JON B. HAGEN National Astronomy and lonosphere Center, Cornell University
COMPRENDRE ET UTILISER
L’ÉLECTRONIQUE DES 1
HAUTES-FRIQUENCES
DE LA GALENE À LA RADIOASTRONOMIE
PRINCIPES ET APPLICATIONS
TRADUCTION : BRUNO SAVORNIN FlERZ
PUBLITRONIC / ELEKTOR
Sommaire
1 Introduction 4 Circuits hautes fréquences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Faible largeur de bande des signaux HF . . . . . . . . .
Impédance et admittance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3
Analyse des circuits alternatifs . rappel . . . . . . . . . . 3
Résonance série . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Résonance parallèle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Circuits non linéaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Problèmes 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2 Adaptation d’impédance 1 Adaptation par transformateur . . . . . . . . . . . . . . . . 8
RéseauenL., . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
un réseau en L . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Méthode rapide pour concevoir
Les réseaux en il et en T améliorent le facteur Q . . 12
Le réseau en double L abaisse le facteur Q 13
13
Éléments réactifs à pertes et rendement des réseaux d’adaptation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Résumé sur le facteur Q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
. . . . . . 6 Circuits série et parallèle équivalents . . . . . . . . . . .
3 Amplificateurslinéaires Amplificateur à une seule maille . . . . . . . . . . . . . . 16
Montage émetteur-suiveur . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Amplificateurs à émetteur commun
et à base commune . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Un transistor. deux alimentations . . . . . . . . . . . . . 18
Deux transistors. deux alimentations . . . . . . . . . . . 19
Amplificateurs de courant alternatif . . . . . . . . . . . 21 Amplificateurs basses fréquences . . . . . . . . . . . 2 1 Amplificateurs hautes fréquences . . . . . . . . . . . 23 Note sur l’adaptation d’un amplificateur
de puissance à sa charge . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Filtres 1
Exemple de filtre passe-bas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Évolution vers le filtre passe-bande . . . . . . . . . . . . 32 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Filtres passe-bas normalisés . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Annexe4.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Convertisseurs de fréquence Emploi d’un multiplicateur parfait
comme changeur de fréquence . . . . . . . . . . . . . 41
Changeurs de fréquence à commutation . . . . . . . . . 43
Dispositif changeur de fréquence non linéaire . . . . 45
Mélangeur à diode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Récepteur radio Caractéristiques essentielles . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Amplification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Poste à galène . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Récepteur à amplification directe . . . . . . . . . . . . . . 49
Récepteur superhétérodyne . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Réjection de la fréquence-image . . . . . . . . . . . . 51
de la fréquence-image ? . . . . . . . . . . . . . . . . 51
à double changement de fréquence . . . . . . . . 52
Comment résoudre le problème
Récepteur superhétérodyne
Commande automatique de gain . . . . . . . . . . . . . . 53
Réducteur de bruit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Traitement numérique du signal dans un récepteur ....................... 53 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
7 Amplificateurs en classe C et en classe D Amplificateurs en classe C . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Analyse simplifiée du fonctionnement
Analyse générale d’un fonctionnement en classe C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
en classe C avec un tube ou un transistor réel Remarques sur l’attaque . . . . . . . . . . . . . . . . . . Circuits alimentés en série et en parallèle . . . . .
comme multiplicateur de tension . . . . . . . . . Amplificateur de puissance en classe C . . . . . .
pour un meilleur rendement . . . . . . . . . . . . .
