleure en théorie sera la qualité de la réception, car cela permet de mieux différencier le signal utile du bruit ambiant.
En modulation d’amplitude noté AM, on va venir faire varier l’amplitude de l’onde porteuse en fonction de l’amplitude du signal modulant.
Pour mieux comprendre, on va utiliser un très célèbre logiciel nommé GNURadio. Ce n’est pas très grave de ne pas savoir comme il fonctionne. Mais dans l’idée, ça permet de manipuler des signaux radio en utilisant des blocs qu’on vient relier entre eux.
Donc là, on place 2 blocs Signal Source qui permettent de générer un signal, un pour notre Signal Modulant qui a une fréquence de 20Hz et un autre qui sera notre onde porteuse avec une fréquence de 1000Hz donc bien plus élevée que le signal modulant.
Le bloc Throttle, on s’en fiche pour ce cours mais sachez qu’il est là pour éviter de faire crash le PC en réduisant la cadence à laquelle le CPU voudrait éxecuter le programme. Un seul placé quelque part suffit, c’est pour ça que y en a juste un. Bref, revenons à ce qui nous intéresse.
Le bloc QT GUI TIME SINK va nous permettre de visualiser nos deux signaux dans le temps.
Voilà ce qu’on obtient lorsque l’on lance notre programme :
On voit nos 2 jolies sinusoides, la rouge qui est notre porteuse et la bleu notre signal modulant.
Modulation d’amplitude
À présent, superposant nos deux signaux en les multipliant. (Les fameuses maths qui se cachent derrière).
Donc ici, on a juste rajouté le bloc Multiply et on renvoie le signal modulé dans notre QT GUI Time Sink. J’ai aussi laissé les 2 autres signaux reliés au QT GUI Time Sink pour qu’on puisse mieux comprendre. Et pareil, le bloc Throttle, vous pouvez l’ignorer.
Lançons le programme et laissons apparraître uniquement le signal modulé pour voir à quoi il ressemble.
On peut voir cette forme caractéristique d’un signal modulé en amplitude.
Et maintenant, affichons nos 3 signaux (modulant, porteuse et modulé)
On comprend déjà mieux, lorsque que l’amplitude de notre signal modulant diminue, ça diminue en conséquence l’amplitude de la porteuse.
C’est tout pour ce cours simplifié sur la modulation d’amplitude. Il existe bien d’autres types de modulation (FM, PM, …) qu’on choisit en fonction de ce que l’on veut transmettre, de notre bande passante, du bruit environnant, etc, … mais on garde ça pour une prochaine fois :)