La reception

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DEBUT
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LA RECEPTION


Le recepteur a pour role de prendre le signal utile dans tout ce qui arrive de
l'antenne et, apres amplification, d'extraire de ce signal haute frequence
l'information utile pour la rendre audible.



1. Les differents types de recepteurs

La detection directe : les signaux arrivant de l'antenne passent directement
dans une detection, puis la basse frequence extraite est amplifiee.
Avantages : recepteur ultra simple ! C'est le premier des recepteurs qui a
existe. Le detecteur etait un morceau de sulfure de plomb (galene).
Inconvenients : aucune selectivite (tous les signaux arrivant dans ce systeme
sont detectes). Tres mauvaise sensibilite (le signal utile doit avoir une
forte puissance pour que la tension induite a l'entree du systeme depasse la
tension de seuil du detecteur, par exemple 0,3 V pour une diode au germanium).

L'amplification directe : les signaux arrivant de l'antenne arrivent sur un
systeme entierement accorde sur la frequence a recevoir, avant d'etre detecte,
puis la basse frequence est amplifiee a son tour.
Avantages : bonne selectivite. Bonne sensibilite.
Inconvenients : recepteur fait pour une seule frequence. A la limite, pour une
petite bande de frequence. Sinon le systeme de commutation de frequence vient
vite compliquer le systeme.

Le recepteur a super-reaction : un oscillateur, travaillant sur la frequence a
detecter, recoit les signaux du systeme de reception. Avec un dosage fin de la
reaction (re-injection du signal de sortie a l'entree de l'oscillateur), nous
arrivons a extraire le signal basse-frequence du signal a recevoir.
Avantage : recepteur peu cher. Facile a construire et a reproduire.
Inconvenients : tres peu sensible. Pas de selectivite. Risque de perturbation
des recepteurs voisins si la reaction est mal dosee.

Le recepteur super heterodyne : c'est le recepteur classique. Il est beaucoup
plus facile, en haute frequence, de construire un amplificateur accorde sur
une seule frequence. Nous nous arrangeons, donc, pour avoir une partie haute
frequence qui va recevoir une bande de frequence. Nous rajouterons un
oscillateur qui sera variable en frequence, et nous melangerons ces deux
frequences. Mais prenons plutot un exemple. Soit a recevoir la gamme des
Grandes Ondes (150 kHz - 250 kHz). Si nous decidons que notre amplificateur
accorde le sera sur la frequence de 455 kHz, notre oscillateur devra varier de
150+455 = 605 kHz a 250 + 455 = 705 kHz. De ce fait, quand notre oscillateur
sera accorde sur 617 kHz, le melange de cette frequence et du 162 kHz de
l'emetteur de France Inter nous donnera du 455 kHz.
L'amplificateur accorde sur une seule frequence est appele amplificateur a
frequence intermediaire (aussi : F.I.).
L'oscillateur pourra avoir une frequence superieur a la frequence a recevoir
(melange supradyne), mais aussi inferieur (melange infradyne).




2. De l'antenne au haut-parleur: les differents etages d'un recepteur super
heterodyne.

Le filtre de bande.
Il va faire une preselection parmi tous les signaux captes par le systeme de
reception. En particulier, pour notre recepteur simple, si notre OL
(oscillateur local) va de 605 a 705 kHz, le melange avec les frequences de
1060 a 1160 kHz va nous donner aussi du 455 kHz. Or, ces frequences sont dans
la gamme petites ondes. Donc, notre filtre de bande doit etre assez performant
pour eliminer ces frequences, mais laisser les frequences voulues (les grandes
ondes) passer.

Le melangeur
Assure le melange de frequence entre la frequence d'entree et l'oscillateur
local.

L'oscillateur local
Fourni la frequence a melanger. Devra etre suffisamment stable. A la base, un
oscillateur est un amplificateur, dont nous reprendrons une partie du signal
de sortie pour le re-injecter a l'entree. Comme une amplificateur basse
frequence dont on approche le micro pres du haut-parleur, cela fait un effet
Larsen (une reaction).

La frequence intermediaire
Amplifie le signal a frequence intermediaire.

La detection
Extrait l'information utile de la porteuse.
Le systeme de Controle Automatique de Gain (CAG ou AGC en anglais).
C'est un systeme qui regule l'amplification de l'etage FI. En effet, comme le
signal detecte est fonction de l'amplitude de sortie de cet etage, si cette
amplitude varie, le signal utile resultant va varier, egalement.
Donc, a la sortie du detecteur, nous allons extraire le niveau moyen de ce
signal HF, que nous transformerons en tension continue. Cette tension continue
sera donc fonction de l'amplitude du signal de sortie de l'etage FI. Et nous
nous arrangeons pour que beaucoup de tension continue diminue l'amplification
FI, et, au contraire, que peu de tension augmente l'amplification.

L'amplificateur basse-frequence
Amplifie l'information.
Le haut-parleur (ecouteurs...).
Convertit les signaux electriques en ondes sonores que nos oreilles pourront
entendre.