Utilisation d’un amplificateur en classe C
Amplificateur en classe C modifié
Redresseur triphasé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
55
56
58 58 58
60 60
60
Amplificateur en classe D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1 Amplificateur en classe D résonnant en série . . 61 Amplificateur en classe D résonnant
enparallèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Classe C ou classe D ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
8 Lignes de transmission Notions fondamentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
et de la vitesse de propagation . . . . . . . . . . . . . . 66
par une ligne de transmission . . . . . . . . . . . . . . 67 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Détermination de l’impédance caractéristique
Modification d’une impédance
9 Adaptation d’impédance 2 Impédances spécifiées par leur coefficient
deréflexion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
10 Alimentations Redresseur à deux alternances . . . . . . . . . . . . . . . 79
Autorégulation d’une alimentation à bobine entête . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Ondulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Redresseur à une alternance . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1
Alimentation régulée électroniquement . . . . . . . . . 82
11 Modulation d’amplitude Analyse de l’AM dans le domaine temporel . . . . . . 86
Analyse de l’AM dans le domaine fréquenciel . . . . 87
Modulation à haut niveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 Modulateur en classe A . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 Modulateur en classe B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 Modulateur en classe S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 Modulateur numérique/analogique . . . . . . . . . . 92
Ce qui se fait actuellement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
12 Modulation à porteuse supp+& Bande latérale unique ...................... 96
Détecteur-produit ....................... 96 Autres avantages de la BLU . . . . . . . . . . . . . . . 97
Création d’un signal BLU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Méthode de mise en phase . . . . . . . . . . . . . . . . 98 Méthode de filtrage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Méthode de Weaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 BLU avec amplificateurs en classe C
ou en classe D ....................... 100 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Problèmes ............................ 100
13 Oscillateurs Oscillateurs à relaxation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Oscillateurs électroniques sinusoïdaux . . . . . . . . . 103
Oscillateur involontaire .................... 106
Oscillateur résonnant en série . . . . . . . . . . . . . . . 107
Oscillateurs à résistance négative . . . . . . . . . . . . . 108
Dynamique de l’oscillateur . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Stabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Exemple de conception - l’oscillateur Colpitts . . . 1 10
Exemple numérique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
14 Boucles à phase asservie Mode continu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 Mode discontinu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
de la fréquence 1 14 Autres convertisseurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 Réglage de la phase par la commande
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Analogie mécanique d’une PLL 1 15 Convertisseur à liaison par transformateur . . . . . . 138
Dynamique de la boucle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 17
Filtre de boucle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 18
Analyse linéaire d’une PLL 1 18
Circuit de sortie de lignes dans les terminaux à tube à rayons cathodiques
Bibliographie 142
et dans les récepteurs de télévision . . . . . . . . . 139 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Réponse en fréquence d’une boucle Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 detype1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 Réponse en fréquence d’une boucle
detypeII 119 Réponse en régime transitoire 120
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Wattmètres directifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . et ondes stationnaires
Wattmètre directif en ligne 144 Utilisation d’un multiplicateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . en détecteur de phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Plage de fonctionnement et stabilité . . . . . . . . . . Temps de verrouillage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
121
122 Pont d’impédance résistif . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Ondes stationnaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Effets des ondes stationnaires sur la ligne de transmission d’une antenne 147 Problèmes 148
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Récepteur à PLL 123 Bibliographie 123 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15 Synthétiseurs de fréquences 18 Amplificateurs HF de petits signaux
Réseau linéaire à deux accès (quadripôle) . . . . . . 149 Synthèse directe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
Caractéristiques d’un amplificateur - gain. Synthèse directe par mélange et division . . . . 126 largeur de bande et impédances . . . . . . . . . . . . 150
. . . . . . . . 150 Synthèse directe numérique . . . . . . . . . . . . . . . . 127 Caractéristiques de surcharge . . . . . . . . . . . . . . . . 151
Spectre de bruit du DDS 128 Intermodulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 . . . . . . . . . . . . . . . . Vitesse de commutation et continuité de phase . . 130 Dynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 Bruit de phase dû aux multiplicateurs Amplificateurs à bande étroite . . . . . . . . . . . . . . . 153
Amplificateurs à large bande . . . . . . . . . . . . . . . . 153
Schéma équivalent d’un transistor . . . . . . . . . . . . 154
Conception d’un amplificateur . . . . . . . . . . . . . . 155
et aux diviseurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Amplificateurs BF simples . . . . . . . . . . . . . . . 155 16 Convertisseurs à découpage Amplificateur à base commune . . . . . . . . . . . . 156
Analyse d’un convertisseur élémentaire . . . . . . . 133 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 Convertisseur buck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
Mode continu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Filtres 2 . Filtres à couplage Mode discontinu 134
Convertisseur buck/boost . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 par Mode continu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 Inverseurs d’imDédance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 Mode discontinu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
Convertisseur boost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 Exemple d’application . filtre passe-bande ayant
une largeur de bande fractionnaire de 1 % . . . . . 162
Conséquences liées au fait que le facteur Q estfini . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
Procédures d’ accord. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
Autres filtres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I66
20 Coupleurs hybrides Couplage directif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
Hybride à transformateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Hybrides en quadrature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 Amplificateur symétrique . . . . . . . . . . . . . . . . 172
Combinateur de puissance . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
Autres hybrides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
de Wilkinson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 Hybride en anneau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 Hybrides en échelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 Hybrides à composants discrets . . . . . . . . . . .
