AM

Modulation d’amplitude — le plus ancien mode de modulation de l’histoire de la radio, généralement utilisé en radioamateur sous la forme de modulation à bande latérale unique (SSB).

Dans le cadre de la modulation d’amplitude (AM), l’amplitude d’une oscillation porteuse à haute fréquence varie au rythme d’un signal utile à basse fréquence (parole, musique). Les signaux utiles à basse fréquence ne peuvent pas être transmis directement par un canal radio — ils doivent d’abord être décalés vers une autre gamme de fréquences. C’est précisément ce que permet l’AM. Ce décalage permet également d’émettre plusieurs signaux utiles simultanément sans interférence mutuelle.

Historique

Aux débuts de la radiodiffusion, la modulation d’amplitude était le procédé le plus important pour la transmission des signaux. Le choix de l’AM s’expliquait par de bonnes raisons :

• À l’aide de moyens simples, tels que des détecteurs à cristal, il était possible de construire des récepteurs rudimentaires fonctionnant selon le principe du démodulateur à enveloppe, avec seulement quelques composants.
• Il n’existait pas encore de procédé permettant de générer ou de démoduler un signal modulé en fréquence dans la bande des ondes moyennes.

On acceptait toutefois le fait qu’avec l’AM, une grande partie de l’énergie soit consacrée à l’émission de la porteuse — seul un tiers environ de la puissance d’émission (33 % maximum pour une modulation à 100 %) est consacré aux deux bandes latérales porteuses d’informations — soit seulement environ 17 % par bande latérale. Au fil des années, à mesure que le nombre d’installations d’émission et la sensibilité des récepteurs augmentaient, certaines caractéristiques défavorables sont apparues :

• La largeur de bande est deux fois plus grande que la fréquence de modulation maximale. Sur les ondes moyennes, en dehors des États-Unis, un espacement des canaux de 9 kHz a été introduit — la largeur de bande audio est ainsi limitée à 4,5 kHz (en pratique, 2 à 3 kHz).
• Les émetteurs parasites légèrement décalés génèrent un sifflement gênant qui perturbe efficacement la réception sur ondes courtes sur des milliers de kilomètres.
• En cas d’atténuation sélective de la porteuse, le signal devient inutilisable sur de longues distances — le démodulateur d’enveloppe a besoin que la porteuse fournie par l’émetteur soit en phase.
• Les perturbations atmosphériques (orages, étincelles des véhicules qui passent) perturbent la réception AM plus fortement que toute autre mode de modulation.

Au regard de l’état actuel de la technique, la modulation AM classique est dépassée : les exigences de qualité ont augmenté, et les composants modernes permettent de fabriquer des appareils FM ou numériques de manière plus simple, moins coûteuse et plus économe en énergie. Pour des raisons de compatibilité, l’AM ne disparaîtra toutefois pas complètement de la bande des ondes moyennes avant longtemps.

Représentation spectrale

Le signal de modulation génère, symétriquement par rapport à la fréquence porteuse, deux fréquences supplémentaires dont l’écart par rapport à la porteuse correspond à la fréquence de modulation instantanée. Si la fréquence de modulation varie par exemple entre 300 Hz et 4 000 Hz, une bande de fréquences d’une largeur totale de 8 000 Hz est balayée — avec une bande morte de 600 Hz autour de la porteuse. La bande supérieure est appelée bande latérale supérieure (USB — Upper Side Band), la bande inférieure, bande latérale inférieure (LSB — Lower Side Band).

Dans le cas de la parole ou de la musique, les bandes latérales ont une forme qui varie d’un instant à l’autre — elles reflètent le spectre de fréquences du signal de modulation. Important : le niveau sonore du signal de modulation n’influence pas l’amplitude de la porteuse, mais uniquement l’amplitude des fréquences latérales. La porteuse elle-même ne transmet donc aucune information — celle-ci se trouve entièrement dans les deux bandes latérales. Deux procédés importants ont découlé de cette observation :

• L’AM dynamique — l’amplitude de la porteuse est temporairement réduite en cas de modulation faible.
• Modulation à bande latérale unique (SSB) — la porteuse et une bande latérale sont entièrement supprimées ; seule la bande latérale porteuse d’informations est émise. Cette variante s’est imposée dans le domaine de la radioamateur.

Applications

• Diffusion radiophonique sur ondes longues, moyennes et courtes
• FM stéréo (canal différentiel avec porteuse supprimée)
• Normes de télévision classiques (porteuse d’image)
• Radio CB
• Radioamateur — le plus souvent sous forme de modulation à bande latérale unique (SSB)
• Navigation aérienne (ADF et VOR)
• Radiocommunications aériennes — civiles : 117,975–137 MHz ; militaires : dans la bande UHF

Source / lectures complémentaires : Wikipédia — Modulation d’amplitude (CC BY-SA).