Émetteurs TV Terrestres

Toute reproduction sans a

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3 -

1995

metteurs TV terrestres

Amplification linaire de puissance

par

Jean MICHEL

Ingnieur du Conservatoire National des Arts et MtiersIngnieur au Laboratoire Amplification de puissance de Thomcast

1. Signaux de tlvision

.............................................................................. E 6 155 - 21.1 Signal vidofrquence ................................................................................ 21.2 Signal modul en tlvision ....................................................................... 31.3 Organisation des rseaux terrestres .......................................................... 4

2. Amplification linaire de puissance

................................................... 6

utorisation du Centre franais dexploitation du droit de copie est strictement interdite. Techniques de lIngnieur, trait Tlcoms E 6 155 1

organisation, ou la mise en place, des rseaux terrestres de distribution dela tlvision date des annes 60-70. Elle ncessitait, elle ncessite toujours,

des metteurs de puissance.Un metteur tait essentiellement un tage amplificateur tube ttrode ou klys-

tron, avec ses organes de fonctionnement propre ou daide la qualit du signalmis.

Lvolution technologique, en particulier lapparition des amplificateurs tatsolide, a modifi lorganisation de lmetteur. Par ailleurs, les exigences de qualitde lmission, de sa fiabilit, du rendement de lquipement se sont accrues.

Le tube est devenu un simple lment de choix de ltage final. Le dfi de lmis-sion TV terrestre est maintenant lamplification linaire de puissance.

2.1 Schmas des metteurs TV terrestres ....................................................... 62.2 Quadriple linaire ...................................................................................... 82.3 Amplificateurs complmentaires ............................................................... 10

3. Amplificateur radiofrquence .............................................................. 173.1 Amplification du signal modul ................................................................. 173.2 Voie commune et amplification complmentaire..................................... 193.3 Critre de linarit ....................................................................................... 203.4 Amplificateur RF tube ttrode ou transistor........................................ 213.5 Autres tubes ; domaines dutilisation ........................................................ 233.6 Sauvegarde de lmission........................................................................... 24

4. Perspectives davenir.............................................................................. 24

L

METTEURS TV TERRESTRES _____________________________________________________________________________________________________________

Toute

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2

1. Signaux de tlvision

1.1 Signal vidofrquence

1.1.1 Reprsentation temporelle

Le principe de la tlvision est fait dune analyse point par pointde limage par la camra et dune reconstitution point par point decette image par le rcepteur.

La transmission de cette image est celle de trois paramtres essen-tiels associs chaque point : sa position dans limage dfinie parlabscisse

x

, lordonne

y

et la luminance

L

(degr de luminosit).Il parat donc ncessaire de transmettre trois fonctions

x

(

t

),

y

(

t

)et

L

(

t

) ; or, un systme de transmission ne sait transmettre quuneseule fonction

f

(

t

). Cest la luminance

L

(

t

) qui est transmise, les deuxautres

x

et

y

ltant grce une convention entre la camra et lercepteur, lanalyse de limage par balayage.

Dans le tube analyseur dimage de la camra, un pinceau lec-tronique recueille sous forme de tension le degr dclairement dechaque point. Le dplacement de ce pinceau est assur par un gn-rateur de balayage horizontal et un autre vertical.

Limage est analyse en lignes quasi horizontales successives. Unetension en fonction du temps est ainsi obtenue (figure

1

) ; elle estinterrompue la fin de chaq

top de synchronisation

, quiva dbuter ; le gnrateur dceau lectronique au bordnouvelle ligne. Le signal nosynchronisation et de 0,3 larrire de ce top de synchrpermettent le retour discreCe sont les

paliers de suppr

ligne permettent la transm

La variable

y

(

t

) est tranfin de chaque image, un plusieurs lignes permet dnouvelle image. Le gnrfaisceau lectronique au bnouvelle image.

Compte tenu de la rmande limage est divise en delyse les lignes impaires 1, 3Cest l

entrelacement

qui a

De mme que dans lorprcds et suivis de palieoutre, aprs chaque top imalignes tests et des inforlexploitant. Ces lignes conde limage, le rcepteur les

Do le schma complet

(figure

2

).