Coupleurs directifs généraux . . . . . . . . . . . . . . . 177 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I78
Applications d’un hybride à transformateur . . 170
Diviseur de puissance (ou combinateur)
176
21 Bruit de l’amplificateur 1 Bruitthermique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 Facteur de bruit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
Amplificateurs montés en cascade . . . . . . . . . . . 183
Autres paramètres du bruit . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
Mesure du facteur de bruit . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
22 II.ansformateurs et symétriseurs d’antenne Courants dans le transformateur
Schéma équivalent en BF d’un transformateur
et transformateur idéal . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
parfaitement couplé et sans perte . . . . . . . . . . . 188
parfaitement couplé et sans perte . . . . . . . . 189 Fonctionnement d’un transformateur
Analogie mécanique d’un transformateur parfaitement couplé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
Cas du transformateur imparfaitement couplé . . . 191 Transformateur à accord décalé . . . . . . . . . . . . 192
Transformateurs classiques avec noyaux magnétiques . . . . . . . . . . . . . . . . 193
à noyau de fer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
Courants de Foucault et noyaux feuilletés . . . . 193 Conception des transformateurs
Température maximale et taille du transformateur . . . . . . . . . . . . . . 196
Transformateurs à ligne de transmission . . . . . . . 197 Symétriseurs d’antenne .................... 198
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
23 Circuits à guides d’ondes Guides d’ondes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
Explication simple de la propagation dans un guide d’ondes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
Propagation du mode fondamental dans un guide d’ondes rectangulaire . . . . . . . . 204 Longueur d’onde dans le guide d’ondes . . . . . 205 Forme du champ magnétique . . . . . . . . . . . . . 205 Courants dans les parois . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
une transmission d’énergie à faibles pertes . . . . 207
Impédance d’un guide d’ondes . . . . . . . . . . . . . . 207
Comparatif guide d’ondes contre câble coaxial pour
Adaptation de circuits à guides d’ondes. . . . . . . . 208
Jonctions de guides d’ondes à trois accès . . . . . . . 209
Jonctions de guides d’ondes à quatre accès . . . . . 210
Annexe 1 : guide d’ondes à pertes minimales contre ligne coaxiale à pertes minimales . . . . . . 210
Annexe 2 : dimensions d’une ligne coaxiale . . . . 213 Pertes minimales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 Puissance maximale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 Tension maximale ...................... 213 Qualités relatives d’une ligne coaxiale
de50Q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
24 procédés de télévision Analyse d’une image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 15
Système de Nipkow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
Signal vidéo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 6 Synchronisation des lignes. . . . . . . . . . . . . . . 217 Synchronisation des trames . . . . . . . . . . . . . . 21 8
Norme de télévision NTSC . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 6
Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 19 Son . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
Autres normes de télévision . . . . . . . . . . . . . . . . 221
Télévision en couleur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 Trois couleurs dans un canal . . . . . . . . . . . . . 22 1 Compatibilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 Filtres en peigne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
Procédé PAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
Procédé SECAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
Émetteurs de télévision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
Récepteurs de télévision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
Télévision numérique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
Procédé ATSC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 Compression vidéo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 Couleur, son et paquets . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 7 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
Récepteurs de télévision en couleur . . . . . . . . 229
25 Modulateurs d’impulsions radar Modulateurs à ligne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
26 Commutation TR 1, Techniques des radars à auto-duplexage . . . . . . . 244
245 Commutateurs TR à ligne . . . . . . . . . . . . . . . 246 Duplexeurs équilibrés . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
Commutateurs à diodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
Utilisation des diodes en commutation HF . . . . . 248 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
Composants et circuits de commutation TR . . . .