Ameliorations possibles.
Ce recepteur n'est fait que pour recevoir de la modulation d'amplitude. La
premiere des ameliorations sera de lui adjoindre un systeme de commutation sur
le filtre de bande et sur l'oscillateur local. Ceci lui permettra de recevoir
plusieurs gammes d'onde.
La deuxieme amelioration pourrait consister a l'adjonction d'un oscillateur de
battement afin de pouvoir detecter le morse et, dans de mauvaises conditions,
la BLU.
La troisieme, afin de recevoir la BLU dans de meilleures conditions, serait de
lui adjoindre un detecteur de produit (modulateur BLU a l'envers).
La suivante serait de lui adjoindre un systeme de filtre a largeur variable
afin d'ameliorer sa selectivite et de diminuer le bruit, donc d'augmenter sa
sensibilite. En effet, si la largeur de bande est diminuee, le bruit resultant
de la partie enlevee sera retire. Donc le rapport signal + bruit / bruit sera
ameliore. Mais cette reduction de bande passante ne peut descendre en dessous
de la largeur de bande a recevoir. Sinon, nous reduirions les informations
transmises, donc la comprehension du signal deviendrait plus difficile...
Puis, afin d'ameliorer l'elimination des frequences images (voir le filtre de
bande, plus haut) nous pourrions lui adjoindre une deuxieme F.I. Cela
donnerait un recepteur a double changement de frequence.
Ensuite nous pourrions lui adjoindre un systeme de detection pour la
modulation de frequence.
Et encore, nous pourrions lui ajouter un systeme qui mesure la valeur relative
du signal a l'entree. Nous disposons, a l'interieur de notre recepteur, d'une
tension qui est fonction du signal d'entree : c'est la tension de CAG. Il
suffira de mettre un voltmetre sur cette ligne, et de le graduer avec un
generateur etalon.
Pour information S9 correspondent a un signal de 50 æV a l'entree du
recepteur. Chaque point en dessous verra sa tension diminuee de moitie (soit 6
dB). Donc S8 = 25 æV, S7 = 12,5 æV, ... Chaque point superieur sera gradue
avec une echelle de 10 dB. (S9 + 10 dB). Ceci est valable uniquement pour les
recepteurs de la gamme 0~30 MHz. Pour les VHF (et au dessus), S9
correspondront a 5 æV.
Enfin, la derniere amelioration pourrait consister a l'amelioration de
l'oscillateur local, en le pilotant avec un quartz et un systeme de boucle a
verrouillage de phase (en anglais : Phase Locked Loop ou PLL).

Principe du fonctionnement du PLL :
Un oscillateur a quartz (donc de tres haute stabilite) est suivi d'un
diviseur. A la sortie de ce diviseur, nous avons une frequence qui va
representer le pas minimum de variation.
Puis, nous aurons la sortie de notre oscillateur local qui sera envoyee, elle
aussi, a un systeme de diviseurs dont nous pouvons faire varier le pas de
division. Si nous nous arrangeons pour que les frequences a la sortie des deux
diviseurs soient identiques, nous pourrons les comparer. C'est le role de
l'etage suivant : le comparateur de phase. La sortie de ce comparateur vient
corriger l'oscillateur local, lui donnant, par ce biais, la stabilite de
l'oscillateur a quartz.
Pour changer de frequence, rien de plus simple... Il suffit de changer le
rapport de division du diviseur variable. A ce moment, la sortie du
comparateur de phase va changer, forcant l'oscillateur local a venir sur la
nouvelle frequence.

Limitation d'un tel systeme.
Si ce systeme fonctionne parfaitement avec des pas superieurs au kiloHertz,
pour les pas inferieurs, nous aurons la possibilite d'un verrouillage sur une
frequence non voulue. A 100 Hz (et, a plus forte raison 10 Hz !), le risque de
voir l'oscillateur local se verrouiller sur 9 999,9 MHz au lieu de 10 000,0
MHz n'est pas negligeable. Et, messieurs les amateurs de BLU ne diront pas le
contraire, un signal BLU, a 100 Hz pres, est difficilement comprehensible...
Une variation a ce systeme, qui conserve l'avantage du PLL (c'est-a-dire la
stabilite du quartz), mais qui n'en a pas l'inconvenient (un pas faible) est
le systeme DDS (Direct Digital Synthetiser ou synthetiseur digital direct). Ce
systeme fait intervenir une memoire, dans laquelle sont stockes un certain
nombre d'echantillons d'une sinuso‹de. Elle est suivie d'un convertisseur
digital/analogique. Et une base de temps, referencee sur un oscillateur a
quartz, vient cadencer, plus ou moins rapidement, l'envoi des echantillons au
convertisseur. Et a la sortie de ce convertisseur, nous aurons notre frequence
qui pourra servir au melangeur. C'est le systeme qui est employe sur tous les
TX modernes.

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FIN
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PS du rediffuseur : Ce bulletin n'est, certes, pas tres detaille mais ne
manque pas pour autant d'interet. Je dispose des details mais je manque de
temps pour le moment. Le "copier/coller" est beaucoup plus rapide...