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Modulation d'amplitude exercice, Exercises of Physics

Physics

exercices about modulation d'amplitude

Typology: Exercises

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bg1
2ème Bac SM Mahdade Allal année scolaire 2016-2017
Modulation et démodulation d’amplitude : Exercices
Exercice 1 :
1. Le graphe de gauche ci-dessous représente un signal modulant et le graphe de droite le
signal modulé correspondant .
2s
0.5V
t(ms)
Est-on en présence d’une surmodulation ? justifier
2. En règle générale la fréquence de la porteuse est beaucoup plus basse que celle du signale
modulant .
(a) vrai (b) faux
3. On a besoin d’une diode pour :
(a) moduler (b) démoduler
4. Si on veut augmenter la fréquence de réception, il faut
(a) augmenter (b) diminuer
la valeur de la capacité du condensateur .
5. Lorsqu’on réalise la modulation d’amplitude d’un signal de fréquence f, la bande passante
totale occupée par le signal modulé est :
(a) f(b) 2f(c) f2
Exercice 2 :
On considère un signal sinusoïdal de fréquence f, dont la représentation graphique est ci
contre .
1. Déterminer graphiquement :
a. son amplitude Um
b. La phase à l’origine du temps φ
c. la fréquence f
d. Écrire l’expression de la tension u(t)de ce
signal en fonction du temps . 2. Pour capter
une telle onde l’antenne doit avoir des dimen-
sions de l’ordre de la moitié de la longueur
d’onde .
Quelle devrait-être sa longueur ? Conclusion .
On donne : la célérité de l’onde électromagné-
tique : c= 3 ×108m/s
s(V)
t(ms)
1ms
0.25V
Dans le but de transporter ce signal dans de bonnes conditions , il est transmis par une
onde porteuse modulé . (figure ci contre )
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pf3
pf4
pf5
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Modulation et démodulation d’amplitude : Exercices

Exercice 1 :

  1. Le graphe de gauche ci-dessous représente un signal modulant et le graphe de droite le signal modulé correspondant.

0_._ 5 V 2 s

t ( ms )

Est-on en présence d’une surmodulation? justifier

  1. En règle générale la fréquence de la porteuse est beaucoup plus basse que celle du signale modulant. (a) vrai (b) faux
  2. On a besoin d’une diode pour : (a) moduler (b) démoduler
  3. Si on veut augmenter la fréquence de réception, il faut (a) augmenter (b) diminuer la valeur de la capacité du condensateur.
  4. Lorsqu’on réalise la modulation d’amplitude d’un signal de fréquence f , la bande passante totale occupée par le signal modulé est : (a) f (b) 2 f (c) f^2

Exercice 2 : On considère un signal sinusoïdal de fréquence f , dont la représentation graphique est ci contre.

  1. Déterminer graphiquement : a. son amplitude Um b. La phase à l’origine du temps φ c. la fréquence f d. Écrire l’expression de la tension u ( t ) de ce signal en fonction du temps. 2. Pour capter une telle onde l’antenne doit avoir des dimen- sions de l’ordre de la moitié de la longueur d’onde. Quelle devrait-être sa longueur? Conclusion. On donne : la célérité de l’onde électromagné- tique : c = 3 × 108 m/s

s ( V )

t ( ms )

0_._ 25 V 1 ms

Dans le but de transporter ce signal dans de bonnes conditions , il est transmis par une onde porteuse modulé. (figure ci contre )

s ( V )

t ( ms )

0_._ 25 V 1 ms

a. Quel paramètre de l’onde porteuse a été modifié? b. Comment appelle-t-on ce type de modulation?

Exercice 3 : L’expression d’une tension modulé est :

u ( t ) = 4 ×

[ 1 + 0 , 8 cos

( 1 , 6_._ 102 .t

)] cos

( 2 , 5_._ 104 .t

)

  1. Cette tension est-elle modulée en amplitude, en fréquence ou en fréquence?
  2. Quelles sont les fréquences de porteuse Fp et du signal modulant f?
  3. En se basant sur l’amplitude de la tension modulé Um ( t ). Déterminer la valeur du taux de modulation. Conclusion.