27 Démodulateurs et détecteurs Détecteur à diode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
que le redresseur est parfait . . . . . . . . . . . . . 252
avec une diode réelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
en courant alternatif . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
et du code Morse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
Analyse du fonctionnement en supposant
Analyse du fonctionnement
Détecteur à diode à liaison
Détection de la bande latérale unique (BLU)
Détecteur de produit pour l’AM . . . . . . . . . . . . . 255
Détecteur AM synchrone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
Démodulateurs FM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 Démodulateur FM à PLL . . . . . . . . . . . . . . . . 256 Détecteur FM tachymétrique . . . . . . . . . . . . . 256 Détecteur FM à ligne à retard . . . . . . . . . . . . . 257
en quadrature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 Détecteur de pente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258 Discriminateur de Foster-Seeley . . . . . . . . . . . 259
Détecteurs de puissance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
Démodulateur FM de la composante
28 Modulation de fréquence et modulation de phase Bases de la modulation angulaire . . . . . . . . . . . . . 264
Spectre de fréquences en FM . . . . . . . . . . . . . 265
Largeur spectrale de la FM à large bande . . . . 266 FM ou PM à bande étroite . . . . . . . . . . . . . . . 265
Multiplication de fréquence d’un signal FM . . 266
Bmit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 Comment améliorer le rapport S/B en FM . . . 267 Rapport S/B en sortie d’un signal AM
ayant une porteuse de même puissance . . . . 268 Étude comparative du bruit FM/AM
Préaccentuation et désaccentuation . . . . . . . . . 269 en présence de signaux forts . . . . . . . . . . . . 268
FM. AM et capacité de transmission . . . . . . . . . . 269
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
VI
29 Antennes et propagation des ondes radioélectriques Antennes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 Ondes électromagnétiques . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
Propagation dans le vide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
Directivité et gain d’une antenne . . . . . . . . . . . . . 273
Aire d’interception équivalente d’une antenne . . . 274
Liaison radio avec un astronef . . . . . . . . . . . . . . . 275
Liaisons radio terrestres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
Propagation dans l’ionosphère . . . . . . . . . . . . 277 Ionosphère . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
Réflexion des ondes sur l’ionosphère . . . . . . . 278 Propagation diurne et nocturne . . . . . . . . . . . . 278
279 Autres modes de propagation . . . . . . . . . . . . . Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
30 Bruit de l’amplificateur 2 Adaptation de bruit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 1
Schémas équivalents de quadripôles bruités . . . . 282
Facteur de bruit d’un schéma équivalent . . . . . . . 282
Circuits en parallèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
Mesure de bruit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
31 Bruit de l’oscillateur Spectre de puissance d’un oscillateur linéaire . . . 289
Décroissance du bruit latéral . . . . . . . . . . . . . 290 Bruit de phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 1
Effet de la non linéarité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
Interférométrie d’imagerie . . . . . . . . . . . . . . . 297
Radarastronomie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 Lune . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 Vénus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
Cartographie à retard Doppler (ou delay- Doppler) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
Overspreading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
