Conception d'un récepteur radio AM

Le récepteur radio AM est un appareil électronique capable de recevoir, sélectionner et décoder les ondes radioélectriques modulées en amplitude émises par les émetteurs radio.

Schéma électronique du récepteur radio

Historique

L'invention se situe à la fin du XIX^e siècle et au début du XX^e siècle. Cette invention est à situer dans les avancées globales en matière de télécommunication qui ont émaillé le XIX^e siècle.

Après avoir détrôné les récepteurs radio :

• à cohéreur, à tube de limaille et à changement d'état dès le début du XX^e siècle.
• à détecteur électrolytique mais d'un entretien compliqué et utilisable seulement par les stations fixes.
• à détecteur magnétique.

Au début du XX^e siècle, les chercheurs découvrent que des cristaux métalliques ont des capacités semi-conductrices.

• En 1901 : Jagadish Chandra Bose dépose un brevet aux États-Unis, accordé en 1904 pour un dispositif de détection des perturbations électriques par l'utilisation d'un minerai de cristal de galène.
• En 1907, Camille Tissot conçoit, avec F. Pellin, un récepteur à galène sans réglage fastidieux pour recevoir ces signaux à bord des navires de commerce.

Théorie

Théoriquement, ce circuit est suffisant pour recevoir un signal électromagnétique modulé en amplitude :

• Le Circuit LC de la partie « Réception et filtrage » doit résonner à la fréquence que l'on souhaite recevoir:

<math>f_0= \frac1{2\pi \sqrt{LC}}</math>

• Le circuit RC parallèle (filtre passe-bas) doit bloquer la grande fréquence de la porteuse tout en laissant passer la fréquence du signal modulant.

Impédance du circuit RC parallèle :

<math>\underline{Z}= \frac{R}{1+j\omega RC}</math> <math>Si~\omega \gg \omega_0~alors~\underline{Z} \to 0 </math> <math>Si~\omega \ll \omega_0~alors~\underline{Z} \to R </math>

A haute fréquence, le filtre se comporte comme un fil (court-circuit), alors qu'à basse fréquence, il se comporte comme une résistance. Ce filtre bloque donc les hautes fréquences et laisse passer les basses fréquences.

• Le circuit RC série est un filtre passe-haut, dont l'objectif est de supprimer la tension d'offset, signal de basse fréquence. En effet, la fonction de transfert d'un tel circuit est:

<math>\underline{H}( \omega )=\frac{V_s}{V_e}=\frac1{1+j\frac{\omega_0}{\omega}},~avec~\omega_0=\frac{1}{RC}</math>

<math>Si~\omega \gg \omega_0~alors~\underline{H}( \omega ) \to 1 </math> <math>Si~\omega \ll \omega_0~alors~\underline{H}( \omega ) \to 0 </math>

• Le montage amplificateur qui suit n'a pour but que l'ajustement de l'amplitude du signal de sortie, et donc le volume sonore qui sera ensuite émis par le haut-parleur.

En pratique

Dans la pratique, la diode que l'on utilise en entrée du détecteur d'enveloppe à une tension de seuil. Donc, il faut que le signal que l'on fait passer au travers de la diode soit toujours au-dessus de la tension de seuil pour ne pas perdre une partie de l'information. Il est alors nécessaire d'amplifier la tension reçue par le circuit LC. Pour cela, plusieurs solutions :

• Utiliser une bobine enroulées autour d'un barreau de ferrite (noyau ferromagnétique): le noyau ferromagnétique permet de concentrer les lignes de champs magnétique, augmentant ainsi le flux du champ magnétique passant au travers de la bobine, et augmente également l'inductance de la bobine, améliorant également la qualité du filtre passe-bande.
• Prendre la tension aux bornes d'une autre bobine enroulée autour du même barreau de ferrite et ayant plus de spires que la bobine couplée au condensateur: grâce à la présence du barreau de ferrite, on peut considérer que les deux bobines sont en influence totale. On a alors la relation suivante:

<math>\frac{U_1}{N_1}=\frac{U_2}{N_2}</math>

où <math>N_n</math> est le nombre de spire de la bobine n et <math>U_n</math> est la tension au borne de la bobine n

• Utiliser des montages amplificateurs à base d'amplificateurs opérationnels.

Voir aussi

Bibliographie

• T.C. Hayes et P. Horowitz, Travaux pratiques du traité de l'électronique
• Albert Paul Malvino et David J. Bates, Principes de l'électronique
• J.C. Chevaux, G. Chevalier, et B. Chevalier, Mémotech-électronique
• Francis Biquard, Electronique fondamentale et modulation d'amplitude
• Auvray, Electronique des signaux échantillonnés et numériques

Articles connexes

• Radioécouteur
• Réception des ondes radioélectriques : la technique générale des récepteurs radio
• Circuit à réaction
• Radiotélégraphiste
• Récepteur à cristal
• Télégraphie sans fil
• Les ondes courtes
• Les ondes moyennes
• Les basses fréquences
• Détecteur électrolytique
• Détecteur magnétique (radio)
• Histoire des techniques d'émission radio
• Circuit à réaction
• Radio AM
• Préfixes du système international d'unités
• Radio Hat

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