Transport du signal sur onde radio

[invitec913303f]

Bonjour, voila une petites question que j'aimerai vous poser. Pour ce faire prenons un exemple pratique.

Supposons un émetteur FM de radio diffusion qui transporte un signal modulant dont le spectre va de 0Hz à 60KHz. Dans ce signal modulant on y transmet l'audio L+R de 0Hz à 16Khz on ajoute une porteuse 38KHz que l'on module en amplitude pour transporter le L-R et enfin le 57Khz pour les services RDS ou numériques.

- Lorsque le récepteur se trouve dans une zones bien couvertes, le récepteur parviens à restituer sans soucis l’intégralité du spectre du signal modulant, 0Hz à 60Khz

- Lorsque le récepteur se trouve dans une zones ou le signal radio deviens très faiblard, le récepteur démodule seulement un spectre d'environ 0Hz à 30Khz ce qui explique que la stéréo est perdu et bien souvent le service RDS passe aussi à la trappe.

Quel en est l'explication? Auriez vous quelque chose à me proposer?
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[f6bes]

Bsr à toi,
Probablment trés simple: il doit y avoir un sustéme "portier" qui ouvre une porte si le signal est CORRECT . Si signal d'un niveau trop faible le "portier" reste fermé et bien sur ...rien ne se passe ensuite ( stéréo et RDS)
La démod se fait à minima.
A+

[invitec913303f]

Bonjour à toi,

Ouhhla je ne comprend pas l'histoire du portier ! j'imagine que tu veux parler d'un truc à l'intérieur du récepteur?

A bientôt

[invitec913303f]

En fait, plus généralement, lorsque l'on transporte de l'information avec une onde radio, on préfère que la fréquence du signal modulant soit la plus basse possible affin de préserver la meilleurs robustesse possible. C'est d'ailleurs ce que l'on fais dans les modulation OFDM ou on préfère moduler chaque porteuse avec un signal de faire fréquence affin de préserver la meilleur robustesse.

Tout se passe donc comme si il s'agit véritablement d'une propriétés fondamentale. Mais la quel?

[A voir en vidéo sur Futura]

[f6bes]

Bonjour à toi,

Ouhhla je ne comprend pas l'histoire du portier ! j'imagine que tu veux parler d'un truc à l'intérieur du récepteur?

A bientôt

Bjr àtoi,
Ben oui !!
exemple:
La TV est maintenant numérique, mais du temps d'e l'analogique, il existait un "portier" couleur dans le récepteur. Si le niveau "porteuse" couleur était trop faible et au lieu d'avoir des couleurs délavées, le portier coupait la couleur et la TV passait en mode Noir et Blanc qui permettait de voir tout de meme des images correctes, mais sans la couleur.

A+

[Amanuensis]

Quel en est l'explication? Auriez vous quelque chose à me proposer?

Est-ce que cela (extrait du Wiki anglophone) serait le "principe fondamental" recherché ?

Random noise has a triangular spectral distribution in an FM system, with the effect that noise occurs predominantly at the highest frequencies within the baseband.

[invitec913303f]

Bonjour Amanuensis, je veux bien le lien du wiki car cela m’intéresse beaucoup.

Effectivement, il n'est pas impossible que ce soit en rapport. Cela dis, plus généralement, le phénomène à lieux aussi avec des modulations d'amplitudes.

[Amanuensis]

je veux bien le lien du wiki car cela m’intéresse beaucoup.

http://en.wikipedia.org/wiki/FM_broadcasting

Au passage, le texte confirme aussi bien le constat original que ce qu'avance F6bes :

In addition, for a given RF level at the receiver, the signal-to-noise ratio for the stereo signal will be worse than for the mono receiver. For this reason many FM stereo receivers include a stereo/mono switch to allow listening in mono when reception conditions are less than ideal, and most car radios are arranged to reduce the separation as the signal-to-noise ratio worsens, eventually going to mono while still indicating a stereo signal is being received.

Effectivement, il n'est pas impossible que ce soit en rapport. Cela dis, plus généralement, le phénomène à lieux aussi avec des modulations d'amplitudes.

Phénomène ? Quel phénomène ???

Dans le cas de la FM stéréo, il y a divers aspects qui jouent : non seulement le signal principal L+R et le signal L-R n'occupent pas la même partie du spectre du signal modulant, d'où un effet différent du bruit, mais l'un est double bande l'autre simple bande, et la démod du L-R demande le calage en fréquence, obtenu par le signal pilote. Le bruit (et le multi-chemin) n'est pas le seul point pouvant expliquer des performances différentes pour la réception des deux signaux.

[invitec913303f]

http://en.wikipedia.org/wiki/FM_broadcasting

Au passage, le texte confirme aussi bien le constat original que ce qu'avance F6bes :

In addition, for a given RF level at the receiver, the signal-to-noise ratio for the stereo signal will be worse than for the mono receiver. For this reason many FM stereo receivers include a stereo/mono switch to allow listening in mono when reception conditions are less than ideal, and most car radios are arranged to reduce the separation as the signal-to-noise ratio worsens, eventually going to mono while still indicating a stereo signal is being received.