33 Radiospectrométrie Filtres et batteries de filtres . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
Spectrométrie à autocorrélation . . . . . . . . . . . . . . 304 Autocorrélateurs matériels . . . . . . . . . . . . . . . 305 Autocorrélation à 1 bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
Spectrométrie à transformation de Fourier. . . . . . 307
Spectromètre acousto-optique . . . . . . . . . . . . . . . 308
Spectromètrie à compression . . . . . . . . . . . . . . . . 309
Compression d’impulsions radar . . . . . . . . . . . . . 310 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
34 Appareils de contrôle de laboratoire Mesures de la puissance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
Mesures de la tension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
Mesures de l’impédance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314 Mesures d’impédance
avec balayage de fréquence . . . . . . . . . . . . . 316
Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
Index ......................... 321
32 Radioastronomie et radarastronomie Découverte du bruit cosmique . . . . . . . . . . . . . . 294
Radiométrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
Spectrométrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
Interférométrie .......................... 296
Index
A
Adaptation 9 Abaque de Smith 72
amplificateur 24 bruit 28 1 guide d’ondes 208 impédance 8, 10, 12, 14,71,73,75,77 réseau 72 transformateur 8
Adler 285 Admittance 4
Alimentation 79,80,82,84 autorégulation 80 découpage 138 ondulation 81 redresseur à deux alternances 79 redresseur à une alternance 81 régulée 82 télévision 234 triphasée 83,85
AM 86 capacité de transmission 269,271 détecteur à diode 25 1 domaine fréquentiel 87 domaine temporel 86 émetteur-récepteur 86 formes d’ondes 88
complexe 4
Amplificateur asymétrique 20
basses fréquences 21
bande étroite 153 base commune 17,156
BF 155 bruit 181,182,184,186,281,282,284,286 cascode 154 classe A 18,22 classe B 20,22 classe C 55,57,59 classe D 61,63 classe F 60 collecteur commun 17 conception 155,157 courant alternatif 21,23,25
dynamique 153 émetteur commun 17,155
gain, largeur de bande, impédances 150 hautes fréquences 23 HF 149,150,152,154,156 intermodulation 151 large bande 153 limiteur 149 linéaire 16,149 linéarité 152 neutrody nage 151 parallèle 58,62 paramètres Z 149 petits signaux 23,149,150,152,154, 156
puissance, adaptation 24
en pont 20
puissance 60
push-pull rendement série slew-rate stabilité surcharge symétrique télévision totem pole tube vitesse de balayage
Analyseur réseau spectre
Antenne aire équivalente direc tivi té gain s y métriseur
transformateur
Armstrong ATSC Auto-duplexage
19 18,22,60
58,61 19
150 151
19,22,172 228 20 58 19
316 3 17
272,274,276,278,280 274 273 273
187, 188, 190, 192, 194, 196, 198,199,200,201,202 187, 188, 190, 192, 194,
196,198,200,202 104
235,237 244
322 Index
Autocorrélateur 1 bit matériel
Autorégulation
B
305 305 80
Balun 187,198 Bessel 27 BFO, voir Oscillateur de battement BLU 96
avantages 97 classe C 100 classe D 100 création 97,99,101 méthode de filtrage 97 méthode de mise en phase 98 méthode de Weaver 99
Boucle à phase asservie 114,110,118,120,122,124 analogie mécanique analyse linéaire démodulateur dynamique filtre de boucle plage de fonctionnement principe récepteur régime transitoire stabilité temps de verrouillage type1 type II
Bruit adaptation amplificateur
amplificateurs en cascade circuits en parallèle conductance cosmique facteur FM mesure oscillateur paramètres phase résistance schémas équivalents synthétiseur température
115 118,119
256 117 118 122 114 123 1 20 1 22 122 119 119
28 1 181, 182, 184, 186, 28 1,282,284,286
183 284 283 294
182,281 266,267
185,285,287 288,290,292
184 130,131,291
28 1,283 282 1 28 181
thermique transistor
Butte rwo rth
C Câble
bifilaire coaxial
Cascode Champ
électrique électromagnétique magnétique
fréquence, à commutation fréquence, non linéaire fréquence, symétrique double
Chrominance, processeur Circuit, analyse Colpitts Combinateur
