Tout signal transportant une information doit passer par un moyen de transmission entre l'emetteur et le récepteur. Une fois élaboré, le signal est rarement adapté à la transmission directe par le moyen choisi. Il faut le modifier avant de commencer sa transmission. La modulation peut être définie comme le processus par lequel le message est transformé de sa forme originale en une forme adaptée à la transmission. C'est un processus qui peut être réalisé en utilisant une porteuse haute fréquence, dont les paramètres varient suivant des fonctions linéaires du message à transmettre. Au niveau du récepteur, ce processus est inversé par des méthodes de démodulation.

On peut montrer que la modulation est équivalente à une translation de spectre des signaux. Dans le cas des systèmes linéaires, comme la modulation d'amplitude, les composantes du spectre sont translatées sans pratiquement aucun changement dans la distribution de leurs énergies relatives, tandis que dans le cas des systèmes non-linéaires, comme la modulation de fréquence, un tel processus implique la génération de nouvelles fréquences et d'une distribution d'énergie différente.

Moduler un signal pour une transmission efficace

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Le signal est souvent inadapté à la transmission directe et il doit donc être modifié avant sa propagation par le moyen choisi. Ce processus peut comporter les opérations suivantes :

• le codage, qui permet de minimiser les effets de sources dérangeantes inhérentes au système de communication,
• la modulation qui permet de translater le spectre du message dans un domaine de fréquences qui est plus adapté au moyen de propagation et qui permet de réunir toutes les conditions requises par le système de transmission. Le processus de modulation permet également des transmissions multiplexées à travers un moyen de propagation commun, c'est-à-dire, des transmissions simultanées de messages différents ayant des spectres disjoints durant la propagation.

Un des types de multiplexage est le multiplexage par division de fréquence, processus dans lequel chaque message module une porteuse haute-fréquence, et toutes les porteuses sont transmises simultanément à travers le même médium.

Modulation d'ondes continues

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On distingue trois principaux modes de modulation du signal

• Modulation d'amplitude

C'est la valeur de l'amplitude de la porteuse qui est modulée. On parle de modulation AM. Cette modulation correspond à une opération de multiplication (à ne pas confondre avec le mélange de signaux qui correspond à une opération d'addition).

• Domaines d'utilisation de la modulation AM:
  • Radio (GO, PO, OC)
  • Télévision hertzienne

• Modulation de fréquence

C'est la fréquence de la porteuse qui varie en fonction du signal à moduler. On parle de modulation FM. Les appareils nécessaires pour la modulation et la démodulation FM sont plus sophistiqués, mais en contrepartie le rapport signal/bruit et la dynamique sont largement supérieurs.

• Domaines d'utilisation de la modulation FM:
  • Radio FM
  • Télévision par satellite
  • Procédé couleur SECAM

• Modulation de phase

Dans ce cas, c'est bien évidemment la phase de la porteuse qui varie. On parle de modulation PM, bien que cette appellation soit rarement utilisée. Elle est compliquée à mettre en œuvre car le démodulateur nécessite l'utilisation d'un oscillateur de référence pour détecter les variations de phase. Son intérêt est qu'elle peut être utilisée en conjugaison avec la modulation d'amplitude sans que les deux signaux aient à subir de graves interférences.

• Domaines d'utilisation de la modulation PM:
  • Transmission des signaux horaires sur France Inter GO, en combinaison avec les émissions en modulation AM.
  • Procédés couleur PAL et NTSC, en combinaison avec une modulation AM.

• Autres variantes

En ne disposant que de 3 modulations de base les combinaisons possibles sont malgré tout nombreuses. Par exemple, on n'hésite pas à moduler en phase en amplitude plusieurs porteuses mélangées entre elles pour parvenir à des modulations de type FSK (frequency-shift keying) ou QPSK (Quad phase shift keying) utilisées pour les transmissions numériques (Modem, TNT, ADSL, DVB)

Par ailleurs, les radio amateurs ont l'usage de la BLU (bande latérale unique) où seule la moitié du spectre du signal AM est émise, selon qu'il s'agit de la moitié supérieure ou inférieure à la porteuse, on parle de bande latérale supérieure ou bande latérale inférieure.

Pour finir, citons également la modulation avec suppression de porteuse, c'est une modulation AM classique dont la porteuse a été supprimée du spectre d'émission. Cette modulation originale connait deux applications concrètes: la modulation du signal stéréo des émissions de radio FM et le cryptage du son de Canal plus.

Traitement du signal

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