Phénomène ? Quel phénomène ???

Dans le cas de la FM stéréo, il y a divers aspects qui jouent : non seulement le signal principal L+R et le signal L-R n'occupent pas la même partie du spectre du signal modulant, d'où un effet différent du bruit, mais l'un est double bande l'autre simple bande, et la démod du L-R demande le calage en fréquence, obtenu par le signal pilote. Le bruit (et le multi-chemin) n'est pas le seul point pouvant expliquer des performances différentes pour la réception des deux signaux.

Bonjour.

Bien sur, on est d'accord pour le cas du switch mais cela ne change rien a là question. Comment se fais t'il que le rapport signal/bruit augmente dans la partie haute du spectre du signal modulant?

PS:/ Il s'agit là d'un phénomène purement intrinsèque à la natures des ondes EM et non une limitation technologique.

[Amanuensis]

Bien sur, on est d'accord pour le cas du switch mais cela ne change rien a là question. Comment se fais t'il que le rapport signal/bruit augmente dans la partie haute du spectre du signal modulant?

C'est une particularité de la modulation en fréquence. La démodulation n'est pas linéaire, elle transforme un bruit blanc en un bruit aux caractéristiques spectrales très différentes.

[invitec913303f]

C'est une particularité de la modulation en fréquence. La démodulation n'est pas linéaire, elle transforme un bruit blanc en un bruit aux caractéristiques spectrales très différentes.

Bonjour, à toi, je ne sais pas ou tu à trouvé cela? une référence?

Il faut savoir que la modulation FM ou plus généralement les modulations de phase sont des modulation de type linéaire. (Je peut démontrer)

Il faut noter que ce phénomène parviens aussi dans les modulations d'amplitudes.

[Amanuensis]

Il faut savoir que la modulation FM ou plus généralement les modulations de phase sont des modulation de type linéaire. (Je peut démontrer)

Va pour la démo...

[invitec913303f]

Va pour la démo...

Mais par contre je ne sais pas utiliser le latex

[f6bes]

Bjr Floris,
Plus tu occupes de spectre (largeur de bande), plus tu diminues ton rapport S/B.
Si tu réduis, en "rejetant" ou "fermant" la porte à des signaux faibles, tu améliores ton rapport s/B .
Reste donc à savoir ce qu'occupe comme largeur un signal COMPLET stéréo et la largeur de bande d'un signal dont on aura "tronqué" le contenu (en mono).

A+

[Amanuensis]

Mais par contre je ne sais pas utiliser le latex

Pas grave, rien que l'idée permettant de montrer que x --> e^ix est linéaire serait intéressante

[invitec913303f]

d'Ailleurs, je ne vois pas en quoi, la modulation FM ou de phase ne serai pas une modulation linéaire !

[Amanuensis]

d'Ailleurs, je ne vois pas en quoi, la modulation FM ou de phase ne serai pas une modulation linéaire !

Parce que cosinus n'est pas une fonction linéaire.

[invitec913303f]

Oula, je vois pas le rapport direct ?

cosinus de quoi? de la porteuse?

[invitec913303f]

Oula, je vois pas le rapport direct ?

cosinus de quoi? de la porteuse?

[Amanuensis]

Plus simple en modulation de phase (mais le passage fréquence <-> phase est linéaire).

Si phi(t) est le signal modulant, la modulation de phase consiste à prendre

cos(ft + phi(t))

Si on développe, on trouve

cos(phit(t))cos(ft) + sin(phi(t))sin(ft)

ce qui fait apparaître le cosinus du signal modulant, c'est à dire une fonction non linéaire du signal modulant.

[invitec913303f]

Ah, mais alors là on ne parlais pas de la même chose. Effectivement vu sous cet angle on est d'accord, mais ceci est vrai pour tout type de modulation angulaire.

Moi je parlais de linéarités dans le sens ou à la démodulation, je suis en mesure de restituer dans déformation, le signal modulant.

Pour en revenir à la question initiale, il me semble que la diminution du rapport s/b vers les hautes fréquences du signal modulant à un rapport avec le théorème de Shannon. Mais je n'en sais pas plus pour le moment. Des propositions?

[Amanuensis]

Ah, mais alors là on ne parlais pas de la même chose.

Il y a un vocabulaire technique à respecter. Si vous utilisez "linéaire" avec une signification autre que celle appliquée dans le domaine, faut l'indiquer explicitement.

Moi je parlais de linéarités dans le sens ou à la démodulation, je suis en mesure de restituer dans déformation, le signal modulant.

Cela reste à montrer, mais ce n'est pas le point qui permet de dire quoi que ce soit sur l'effet d'un bruit blanc additif.

Si la modulation était linéaire, le bruit sur le signal démodulé serait blanc ; comme elle n'est pas linéaire le spectre du bruit est modifié, ici en "bruit bleu".

