Démodulation AM synchrone

[quentin08]

Bonjour,

Pour la démodulation synchrone de l'AM, une fois dans la fréquence intermédiaire, il faut recréer un signal de même fréquence et de même phase que la station écoutée. On voit beaucoup de schémas synoptique qui utilisent la PLL pour faire ça.
La question que je me pose, c'est pourquoi utiliser la PLL pour recréer un signal en phase alors qu'il suffit de le saturer pour arriver presque au même résultat ? (la saturation va le rendre carré)
On aurait alors :



A gauche : l'AM plus sa version saturée
A droite : le mélange où tout est positif car on multiplie des signaux qui ont tout le temps le même signe, plus la démodulation

Si on utilise la PLL, c'est qu'il y a une raison, mais pourquoi ?
- L'utilisation de son VCO en sinus pour le mélangeur ?
- Le mélangeur se comporte mal face aux signaux carrés ?
- Le carré va apporter des harmoniques/produits indésirables ? (perceptibles à l'oreille ?)

Merci
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[PA5CAL]

Bonsoir

La démodulation synchrone permet de récupérer un signal de faible amplitude noyé dans le bruit.

Ce n'est donc pas en observant un signal propre et net que tu verras l'intérêt de la chose.

La PLL a pour rôle de se recaler sur l'image FI de la porteuse AM du signal reçu, même quand un bruit important s'y ajoute. Une fois le verrouillage effectué, le filtre qui précède le VCO de la PLL élimine le bruit, dont la phase est par nature aléatoire, et produit une tension qui n'est pratiquement plus influencée que par le signal à démoduler.

[gcortex]

çà sert surtout pour l'AM sans porteuse (multiplication 4 cadrans).
Si çà t'intéresse, tu peux faire un émetteur et récepteur avec des MC1496.
Voir boucle de Costas.

[quentin08]

Bonjour,

La boucle de Costas je suis déjà tombé dessus, mais pour le moment, j'ai pas compris grand chose.

La démodulation synchrone permet de récupérer un signal de faible amplitude noyé dans le bruit.
Ce n'est donc pas en observant un signal propre et net que tu verras l'intérêt de la chose.
La PLL a pour rôle de se recaler sur l'image FI de la porteuse AM du signal reçu, même quand un bruit important s'y ajoute. Une fois le verrouillage effectué, le filtre qui précède le VCO de la PLL élimine le bruit, dont la phase est par nature aléatoire, et produit une tension qui n'est pratiquement plus influencée que par le signal à démoduler.

Donc, si j'ai bien compris, la PLL doit être entièrement analogique : VCO sinus + mélangeur comme le MC1496 ou AD633 ?

Merci

[A voir en vidéo sur Futura]

[zebular]

Bonjour,

La boucle de Costas je suis déjà tombé dessus, mais pour le moment, j'ai pas compris grand chose.



Donc, si j'ai bien compris, la PLL doit être entièrement analogique : VCO sinus + mélangeur comme le MC1496 ou AD633 ?

Merci

dans la boucle du vco il peut y avoir(souvent)un comparateur de phase qui fonctionne plutot en toutourien pas trés analogique.
mais vu de l'exterieur du vco c 'est analogique.en entré/sortie

[PA5CAL]

Ce que je suggérais, c'est que dans le cas général, une simple saturation ne suffit pas à créer le signal en phase attendu. En effet, la présence de bruit induirait une variation aléatoire de la phase, voire la production d'un signal non périodique. La PLL est donc là pour produire une fréquence quasiment fixe correspondant à celle du signal à démoduler, en particulier lorsque du fait des perturbations, l'observation immédiate de ce dernier ne permet de déterminer précisément sa fréquence.

Un VCO à sortie sinusoïdale est une option, pas une obligation. Tout dépend de ce qu'on souhaite faire.

[quentin08]

Bonjour,

Auriez-vous un exemple de montage faisant une démodulation synchrone sans circuits tout faits ? Que je puisse voir comment ça se passe, surtout au niveau de la PLL.
Ça fait des jours que je cherche sans rien trouver.

Merci

[PA5CAL]

Je ne suis pas sûr qu'on puisse mieux voir avec un schéma à base de composants discrets...

Voici un exemple :

[PA5CAL]

(Contrairement à ce qui est écrit, le transistor NPN qui réalise la PLL est un KT315B, et non pas un KT3015B).

[quentin08]

Bonjour,

Je n'étais jamais tombé sur ce type de montage, je ne comprends pas bien comment il fonctionne.
Quand je disais sans circuits tout faits, l'utilisation de portes logiques et AOP ne me dérange pas

En effet, la présence de bruit induirait une variation aléatoire de la phase, voire la production d'un signal non périodique. La PLL est donc là pour produire une fréquence quasiment fixe correspondant à celle du signal à démoduler, en particulier lorsque du fait des perturbations, l'observation immédiate de ce dernier ne permet de déterminer précisément sa fréquence.

Mais pour pouvoir se caler sur la fréquence moyenne qui représente la porteuse, il faut que le signal utile soit un minimum discernable, non ?
On a dit plus haut qu'on ne pouvait pas saturer la RF pour récupérer la porteuse en phase, au risque de récupérer n'importe quoi s'il y a trop de bruit.
Donc, dans une synoptique de détecteur synchrone, qu'es ce qu'il y a vraiment derrière le bloc de la PLL ?

Dans la boucle du vco il peut y avoir(souvent)un comparateur de phase qui fonctionne plutot en toutourien pas trés analogique.

