Chapitre 4. Transmissions numériques 4.1. Modulations numériques Compétences : • dé.inir les modulations ASK, PSK, FSK • tracer les diagrammes de constellation Les systèmes de transmission véhiculent de l'information entre une source et un destinataire. De nombreux supports sont utilisés en transmission de données : les supports avec guide physique (câbles, Bibres, ...) et les supports sans guide physique (ondes radio, ondes lumineuses). Lorsque l'on utilise comme support de transmission les ondes (radio, lumineuses, etc.), on doit utiliser pour la réception des antennes dont les dimensions dépendent de la longueur d'onde du signal λ. Ces dimensions doivent être de l'ordre de λ/2. Activité 1 : L'utilité de la modulation numérique 1- Calculer la dimension d'une antenne qui doit capter : a- un signal H.F. , de fréquence f=100 MHz b- un signal B.F. (son, musique, parole) f=1000 Hz Aide : • la vitesse des ondes électromagnétiques c= 3,0 . 10 8 m.s -1 • la relation entre la fréquence d'une onde et sa longueur d'onde : c= λ x f 2- Lequel des deux signaux peut être transmis sans aucune modiBication ? Aide : l'antenne doit avoir une dimension réaliste 1
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Chapitre 4. Transmissions numériques4.1. Modulations numériques
Compétences:• dé.inirlesmodulationsASK,PSK,FSK• tracerlesdiagrammesdeconstellation
Lessystèmesdetransmissionvéhiculentdel'informationentreunesourceetundestinataire.Denombreuxsupportssontutilisésentransmissiondedonnées:lessupportsavecguidephysique(câbles,Bibres,...)etlessupportssansguidephysique(ondesradio,ondeslumineuses).
Lorsquel'onutilisecommesupportdetransmissionlesondes(radio,lumineuses,etc.),ondoitutiliserpourlaréceptiondesantennesdontlesdimensionsdépendentdelalongueurd'ondedusignalλ.Cesdimensionsdoiventêtredel'ordredeλ/2.
Activité 1 : L'utilité de la modulation numérique1-Calculerladimensiond'uneantennequidoitcapter:a-unsignalH.F.,defréquencef=100MHzb-unsignalB.F.(son,musique,parole)f=1000HzAide:
• lavitessedesondesélectromagnétiquesc=3,0.108m.s-1
• larelationentrelafréquenced'uneondeetsalongueurd'onde:c=λxf2-LequeldesdeuxsignauxpeutêtretransmissansaucunemodiBication?
Aide:l'antennedoitavoirunedimensionréaliste
1
LamodulationnumériquemodiBieunouplusieursparamètresdel'ondeporteuse.
Typedemodulationnumérique ParamètremodiBié
ModulationASK(AmplitudeShiftKeying) Amplitudedusignal
ModulationFSK(FréquencyShiftKeying) Fréquencedusignal
ModulationPSK(PhaseShifsKeying) Phasedusignal
ModulationQAM(QuadratureAmplitudeModulation)
Amplitudeetphasedusignal
Activité 2 : Modulation ASK
1-Trouverlemessagebinaireassociéausignal
2-DéterminerledébitbinaireDetlafréquencedelaporteusefpsi1carreau=0,1ms
Activité 3 : Modulation FSK
1-Trouverlemessagebinaireassociéausignal
2
2-Si1carreau=0,2ms,déterminerledébitbinaireetlesfréquencesf1etf0delaporteusecorrespondantesaubit0etaubit1.
3-Onalesrelationssuivantes:• fréquenceutiliséepourle«0»:
f0=fP–Δf
• fréquenceutiliséepourle«1»f1=fP+Δf
• fréquencedelaporteuse: f p=f 0+ f 12
• l'excursionenfréquence: Δ f=|f 0−f 1|2
• indicedemodulation: m=|f 0−f 1|R
=2Δ fR
;Renbaudousymbole/s
Endéduirelafréquencedelaporteusefplorsqu’ellen’estpasmodulée,l’excursionenfréquenceΔfetlavaleurdel’indicedemodulationm.
Activité 4 : Modulation PSKLamodulationdephaseassocieàuncodebinaireunevaleurdelaphasedelaporteuse.Lavitessepeutêtrefacilementaugmentéeenutilisantuncodebinairesur2,3bitsouplussansaugmentationdelafréquencedelaporteuse.
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PourlesignalmoduléPSKci-dessous:
1-Trouverlemessagebinaireassociéausignal
2-DéterminerledébitbinaireDetlafréquencedelaporteusefpsi1carreau=0,5ms
Activité 5 : Constellations
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