Pour en revenir à la question initiale, il me semble que la diminution du rapport s/b vers les hautes fréquences du signal modulant à un rapport avec le théorème de Shannon.

Non, c'est juste (au minimum) un effet de la non linéarité. C'est la n-ième (et dernière) fois que je l'écris. Manifestement, la réponse ne vous plaît pas, vous en voulez une qui confirme vos "théories".

Bye.

[invitec913303f]

Bonjour,

Ce n'est pas que la réponse ne me plait pas. Je précise que cette modification du spectre du signal modulant à lieux seulement et uniquement lorsque le signal est faible. D'autre part, cela n'a pas lieux uniquement en FM, mais aussi en AM.

On prend d'ailleurs en compte cet effet dans les modulations de type OFDM en prenant soin de moduler en phase chaque petites porteuse à une vitesse généralement de 1Khz affin d'avoir la meilleurs robustesse.

Si la modulation était linéaire, le bruit sur le signal démodulé serait blanc ; comme elle n'est pas linéaire le spectre du bruit est modifié, ici en "bruit bleu".

Si je peut me permettre. En l’absence de tout signal, on obtiens bien un bruit blanc (dans les limites du récepteur). La puissance du bruit est aussi forte dans la partie basse du spectre que dans la partie haute.

C'est lorsque le signal de l'émetteur deviens faible que là, on se retrouve avec effectivement un bruit bleu. Qui plus est, la courbe de ce bruit bleu varie en fonction du niveau de réception. Ce n'est donc pas toujours le même spectre de buit bleu que l'on observe, mais sa courbe est fonction du niveau de réception.


PS: je n'ai pas de théorie à confirmer ou non, seulement des questions relatif à des éléments précis. Excusez moi si je parait insistant, je crois que ce forum est fais pour ça.

Merci à vous

[Amanuensis]

Si je peut me permettre. En l’absence de tout signal, on obtiens bien un bruit blanc (dans les limites du récepteur). La puissance du bruit est aussi forte dans la partie basse du spectre que dans la partie haute.

Normal, il y a une approximation linéaire de sin(x) et cos(x) qui est une bonne approximation pour les valeurs infinitésimales (resp. 1 et x). C'en n'est pas moins une approximation approximative...

Qui plus est, la courbe de ce bruit bleu varie en fonction du niveau de réception.

Normal aussi si le bruit additif est de puissance constante, c'est bien ce qu'on attend en cas de non linéarité. Non linéaire veut dire que l'effet (signal modulé) n'est pas proportionnel à la cause (signal modulant), en particulier varie avec le niveau.

[invitec913303f]

Bonjour,

Normal aussi si le bruit additif est de puissance constante, c'est bien ce qu'on attend en cas de non linéarité. Non linéaire veut dire que l'effet (signal modulé) n'est pas proportionnel à la cause (signal modulant), en particulier varie avec le niveau.

Avec le niveau de réception?

Au fait, je viens de trouver une explication intéressante.

Les excursions de phases produites par le signal modulant sont inversement proportionnelles à la fréquence du signal modulant. Parce que la phase est l'intégrale de la fréquence et ainsi le bruit en sortie du détecteur est donc plus fort dans la partie haute du spectre du signal modulant.

Vous en pensez quoi?

[Amanuensis]

Avec le niveau de réception?

Ben oui... Si on reçoit S+B, avec B bruit blanc de puissance constante, baisser la puissance de S changera le spectre du bruit sur le signal démodulé quand la démodulation n'est pas linéaire.

[invitec913303f]

Les excursions de phases produites par le signal modulant sont inversement proportionnelles à la fréquence du signal modulant. Parce que la phase est l'intégrale de la fréquence et ainsi le bruit en sortie du détecteur est donc plus fort dans la partie haute du spectre du signal modulant.

Es ce que ceci est lié à ce que tu disait au sujet de la non linéarités de la fonction?

Merci

[Amanuensis]

Es ce que ceci est lié à ce que tu disait au sujet de la non linéarités de la fonction?

Merci

Je ne sais pas. Déjà, je ne suis pas bien sûr de comprendre la phrase sur les excursions de phase. J'imagine qu'il s'agit du cas où le signal modulant est une sinusoïde ?

[invitec913303f]

Bonjour,

Alors lorsque je parle des excursion de phases, il s'agit de la phase de l'onde ou de la fréquence porteuse.

En fait, lorsque je module en fréquence la porteuse, j'agis nécessairement sur la phase.

En effet, les excursion de phases de la porteuse, produites par le signal modulant BF, sont beaucoup plus petites à mesure que la fréquence du signal BF est élevé n'est ce pas?

De ce fait, on peut se douter que le rapport signal bruit sera plus faible à mesure que la fréquence du signal BF sera élevé non?

[invitec913303f]

Non linéaire veut dire que l'effet (signal modulé) n'est pas proportionnel à la cause (signal modulant), en particulier varie avec le niveau.

Humm, une explication ?

La phase du signal porteur est pourtant bien modulé de façon proportionnel au signal modulant.