puissance Wlkinson I
diode ligne
impulsions radar vidéo
Conductance bruit
Convertisseur analyse autres types boost buck bucmoost
Changeur
/ L CommutateurTR - ’ / ‘ I ’ ,
Compression
181 28 1 27
65 65,207
154
203,272 204
204,205,272
43 45 44
233 3
105
I
découpage 133,134,136,138,140,142 direct 139 Jlyback 138 forward 139 fréquence 41,42,44,46 indirect 138 liaison par transformateur 138
directif 144,168,177,179,316 hybride 168,170,172,174,176,178,180 inverse 177
Coupleur
174 174
244,246,248,250 247 246
310,311 235
4 283
133 138 137 133 135
Index 323
D Dahlke 282 Démodulateur 251,252,254,256,258,260,262 FM 256,257,259 PLL 256 quadrature 257
Dempingscoeficiënt 119 Désaccentuation 269 Détecteur 251,252,254,256,258,260,262
diode 251,253 ligne à retard 257 parfait 252 pente 258
produit 255 puissance 26 1,263 quadratique 26 1 réel 252 synchrone 255 tachy métrique 256
Détec teur-produi t 96 Détection 123
BLU 254 code Morse 254
phase 121
enveloppe Déviation, circuits Discriminateur
Foste r-Seeley Duplexeur
25 1 234 257 259 246
Effet Miller 154 Émetteur, télévision 228 Émetteur-récepteur AM 86 Émetteur-suiveur 17 Équations de Maxwell 1,205,273
Facteur de bruit Facteur de qualité, voir Facteur Q Facteur Q
Fessenden Filtre
incidence
autres types Bessel boucle à phase asservie Butte worth
182,281 10 10
165 ‘ 1 50
27 166,167
27 118 27
constantes localisées 27 conversion 32,33 exemple 162,163 normalisé 28 passe-bas 27,35 passe-haut 40 passe-tout 40,101 peigne 224 procédure d’accord 166 radiospectrométrie 303 résonateur 158,160,162,164,166 Tchebychev 27
FM 264 bande étroite 265 bruit 266,267 capacité de transmission 269,271 démodulation 256,257,259 désaccentuation 269 excursion 264 indice 265 large bande 266 préaccentuation 269 SB 267 spectre 265
Foster 259 Foucault 193 Fourier 303 Fréquence
attribution 2, 86 changeur 41 convertisseur 41,42,44,46 double changement 52 excursion 264 image 51 mesure d’impédance 3 16 multiplicateur 56 multiplication 266 spectre 265 synthèse directe 125 synthèse directe numérique 127,129 synthèse indirecte 126 s yn thé ti seur 125,126,128,130,132
G Gilbert Guide d’ondes
adaptation câble coaxial champ courants
42
208 207 203 206
324 Index
diaphragme dimensions forme impédance jonction à quatre accès jonction à trois accès longueur d'onde pertes propagation T magique vitesse de propagation
208 204 204 207 210 209 205
210,211 203,204,205
210 207
Hariley Haus Hybride
104 285 144
180" 170 90" 1 70 anneau 175 application 1 70 autres types 174,175 composants discrets 176 coupleur 168,170,172,174,176,178,180 duplexeur 246 échelle 175 guide d'ondes 177 quadrature 170,171,173 T magique 177 transformateur 169
Impédance adaptation caractéristique coefficient de réflexion complexe inverseur mesure pont pont résistif transfert direct transfert inverse
Inductance fuite magnétisation mutuelle
Interférométrie imagerie
4 8, 10, 12, 14,71,73,75,77
65 71,73,75,77
4 158,159,161
314,315,317,319 3 14 146 149 150
191 189 189
296,297 297
Ionosphère propagation réflexion
277,279 277 278
Jansky Jonction
guide d'ondes tourniquet
K Khinchin
294
209,210 244
304
Ligne commutateur TR impédance caractéristique modification d'impédance modulateur notions pertes retard transformateur transmission vitesse de propagation
synchronisation amplificateur luminance, processeur
Lignes
246 66
67,69 239,241,243
65 69,210
240,257 197
65,66,68,70 66
217 16, 18,20,22,24,26
232
Matrice de décodage Maxwell, équations Mélangeur
bande latérale unique diode
Mesure bruit impédance pont d'impédance résistif puissance tension
Miller Mode
autres types fondamental
233 1
47 45,47
285,287 314,315,317,319
146 144,313
313 154
204 204,205
Index 325
Modulateur classe A classe B classe S impulsions radar ligne numérique/analogique
Modulation à haut niveau à porteuse supprimée amplitude angulaire fréquence FSK indice phase PSK quadrature télévision
Monoplexeur Morse Multiplicateur
cellule de Gilbert détecteur de phase fréquence tension
N Neutrod y nage Nipkow NTSC
90 90 91