Mais ce qui arrive dans la FI est analogique, comment utiliser un comparateur de phase "tout ou rien" ?
C'est pour ça que je pensais au mélangeur analogique comme comparateur de phase.

Merci

[PA5CAL]

Mais pour pouvoir se caler sur la fréquence moyenne qui représente la porteuse, il faut que le signal utile soit un minimum discernable, non ?

Il faut que la fréquence du signal soit discernable dans le spectre environnant, pas nécessairement de façon précise dans la forme d'onde.

Même si l'onde de fréquence F attendue est fortement déformée par le bruit, il est possible de reconstituer le signal périodique en faisant la moyenne d'un grand nombre d'intervalles successifs de période 1/F, le bruit étant atténué par cette opération. Cette moyenne est réalisée par le filtre passe-bas de la PLL lorsque le VCO est verrouillé sur la fréquence du signal.

On a dit plus haut qu'on ne pouvait pas saturer la RF pour récupérer la porteuse en phase, au risque de récupérer n'importe quoi s'il y a trop de bruit.
Donc, dans une synoptique de détecteur synchrone, qu'es ce qu'il y a vraiment derrière le bloc de la PLL ?

Je vais répondre par une quasi-lapalissade : la boucle à verrouillage de phase comprend un comparateur de phase, un filtre passe-bas et un oscillateur commandé en tension. Mais dans le cas où le niveau de bruit risque d'être important, l'entrée « signal » du comparateur de phase doit être analogique (sans saturation), ce qui impose un comparateur à multiplicateur.

[zebular]

Bonjour,





Mais ce qui arrive dans la FI est analogique, comment utiliser un comparateur de phase "tout ou rien" ?
C'est pour ça que je pensais au mélangeur analogique comme comparateur de phase.

Merci

Le comparateur de phase (en chip integré)produit des impulsions positive ou negatives selon l'avance ou le retard des signaux à comparer ensuite,filtrées par le passe-bas,la tension résultante pilote le VCO

[quentin08]

Bonjour,

Le comparateur de phase (en chip integré)produit des impulsions positive ou negatives selon l'avance ou le retard des signaux à comparer ensuite,filtrées par le passe-bas,la tension résultante pilote le VCO

Oui, il y a le 4046 pour faire ça, mais ses entrées sont numériques, je ne sais pas si on peut trouver des CI pouvant faire ça avec des entrées analogiques.

L'entrée « signal » du comparateur de phase doit être analogique (sans saturation), ce qui impose un comparateur à multiplicateur.

J'ai quelques ne602, il faudrait que j'essaye avec.

J'ai trouvé un document intéressant :
https://swling.com/blog/wp-content/u...ectionarrl.pdf

En page 12 :
On est déjà sur la FI à 455 KHz, à quoi sert le passe bande attaquant le mélangeur ?
J'ai une idée, mais j'aimerais savoir si je me trompe :
La PLL va reconstituer la porteuse mais va apporter un déphasage d'environ 90 degrés.
Je pense que le filtre est là pour produire le même déphasage que la PLL pour que le mélangeur reçoive les signaux en phase.
J'ai raison ?



On voit aussi que filtre de la PLL coupe assez bas pour éliminer le bruit, pour que l'entrée du VCO soit le plus propre possible.

Merci

[Vincent PETIT]

Salut,
Vu de ma fenêtre :

Le filtre passe bande est là pour limiter le produit d'intermodulation, il va limiter le spectre à décaler vers le bas (vers une fréquence audible). La sortie du Mixer sera F_audio = IF - F_VCO et grâce au filtre passe bande on a que IF et ce qui s'en approche, et pas IF et pleins d'harmoniques ou autres bruits/perturbations devant et derrière.

L'éventuel déphase causé par le passe bande sera corrigé (rephasé) par la PLL de sorte a ce que tout ce qui rentre dans le mixer soit en phase.

[zebular]

Le passe bande c'est tout l interet de la FI,il filtre trés étroitement le 455khz pour ameliorer le S/B.
Me semble qu il n'y a pas de dephasage pour la fréquence centrale,si?

[quentin08]

Bonjour,

Le passe bande c'est tout l interet de la FI,il filtre trés étroitement le 455khz pour ameliorer le S/B.
Me semble qu il n'y a pas de dephasage pour la fréquence centrale,si?

C'est vrai qu'on est déjà sur la FI en bande étroite, donc inutile de filtrer plus.
Oui, le simple circuit LC parallèle ne déphase pas à la résonance.
Un passe bas apporte un déphasage mais avec une atténuation plus ou moins importante. Au voisinage de 90 degrés, ça devient impossible à utiliser car l'atténuation devient très forte, à moins d'en mettre plusieurs en série et déphaser de 2 fois 45 ou 3 fois 30 degrés.
Avec Elsie, j'ai essayé différents filtres et voilà le résultat : atténuation + phase.



Celui-ci est un passe bande de type Butterworth d'ordre 5 avec une bande passante très large. Si on décale plus ou moins la fréquence centrale, on peut arriver à n'importe quel déphasage sans trop d'atténuation pour compenser celui produit par la PLL. J'ai dit 90 degrés plus haut, mais dans le cas d'une PLL entièrement analogique, je ne sais pas si c'est réellement 90 lorsque son VCO est sur la fréquence centrale.
Cette idée d'utiliser le passe bande en déphaseur n'est qu'une supposition, et je ne sais pas si c'est ce qui est fait dans le document que j'ai donné plus haut.