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Brouillages, protections des équipements électroniques

La directive européenne 2014/30/UE donne une définition de la Compatibilité Électromagnétique (CEM) : « aptitude d’équipements à fonctionner dans leur environnement électromagnétique de façon satisfaisante sans produire eux-mêmes de perturbations électromagnétiques intolérables pour d’autres équipements dans cet environnement. (…) Une perturbation électromagnétique peut être un bruit électromagnétique, un signal non désiré ou une modification du milieu de propagation lui-même. »

En radio, la CEM est donc la faculté d’un émetteur de ne pas perturber son environnement, en particulier un récepteur, ou la faculté d’un récepteur de ne pas être perturbé par un émetteur ou son environnement. Un matériel électrique ou électromécanique ou électronique (et a fortiori radioélectrique) a un certain niveau d’immunité. Lorsque les perturbations dépassent ce niveau, son seuil de susceptibilité est atteint.

Il faut alors prendre des mesures de durcissement pour atteindre un meilleur niveau d’immunité. On parle d’émission lorsqu’il s’agit du générateur de perturbations électromagnétiques et de susceptibilité lorsqu’il s’agit de matériel perturbé. Les installations radioamateurs sont souvent confrontées à ces problèmes vis à vis de leur voisinage. Une perturbation (émission ou susceptibilité) est conduite lorsqu’elle est véhiculée par l’intermédiaire des conducteurs (fils, câbles, pistes de circuits imprimés, …). Une perturbation est rayonnée lorsqu’elle se propage dans l’espace environnant par un champ électromagnétique.

Le filtrage de l’alimentation secteur doit être particulièrement soigné afin de ne pas perturber les autres appareils susceptibles d’être brouillés. Mais le secteur n’est pas la seule cause de brouillage. Les blindages, en particulier ceux des étages de puissances, devront être efficaces. Le métal va jouer un rôle de réflecteur pour le champ électromagnétique de haute fréquence qui restera confiné dans les boîtiers métalliques.

Des filtres passe-bas seront utilisés pour bloquer les harmoniques indésirables d’un émetteur et si, par exemple, des problèmes apparaissent lors de l’utilisation des VHF, un filtre passe-haut sera inséré dans la ligne coaxiale des téléviseurs pour prévenir les risques de perturbations. Un filtre passe-bande relié à la masse et dont la fréquence de résonance sera centrée sur la bande d’émission peut aussi être inséré dans la ligne de réception. A puissance égale, la FM provoque des perturbations moindres.

Dans les montages réalisés par les radioamateurs,

 

les découplages seront particulièrement soignés car ils préviennent la « remontée » de la H.F. (Haute Fréquence) par la ligne d’alimentation.

 

Le passage des lignes de transmission aux aériens est souvent une source de brouillage quand ces lignes longent d’autres câbles (secteur, téléphone, TV, …). Le défaut de masse de l’émetteur est quelquefois à l’origine des problèmes de brouillages.

Le brouillage peut provenir soit de l’alimentation secteur, soit : du circuit d’entrée dans le cas de récepteurs radioélectriques (T.V., Chaîne HI FI, …), soit des circuits internes de l’appareil (étage de détection par exemple) par couplage ou rayonnement direct. A ce dernier stade, la susceptibilité sera d’autant plus difficile à être durcie.

 

Un produit d’intermodulation est créé par un mélange de fréquences au niveau d’un étage (ou d’un composant) non linéaire

 

Aussi bien à la sortie d’un émetteur qu’à l’entrée d’un récepteur. Les mélanges correspondent à la somme et la différence des fréquences fondamentales et de leurs harmoniques. Soient A et B, deux fréquences présentes à l’entrée d’un étage défaillant ; en sortie, les fréquences [A + B] et [A – B] seront présentes mais aussi les harmoniques ([2 x A] et [2 x B]) et des mélanges complexes comme [(2 x B) – A] et [(2 x A) – B], appelés « produits du troisième ordre », d’autant plus difficile à éliminer que A et B seront des fréquences voisines.

Lorsqu’un signal de fréquence voisine à celle du signal que l’on veut recevoir est un signal puissant de forte amplitude, celui-ci va provoquer une surcharge de l’étage d’entrée du récepteur qui va alors manquer de linéarité (le signal à la sortie n’est plus proportionnel au signal d’entrée). Ce signal puissant, non désiré, va alors interférer avec le signal que l’on veut recevoir et moduler ce dernier. En conséquence, sera entendue non seulement la modulation du signal désiré mais également la nouvelle modulation : c’est l’effet de transmodulation.

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