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Modulation analogique

Exercice 1

Le signal modulé xx a pour transformée de Fourier :

X(f)=M(f)∗12j[δ(f−fp)−δ(f+fp)]X(f) = M(f) * \frac{1}{2j} \left[ \delta(f-f_p) - \delta(f+f_p) \right]

Au niveau du démodulateur, le signal modulé ww a pour transformée de Fourier :

W(f)=W(f)∗12[δ(f−fp)+δ(f+fp)]=M(f)∗14j[δ(f−2fp)−δ(f)+δ(f)−δ(f+2fp)]=14j[M(f−2fp)−M(f+2fp)]\begin{align*} W(f) &= W(f) * \frac{1}{2} \left[ \delta(f-f_p) + \delta(f+f_p) \right] \\ &= M(f) * \frac{1}{4j} \left[ \delta(f-2f_p) - \delta(f) + \delta(f) - \delta(f+2f_p) \right] \\ &= \frac{1}{4j} \left[ M(f-2f_p) - M(f+2f_p) \right] \\ \end{align*}

Le filtre passe-bas étant de fréquence de coupure fc=fpf_c=f_p, les deux termes M(f−2fp)M(f-2f_p) et M(f+2fp)M(f+2f_p) sont atténués. Finalement, le signal en sortie du filtre est nul.

Exercice 2

Le signal modulé est x(t)=m(t)sin⁡(2πf−pt)x(t) = m(t) \sin(2\pi f-p t) et le signal modulé est y(t)=m(t)sin⁡(2πfqt)y(t) = m(t) \sin(2\pi f_q t). En conséquence, le spectre du signal modulé est :

Y(f)=M(f)∗1(2j)2[δ(f−fp−fq)−δ(f−fp+fq)−δ(f+fp−fq)+δ(f+fp+fq)]Y(f) = M(f) * \frac{1}{(2j)^2} \left[ \delta(f-f_p-f_q) - \delta(f-f_p+f_q) - \delta(f+f_p-f_q) + \delta(f+f_p+f_q) \right]

On remarque que lorsque fq≠fpf_q \neq f_p alors la démodulation ne fonctionne pas puisqu’on ne retrouve pas, dans les basses fréquences, le spectre original du signal mm.

Exercice 3

La technique de chiffrage du son consistait en deux étapes :

  • modulation d’amplitude du signal à la fréquence fmaxf_\text{max} ;

  • filtrage passe-bas avec une fréquence de coupure égale à fmaxf_\text{max}.

Exercice 4

  1. La présence d’un spectre représentant g(t)+d(t)g(t)+d(t) permet d’avoir facilement accès à l’enregistrement en mono, avec une fréquence maximale de 15 kHz. Le spectre de g(t)−d(t)g(t)-d(t) permet de fabriquer l’enregistrement stéréo. L’impulsion de Dirac en 19 kHz, qui correspond à la moité de 38 kHz, permet au récepteur de se caler sur cette fréquence de 38 kHz.

  2. On peut écrire le signal xx comme :

    x(t)=x1(t)+x2(t)+x3(t)x(t) = x_1(t) + x_2(t) + x_3(t)

    où

    x1(t)=g(t)+d(t)x2(t)=cos⁡(2πfp/2t)x3t()=(g(t)−d(t))cos⁡(2πfpt)\begin{align*} x_1(t) &= g(t)+d(t) \\ x_2(t) &= \cos(2\pi f_p/2 t) \\ x_3t() &= (g(t)-d(t)) \cos(2\pi f_p t) \end{align*}

    où fp=38f_p=38 kHz.

Modulation numérique

Exercice 5

Vérifiez avec cet outil de simulation.

Exercice 6

Exemple de modulation OOK.

Exemple de modulation OOK.

Exemple de modulation 4-ASK : les symboles sont alignés sur une droite passant par l’origine.

Exemple de modulation 4-ASK : les symboles sont alignés sur une droite passant par l’origine.

Exemple de modulation 2-PSK : les symboles sont situés sur un cercle centré sur l’origine.

Exemple de modulation 2-PSK : les symboles sont situés sur un cercle centré sur l’origine.

Exemple de modulation 8-QAM.

Exemple de modulation 8-QAM.

Exercice 7