Récepteur avec fréquence intermédiaire (FI)

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A RETENIR PAR CŒUR

Le principe de la fréquence intermédiaire est de mélanger la fréquence à recevoir avec une fréquence variable générée par un oscillateur local.

 

Sans conversion, un récepteur est difficile à accorder sur une bande, surtout si les étages RF sont nombreux. Dans ce genre de récepteur, seul le premier étage R.F. du récepteur sans conversion subsiste et il devient un filtre de bande. La fréquence à recevoir est mélangée avec la fréquence de l’oscillateur local. La fréquence de ce dernier est calculée de telle manière que la fréquence à recevoir soit « transférée » sur une fréquence fixe, la FI, plus facile à filtrer.

A la sortie du mélangeur se présentent deux fréquences, dont une est la FI, l’autre étant éliminée par filtrage. Le rôle de l’étage FI est d’améliorer la sélectivité (filtres dont les flancs seront les plus raides possible, voir calcul du taux de sélectivité  : cette notion est mieux adaptée aux étages RF et FI qu’aux simples filtres LC) et la sensibilité (réception du signal HF le plus faible) du récepteur. Le démodulateur et les étages suivants sont identiques au récepteur sans conversion

Les fréquences de l’oscillateur local (FO), de la fréquence à recevoir (HF) et de l’étage de fréquence intermédiaire (FI) sont calculées de telle manière que l’on a :

FI = HF – FO (mélange infradyne, FI<HF) ou FI = FO + HF (mélange supradyne, FI>HF)
ou FI = FO – HF (le mélange est infradyne si 2 x FI < FO, sinon il est supradyne)

Si la fréquence intermédiaire (FI) est inférieure à la fréquence à recevoir (HF), le récepteur est appelé infradyne dans le cas contraire, le récepteur est supradyne.

 

Dans un récepteur supradyne, lorsque l’on veut augmenter la fréquence HF à recevoir sans changer la FI, il faut baisser la fréquence de l’oscillateur local FO alors qu’il faudra l’augmenter dans un récepteur infradyne. Lorsque le mélange de fréquences conduit à sélectionner leur différence, le spectre du signal HF à recevoir est inversé dans l’étage FI.

Le récepteur à conversion directe (qui ne fonctionne qu’en AM ou modulations apparentées) sera étudié plus loin: il ne peut être classé dans les superhétérodynes même s’il possède un oscillateur local et un mélangeur.

 

 

 

L’antenne reçoit le signal HF que l’on souhaite recevoir mais aussi tous les autres. Le filtre de bande, avant le mélangeur, effectue un premier tri puis l’étage FI, grâce à sa sélectivité, extrait le signal désiré. Dans notre schéma ci-dessus, à droite du signal à recevoir, apparaît un signal adjacent qui pourra dégrader la réception une fois notre signal démodulé. Pour supprimer ce signal parasite, il faudrait un filtre FI avec une bande passante plus étroite.

Les récepteurs modernes ont plusieurs fréquences intermédiaires permettant de filtrer plus efficacement. Dans ce cas, l’oscillateur local utilisé pour la seconde fréquence intermédiaire est fixe (de préférence piloté par quartz).

Les récepteurs modernes sont dotés d’un étage DSP (Digital Signal Process) traitement numérique du signal) situé avant l’amplificateur AF ou, de préférence, avant le démodulateur. Le traitement numérique fait appel aux convertisseurs analogiques numériques (CAN) et aux transformées de Fourier (FFT).

Le signal, une fois numérisé, est traité par des algorithmes (filtres digitaux) faisant appel aux matrices. Le nombre de bits de codage du signal détermine la dynamique du circuit (en dB, rapport entre le signal le plus puissant avant saturation et le signal le plus faible, 6 dB par bit de codage). Une fois le traitement numérique effectué, le signal filtré est reconverti en analogique (CNA) puis envoyé à l’étage AF s’il s’agit d’un signal audio BF.

Un récepteur SDR (Software Defined Radio) combine la conversion directe avec un traitement numérique du signal grâce à un mélangeur à double sortie (I et Q, phase et quadrature) dont le traitement numérique est beaucoup plus rapide que les FFT et qui monte beaucoup plus facilement en fréquence car le nombre d’échantillons requis pour convertir le signal est limité (mais il faut deux séries déphasés de 90 °).

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