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La bande latérale unique, (BLU)

A RETENIR

 

Modulation BLU : la BLU est une forme de modulation d’amplitude.

 

Quand un signal AM est représenté en fonction de la fréquence, la porteuse ne transmet aucun signal BF et les signaux BF se situent au dessus et au dessous de la fréquence de la porteuse : les fréquences BF et porteuse sont mélangées, donnant la résultante porteuse + BF et porteuse – BF. La BF est donc présente deux fois dans les deux bandes latérales. Pour réduire le spectre d’occupation et les puissances mises en jeu, seule la bande latérale inférieure ou supérieure est conservée. Attention : les deux bandes latérales ne sont pas les enveloppes BF situées en haut et en bas de la représentation de l’AM en fonction du temps.

 

 

La tension du signal AM en fonction du temps, S(t), s’écrit (avec K = taux de modulation, P = tension crête de la porteuse sans modulation (= B / 2), F = fréquence de la porteuse et f = fréquence de la BF modulante) :

 

 

Si le taux de modulation, K, est égal à 100% (dans le meilleur des cas), la tension de la porteuse est le double de celle des deux bandes latérales (voir schéma ci-dessus). En termes de puissance, la porteuse contient les deux tiers de la puissance émise et les deux bandes latérales contiennent le reste. Sur 150 W émis et avec K = 100%, la porteuse contient 100 W et chaque bande latérale contient 25 W. La puissance des bandes latérales est donc au mieux 6 dB en dessous de la puissance de la porteuse (4 fois moindre).

Pour générer de la BLU, un mélangeur équilibré est utilisé. Il génère de la double bande latérale (DBL = BLI + BLS) puis la bande latérale désirée est filtrée grâce à un filtre à quartz. Lorsqu’il n’y a pas de signal B.F., le transformateur de sortie est équilibré. Il n’y a donc pas de H.F. Par contre, en présence d’un signal B.F., l’ensemble est déséquilibré et la H.F. (DBL) passe. La modulation d’amplitude avec bandes latérales indépendantes (code B, modulation difficile à mettre au point et peu utilisée par les radioamateurs) n’est pas de la DBL car les deux bandes latérales transmettent chacune un signal différent.

 

 

Dans le mélangeur équilibré à diodes, le sens des diodes est différent de celui du pont redresseur : les diodes sont les unes derrière les autres (en anneau). Le mélangeur à diodes est monté dans un boîtier à quatre broches (2 entrées, 1 sortie et une masse) intégrant non seulement les 4 diodes mais aussi les transformateurs.

Qu’il soit équilibré ou non, le mélangeur à MOS-FET est souvent remplacé par le mélangeur à diodes car ce dernier multiplie parfaitement les tensions présentes sur ses entrées si bien qu’en sortie, il n’y a que F1 + F2 et F1 – F2. Les diodes utilisées sont du type Schottky (commutation rapide). Ce circuit est affecté de trois défauts :

  • son facteur de bruit introduit une perte d’environ 10 dB qu’il faudra compenser par de l’amplification ;

  • il faut lui fournir sur une des entrées un signal puissant (l’oscillateur local par exemple) ;

  • ce mélangeur demande d’être chargé par les impédances définies par le constructeur (le plus souvent 50 Ω, ce qui n’est pas toujours simple à réaliser quand la bande à couvrir est très large.

Lorsqu’il est monté en mélangeur équilibré, les transformateurs d’entrée et de sortie du mélangeur à diodes en anneau équilibrent la sortie en l’absence de BF, comme dans le montage à MOS-FET.

Filtre à quartz

Il est composé de condensateurs à quartz montés en série et taillés pour une fréquence proche du signal à filtrer. Ce type de filtre possède des pentes très raides car un signal adjacent à 200 Hz (écart entre la BLI et la BLS) doit pouvoir être ramené à – 60 dB par rapport au signal utile.

Générateur deux tons

Il permet de vérifier la linéarité de l’émetteur : deux signaux BF sinusoïdaux, de même niveau et non harmoniques (par exemple : 900 et 1700 Hz) sont appliqués à l’entrée microphonique de l’émetteur. Un analyseur de spectre, branché à la sortie de l’émetteur, ne devra faire apparaître aucune distorsion de fréquences (les deux signaux auront le même niveau) ni aucun autre signal parasite, signe du manque de linéarité d’un étage.

Souvent, l’étage fautif est le mélangeur équilibré qui présente des distorsions quadratiques ou cubiques. A défaut d’analyseur de spectre, le signal émis pourra être vérifié par un logiciel d’analyse spectral de son en branchant la sortie BF d’un récepteur sur la carte son d’un ordinateur.

La modulation par déphasage des signaux HF et BF

Peu répandue. Les déphaseurs utilisés sont difficiles à régler. La démonstration mathématique de cette technique dépasse largement le programme de l’examen.

Démoduler la CW et la BLU

Le système qui permet de démoduler la CW et la BLU se nomme un BFO (Oscillateur de Battement de Fréquence en Français). Le BFO est un oscillateur fixe qui génère une fréquence proche de la fréquence à démoduler. Il rétablit la porteuse supprimée à l’émission pour générer de l’AM ou pour générer une note audible en CW. Le mélangeur du BFO est suivi d’une détection AM.

Le spectre BF est représenté ici par un triangle qui permet de différencier le bas et le haut du spectre BF. Cette représentation ne signifie pas que la tension ou la puissance du signal BF est plus faible vers 0 Hz.

 

 

En CW, l’écart entre la fréquence issue de la FI et celle du BFO donne en les mélangeant une fréquence audible (800 Hz environ). En BLU, la fréquence du BFO correspond à la fréquence théorique de la porteuse supprimée à l’émission. Si la porteuse n’est pas rétablie sur la bonne fréquence, la voix de votre correspondant sera sensiblement modifiée mais restera compréhensible.

En BLU comme en CW, la fréquence affichée par le transceiver est la fréquence de la porteuse. Dans nos exemples : 7,030 MHz en CW et 7,200 MHz, fréquence de la porteuse supprimée en BLI. Ce qui signifie qu’en BLU, il n’y a aucune émission sur la fréquence affichée par l’émetteur (puisque la porteuse est supprimée) alors qu’en CW, l’émission se fait sur la fréquence affichée.

Dans un récepteur à conversion directe, la fréquence de l’oscillateur local est proche de la fréquence à recevoir. Il y a le filtre de bande (étage RF) suivi d’un mélangeur où on trouve en sortie un signal issu des bandes latérales, qui est le signal modulant lui-même. Le démodulateur et les étages FI ont disparu ainsi que les problèmes liés à la Fréquence Intermédiaire (notamment la fréquence image).

Ce récepteur simple à mettre en œuvre nécessite un amplificateur AF à grand gain et ne démodule que des signaux modulés en amplitude (AM, BLU ou CW). Pour les modulations angulaires (FM, PM), le signal AF sera traité numériquement (démodulateur I-Q et traitement du signal en bande de base via la carte son d’un ordinateur) avant d’être appliqué au haut-parleur.

 

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