Demodulation FM: Quel rapport signal/bruit faut-il?

[Yvan_Delaserge]

Bonjour,

Soit un signal radio transmis en VHF, sur 137 MHz. La porteuse 137 MHz est modulee en FM par une tonalite de 2400 Hz, (elle-meme modulee en AM, mais peu importe)
Il s'agit de decoder le signal FM 137 MHz. Sa largeur de bande est de 40 KHz.
Ceci afin d'en extraire la tonalite 2400 Hz.

Quel est le rapport signal/bruit minimal necessaire theoriquement pour obtenir un signal demodule (la tonalite 2400 Hz) exempt de bruit? Y a-t-il une formule qui donne cette valeur theorique?

Intuitivement, je me dis que pour decoder un signal FM bande etroite, par exemple de 10 KHz de large, le rapport signal/bruit necessaire sera plus faible que pour un signal de par exemple 100 KHz de large, mais qu'en est-il reellement?
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[Gwinver]

Bonsoir.

Un signal démodulé n'est jamais exempt de bruit.
Le critère est plutôt que le rapport signal sur bruit du signal démodulé soit suffisant pour l'usage envisagé.
Ici, le signal démodulé est lui même modulé en AM. L'application utilisant cette modulation a elle-même besoin d'un certain niveau de rapport signal sur bruit.

[calculair]

Il est impossible de démoduler sans le bruit . Le signal démodulé sera entaché d'un bruit

S/B = exclusion FM / puissance de bruit cette formule doit rester vrai tant que Puissance reçue et 10 supérieure au bruit dans la bande de réception.

Pour un calcul plus précis il faudra revenir à la decompostiondu signal en série de Fourier ...

[Yvan_Delaserge]

Merci pour ces éléments de réponse.
Je ne m'attendais pas à ce que toute démodulation soit forcément entachée de bruit. Pour de l'AM ou de la BLU, OK, mais je pensais que la démodulation FM était un cas particulier, car avant de démoduler le signal, on l'amplifie jusqu'à saturation. On démodule donc un signal "carré".
Je me disais qu'en FM, on pouvait considérer qu'il existait un seuil de puissance du signal reçu au-dessus duquel le bruit disparaissait, puisque l'on travaille sur un signal carré. Ce que les anglo-saxons appellent le "full quieting".

Voici encore quelques détails pratiques sur la question que je posais au départ.
Il s'agit de la réception des images transmises par les satellites météo défilants de la NOAA.
Sur l'image, on voit que les régions au-dessus desquelles passe le satellite, bénéficient d'un rapport signal/bruit tel que l'image reçue est totalement exempte de bruit lorsque le satellite est suffisamment haut dans le ciel.
En revanche, lorsque le satellite se situe juste au-dessus de l'horizon, le niveau du signal reçu baisse et du bruit apparaît sur l'image. On le voit au-dessus de la Scandinavie sur la photo ci-dessus.



Ce qui m'interpelle, c'est que selon le logiciel que j'utilise pour la réception du satellite (voir la copie d'écran sur la partie inférieure de l'image), le plancher de bruit est à -125 dBm et l'image est exempte de bruit à condition que le signal reçu du satellite soit au moins à -90 dBm, donc il faut un rapport signal/bruit supérieur à 35 dB, ce qui me paraît beaucoup. Je m'attendais plutôt à 20 dB.
Je me demandais si la largeur de bande nécessaire (40 KHz) y était pour quelque chose.

Les niveaux -125 dBm et - 90 dBm ont été vérifiés sur mon récepteur au moyen d'un générateur étalonné HP 8640A.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gwinver]

Bonsoir.

On démodule donc un signal "carré".
Je me disais qu'en FM, on pouvait considérer qu'il existait un seuil de puissance du signal reçu au-dessus duquel le bruit disparaissait, puisque l'on travaille sur un signal carré

Le bruit, en l'occurrence fera passer la transition un peu plus tôt ou un peu plus tard.

Pur apprécier les 35 dB de signal sur bruit, il faut connaître le débit binaire et appliquer le théorème de Shannon qui donne le débit maximal possible pour une bande passante donnée en fonction du rapport signal sur bruit.

https://forums.futura-sciences.com/e...e-shannon.html

[Yvan_Delaserge]

Il est impossible de démoduler sans le bruit . Le signal démodulé sera entaché d'un bruit

S/B = exclusion FM / puissance de bruit cette formule doit rester vrai tant que Puissance reçue et 10 supérieure au bruit dans la bande de réception.

Pour un calcul plus précis il faudra revenir à la decompostiondu signal en série de Fourier ...

Dans le cas present, l'excursion FM serait donc 40 KHz?
La puissance de bruit serait de - 125 dBm?
Et la puissance recue varie entre -125 dBm lorsque le satellite est bas sur l'horizon et -70 dBm lorsqu'il se trouve directement au-dessus du recepteur. Mais comme on le voit sur le spectrogramme represente sur l'image, la puissance n'est pas repartie de maniere homogene sur la totalite des 40 KHz de bande pasante.

Qu'en conclure?

[Yvan_Delaserge]

Bonsoir.




Pur apprécier les 35 dB de signal sur bruit, il faut connaître le débit binaire et appliquer le théorème de Shannon qui donne le débit maximal possible pour une bande passante donnée en fonction du rapport signal sur bruit.

https://forums.futura-sciences.com/e...e-shannon.html

Pour estimer le debit binaire de ce signal analogique, on pourrait se baser sur le fait que l'image est transmise ligne lar ligne, a la maniere d'un fax. Chaque ligne de l'image comporte un millier de pixels et est transmise en une seconde.
Donc un debit plutot bas.
On pourrait alors se demander pourquoi le standard APT (Automatic Picture Transmission) en vigueur sur les satellites NOAA utilise une bande passante aussi large (40 KHz) pour un debit de seulement 1000 pixels/ seconde.

A mon avis, ce standard, qui date des annees 60, cherchait a minimiser les consequences de l'effet Doppler. Lors d'un passage du satellite, la frequence 137 MHz est affectee, mais pas la sous-porteuse 2400 Hz. Mais le prix a payer est une bande passante tres large.