238,240,242 239,241,243
92 3
89,91 94,96,98, 100 86,88,90,92
264,265 264,266,268,270
123 265
264,266,268,270 123 222 219 244 254 41 42
121 56,266
60
151 215
216,217,219
Onde stationnaire 144,146,147,148 effets 147 taux 147
bilan d’une liaison 275 réflexion 278
Ondes radioélectriques propagation 272,274,276,278,280
Ondulation 81 Oscillateur 102,104,106,108,110,112
à relaxation 102 à résistance négative 108 Armstrong 104 bruit 288,290,292 Colpitts 105,110 commandé en tension 103
Ondes électromagnétiques 1
de battement dynamique en série exemple Hartley involontaire linéaire non linéarité sinusoïdal stabilité
Overspreading
94 109 107
111,113 104 106
289,291 292,293 103,105
109 301
PAL Paramètres
Y z
Filtre Phase, détecteur PLL PM
bande étroite Préaccentuation Procédé de télévision
ATSC disques de Nipkow NTSC PAL SECAM
Propagation constante diurne et nocturne ionosphère vide
Puissance combinateur densité spectrale détecteur diviseur mesure spectre
225
157 149,157
27 121 114 264 265 269
215,216,218,220,222,224, 226,228,230,232,234,236
235,237 215
216,217,219 221,225 221,227
272,274,276,278,280 69
278 277 273
1 74 303
261,263 174
144,313 289,291
Q-mètre Quadrature, hybride Quadripôle
schéma équivalent
315 170,171,173
149 282
326 Index
R Radar
auto-duplexage commutateur TR compression d’impulsions couverture latérale duplexeur équilibré modulateur d’impulsions monoplexeur monostatique ouverture dynamique thyratron
cartographie à retard Doppler Lune overspreading Vénus
Radioastronomie Radiométrie
Radarastronomie
244 244,246,248,250
310,311 300 246
238,240,242 244 244 300 238
298,299,301 300 298 301 299 294 295
Radiospectrométrie 303,304,306,308,310,312 Reber 294 Récepteur
amplification 48
caractéristiques 48 amplification directe 49
commande automatique de gain 53 fréquence-image galène hétérodyne PLL radio réducteur de bruit superhétérodyne télévision traitement numérique
Redresseur deux alternances triphasé une alternance
adaptation analyseur deux accès en double L en échelle en L en P en T ligne à retard phase minimale
Résistance, bruit
Réseau
51 49 50
123 48,50,52,54
53 50,51
139,228,229,23 1,233 53
79 83,85
81
72 316 149 13 5
9, 11 12 12
240 40
281,283
Résonance parallèle 4 série 4
Résonateur, filtre 158,160,162,164,166 Rothe
S SECAM Seeley Signal
bande latérale unique chrominance deux bandes latérales et porteuse supprimée luminance vidéo
Smith Son stéréophonique Spectromètre
acousto-optique compression transformation de Fourier
282
227 259
96 223 94
222 216 72
229
308 309 307
Spectrométrie 296,303 autocorrélation 304,305
Symétriseur, antenne 187, 188,190,192,194,196, 198,199,200,201,202
Susceptance 4
Synchronisation lignes processeur trames
Synthétiseur bruit bruit de phase continuité de phase fréquences mélange et division vitesse de commutation
T Tchebychev Télévision
autres normes circuit de sortie de lignes compatibilité couleur émetteur historique image modulation
217 233 218
128 130,131
130 125,126,128,130,132
126 130
27
22 1 139,141,143
222 221,223,229
228 215 215 219
Index 327
W numérique 234 procédés 215,216,218,220,222,224,
226,228,230,232,234,236 Wattmètre récepteur 228,229,23 1,233 Weaver son 220 Wiener son stéréophonique 229 Wilkinson sous-porteuse 222
Température de bruit antenne 181 récepteur 181
réciprocité 275 Wiener- Khinchin 304
Thyratron 238 TOS 147 Trames, synchronisation 218 Transconductance, cellule de Gilbert 42
Théorème
Transformateur accord décalé adaptation analogie mécanique antenne
coefficient de couplage conception convertisseur courants hybride idéal inductance mutuelle ligne de transmission noyau feuilleté noyau magnétique paramètres physiques schéma équivalent
Transformation de Fourier Transistor
bruit schéma équivalent
Transmission capacité ligne longueur électrique
Tube-image
192 8
190 187, 188, 190, 192,
194,196,198,200,202 189 1 94 138
187,193 169 187 189 197 193
193,195 196
188,189 303
28 1 154
269,271 65,66,68,70
70 233
vco Voltmètre vectoriel VSWR, voir TOS
103,114 3 13
144,146,148 99
304 174