Calculateur de modulation

Analysez les signaux AM, FM et PM : indice de modulation, limites des bandes latérales et estimation pratique de la bande passante.

Calculer les paramètres de modulation
Choisissez une modulation et saisissez les valeurs de la porteuse et du signal d'information dans des unités cohérentes.

À propos de la modulation des signaux

La modulation place l'information d'un signal basse fréquence sur une porteuse de fréquence plus élevée pour la transmettre efficacement. Radio, télévision, télémétrie, liaisons sans fil et de nombreux systèmes de mesure modifient de façon contrôlée l'amplitude, la fréquence ou la phase de la porteuse. Ce calculateur compare les trois méthodes analogiques classiques et fournit un indice sans dimension, une estimation de la bande occupée et des limites de fréquence utiles. En AM, l'amplitude de la porteuse suit la forme d'onde du signal d'information. Pour une sinusoïde unique, l'indice est le rapport de l'amplitude du message à celle de la porteuse. Un indice de 0.5 correspond à 50% de modulation ; au-delà de un, la surmodulation peut déformer l'enveloppe dans un récepteur classique. L'AM à double bande latérale produit des composantes à la fréquence porteuse plus et moins celle du message : sa bande passante vaut donc deux fois la fréquence maximale du message. En FM, la fréquence instantanée de la porteuse varie autour de sa valeur nominale. L'indice est la déviation de fréquence crête divisée par la fréquence du message. La FM produit théoriquement une infinité de bandes latérales, mais la règle de Carson estime la bande contenant l'essentiel de la puissance à deux fois la somme de la déviation crête et de la fréquence maximale du message. Le calculateur utilise l'expression équivalente avec l'indice. Cette estimation est courante pour planifier les canaux, mais les masques réglementaires et le spectre réel peuvent imposer une marge supplémentaire. La PM modifie la phase de la porteuse proportionnellement au message. Son indice est la déviation de phase crête en radians. Pour un signal à une seule tonalité, la déviation de fréquence crête vaut l'indice de phase multiplié par la fréquence du message. Carson donne donc deux fois cette fréquence multipliée par un plus l'indice de phase. FM et PM sont des modulations angulaires proches, mais la dépendance de la déviation envers la fréquence du message diffère. Les amplitudes de porteuse et de message sont affichées dans tous les modes pour faciliter la comparaison dans un même formulaire. Elles déterminent l'indice AM, tandis que la FM utilise la déviation de fréquence et la PM la déviation de phase crête. Les fréquences sont saisies en kilohertz, et les limites affichées restent en kilohertz. Ces bornes sont symétriques autour de la porteuse pour la planification ; elles ne recensent pas chaque bande latérale discrète. Utilisez les résultats pour les exercices d'initiation aux communications, les contrôles d'émetteurs, l'estimation de l'espacement des canaux et l'enseignement du traitement du signal. Les signaux réels peuvent inclure plusieurs fréquences, du filtrage, de la préaccentuation, du bruit et des effets non linéaires. Dans ces cas, retenez la fréquence modulante significative la plus élevée et vérifiez l'estimation avec un analyseur de spectre ou la norme applicable.

Exemples de modulation

Paramètres du signalRésultat calculéSignification
AM : porteuse de 10 V à 100 kHz, message de 5 V à 5 kHzIndice 0.5, bande passante 10 kHzLa porteuse est modulée à 50%, avec des bandes latérales à 95 et 105 kHz.
FM : porteuse 1000 kHz, déviation 75 kHz, message 5 kHzIndice 15, bande passante 160 kHzLa règle de Carson donne des bornes de planification proches de 920 et 1080 kHz.
PM : porteuse 500 kHz, déviation de phase 2 rad, message 10 kHzIndice 2, bande passante 60 kHzLa déviation de fréquence crête équivalente est de 20 kHz.

Comment utiliser le calculateur de modulation

  1. Choisissez la modulation d'amplitude, de fréquence ou de phase correspondant au signal.
  2. Saisissez l'amplitude et la fréquence de la porteuse, puis l'amplitude du message et sa fréquence significative maximale.
  3. En FM, saisissez la déviation de fréquence crête ; en PM, la déviation de phase crête en radians.
  4. Sélectionnez Calculer la modulation pour obtenir l'indice, la bande estimée et les limites de fréquence.
  5. Pour un système réglementé, comparez l'estimation aux masques de canal ou aux spectres mesurés.

Questions fréquentes sur la modulation

Que signifie l'indice de modulation ?

Il mesure la profondeur de modulation par rapport à la porteuse ou à la fréquence du message. Sa définition exacte dépend du mode AM, FM ou PM.

Que se passe-t-il si l'indice AM dépasse un ?

L'AM classique devient surmodulée et son enveloppe traverse zéro. Un détecteur d'enveloppe produit alors une distorsion, même si une détection cohérente peut encore récupérer l'information.

Quelle est la précision de la règle de Carson ?

Elle couvre environ 98% de la puissance d'un signal à modulation angulaire à une seule tonalité. C'est une estimation d'ingénierie, pas une frontière spectrale exacte.

Pourquoi la FM a-t-elle de nombreuses bandes latérales ?

Une modulation de fréquence sinusoïdale se développe en composantes de Bessel espacées de multiples entiers de la fréquence du message. Les ordres élevés deviennent moins importants, ce qui permet d'estimer une bande pratique.

La modulation de phase est-elle identique à celle de fréquence ?

Ce sont deux modulations angulaires, convertibles l'une en l'autre par intégration ou dérivation du message. Leurs indices réagissent différemment à sa fréquence : les définitions des entrées ne doivent pas être interverties.