Exercice 4 : Soit une tension modulé en amplitude :

us ( t ) = A × [1 + mcos (2 .π.f.t )] cos (2 .π.Fp.t )

avec m le taux de modulation. La figure ci-dessous représente les variations de us ( t ) en fonction du temps.

s ( V )

t ( ms )

0_._ 25 V 1 ms

  1. Déterminer la fréquence de la porteuse Fp et f la fréquence du signal modulant.
  2. Que représente la courbe qui représente les variations des maximum de la tension modu- lée?

fréquence

signal modulé

Fp − f Fp Fp + f

Sm/ 2 •

U 0 •

Monter que le rapport de hauteur enter les pics situés à la fréquence Fp ± f et le pic de la porteuse à la fréquence Fp est égale à m/ 2.

  1. La figure ci-dessous représente le spectre des fréquences d’un signal modulé us ( t ) ;

fréquence

signal modulé

5_._ 5 6

0_._ 5 •

0

a. Déterminer la valeur du taux de modulation m et la fréquence f. La modulation est-elle bonne? b. Pour sélectionner le signal modulé on utilise un circuit d’accord constitué par une bobine de coefficient d’induction L 0 = 60 mH et de résistance négligeable et deux condensateurs en série de capacités C et C 0. Déterminer C 0.

Exercice 7 : On désire de réaliser un montage de démodulation d’amplitude permettant de capter la station France Inter. La longueur d’onde de cette station est 1827m.

  1. À quelle fréquence F cela correspond-il?
  2. Le circuit LC d’accord de la fréquence comporte un condensateur de capacité C = 4 , 7 nF. Quelle doit être l’inductance L de la bobine?
  3. Dessiner un schéma de l’étage de démodulation , sachant qu’il comporte une diode , un condensateur de capacité C’ et une résistance R. On veut que les sons soient restitués fidèlement jusqu’à la fréquence f = 10 kHz. Sachant que la résistance vaut R = 3 , 5 k Ω, indiquer quelle valeur de C’ convient parmi celles proposées dans la liste suivante, en justifiant votre choix : 1 nF, 10 nF, 100 nF. Données valeur de la lumière : c = 3_._ 108 m/s

Exercice 8 : Les ondes électromagnétiques ne peuvent se propager dans l’air sur de grandes distances que dans un domaine de fréquences élevées. Les signaux sonores audibles de faibles fréquences sont convertis en signaux électriques de même fréquence, puis associés à une onde porteuse de haute fréquence afin d’assurer une bonne transmission. I. La chaîne de transmission Le schéma suivant représente la chaîne simplifiée de transmission d’un son par modulation d’amplitude. Elle est constituée de plusieurs dispositifs électroniques.

  1. Parmi les cinq propositions ci-dessous, retrouver le nom des quatre dispositifs électro- niques numérotés. Dispositifs électroniques : antenne, amplificateur HF (haute fréquence), générateur HF (haute fréquence), multiplieur, voltmètre.
  2. Quels sont les signaux obtenus en B, C et D parmi ceux cités ci-dessous?
  • Porteuse notée up ( t ) = Up ( max ) cos (2 F t ).
  • Signal modulant BF noté us ( t ) + U 0.
  • Signal modulé noté um ( t ).
  1. Le signal électrique recueilli en A à la sortie du microphone correspond à la tension élec- trique us ( t ). Une boîte noire est intercalée entre les points A et B. Quel est son rôle? 4. Le dispositif électronique ≠ effectue une opération mathématique simple qui peut être :
  • ( us ( t ) + U 0 ) + up ( t ) ;
  • ( us ( t ) + U 0 ) × up ( t ). Choisir la bonne réponse sachant que l’expression mathématique du signal obtenu est :

um ( t ) = k ( U 0 + us ( t )) Up ( max ) cos (2 F t )

. II .La modulation d’amplitude La voie X d’un oscilloscope bicourbe est reliée en B et la voie Y est reliée en D. L’oscillo- gramme obtenu est le suivant :

C

E

M

C

K 1

G

K 2 C

H

Étage 1 Étage 2 Étage 3

  1. En exploitant le montage ci-dessus , indiquer l’étage correspondant à le circuit détecteur d’enveloppe.
  2. Montrer que le dipôle RC utilisé est un bon détecteur d’enveloppe
  3. On considère que les deux interrupteurs K 1 et K 2 sont fermés , Les courbes visualisées sur l’écran d’un oscilloscope représentent les tensions uEM , uGM , et uHM ( voir figure ci-dessous ). Indiquer, en justifiant votre réponse , la courbe correspondante à la tension au sortie du circuit détecteur d’enveloppe.

(a) (b) (c)