Prcisons que, pendant lales tops ligne sont rappebalayage horizontal de ma

1.1.2 Dfinition de l

Le rythme de transmissiopar seconde. Le nombre systmes qui ex is tentant 525, 625 ou 819. Le plest tudi dans la suite de

Figure 1 Signal dune ligne de tlvision reproduction sans autorisation du Centre franais dexploitation du droit de copie est strictement interdite. Techniques de lIngnieur, trait Tlcoms

ue ligne par un signal particulier, appel avertit le rcepteur quune nouvelle lignee balayage du rcepteur ramne son fais- gauche de limage pour dcrire cetterm 1 V comprend de 0 0,3 V lespace 1 V lespace luminance. lavant et

onisation, deux paliers au niveau de 0,3 Vt du spot sur un niveau dimage noire.

ession ligne. Ces tops de synchronisationission de la variable x (t ).

smise selon un procd analogue. latop image dune largeur quivalente

avertir le rcepteur du dbut duneateur de balayage vertical ramne leord suprieur de limage pour crire la

ence des tubes image, lanalyse verticaleux trames successives : la premire ana-, 5..., la seconde les lignes paires 2, 4, 6...mliore la permanence de limage.

ganisation ligne, ces tops image sontrs au niveau 0,3 V de limage noire. Enge, plusieurs lignes sont rserves desmations de service la disposition destituent une frise la partie suprieure met hors cran.

du signal, appel signal vidofrquence

dure du top image (de plusieurs lignes),ls pour permettre au gnrateur deintenir son rythme de fonctionnement.

image, largeur spectrale

n dune image anime est de 25 imagesde lignes danalyse varie suivant lest ou ont ex is t , les p lus us i tsus usuel est le 625 lignes, cest celui qui cet article.

La dure dune image tant de 20 ms, la dure dune ligne estde 64 s. Le nombre de lignes dtermine la dfinition verticale delimage, cest--dire la distance qui spare deux points danalyse jux-taposs sur un axe vertical de limage. Il est logique davoir la mmedfinition sur un axe horizontal de limage. Pour un format 4/3, letemps entre deux points dune ligne est :

t = (1/625) (3/4) 64 sUn circuit de constante de temps ragit un chelon de tension E

sous la forme v (t ) :

v (t ) = E [1 exp ( t / )]

Le temps de monte est dfini pour :

v = 0,9 E soit t = 2,3

La bande passante dun circuit du premier ordre satisfaisant cetemps de monte est :

= 2,3 1/(2 ) = 2,3 1/ [2 (1/625) (3/4) 64 106] = 4,77 MHz

Cest lordre de grandeur de la bande passante ncessaire auxcircuits vidofrquence qui doivent prsenter une courbe de rponseconstante depuis le continu (frquence 0) jusqu la limite F. Cettelimite F varie selon les standards. Elle est de 4,18 MHz en standardM ou N, de 5 MHz en standard B ou G et de 6 MHz en standard L,ces standards tant les plus usits (rapport CCIR 624-3).

Le signal de tlvision noir et blanc est ainsi dfini. Il doit trecomplt pour la tlvision couleur.

Figure 2 Signal vidofrquence

____________________________________________________________________________________________________________ METTEURS TV TERRESTRES


1.1.3 Signal tlvision couleur

Les trois principaux systmes de tlvision couleur sont : le NTSC (National Television System Committee), gnrale-

ment associ aux standards M, N ; le PAL (

Phase Alternation Line

), le plus frquemment associaux standards B, G ;

le SECAM (Squentiel mmoire), en norme L et parfois B, G.

Il nest pas dans lobjet de cet article dtudier les diffrentssystmes, mais seulement de connatre leur implication dans lesignal transmettre.

Toute volution des techniques en tlvision doit assurer lacompatibilit avec le parc de rcepteurs existants. Ainsi lespremires missions en couleur taient-elles reues essentiellementen noir et blanc.

Le signal tlvision couleur peut tre considr comme le signalen noir et blanc dfini prcdemment plus un signal damplitude 0,2 0,3 V superpos au signal luminance. Ce signal est modul enfrquence ou en phase autour dune frquence de 3,58 MHz enstandards M, N, de 4,43 MHz en standards B, G, L. Le rcepteur noiret blanc peut ignorer ce signal porteur des ifonctionner normalement.

D2 MAC/Paquet : un nouveau systme

Les progrs technologiques, et en particulrique de linformation, permettent lamlioranalogiques. De nombreuses solutions sontfamille des MAC ; le plus connu est le D2 MAtemporel en bande de base des composnumriques des sons.

Le systme est utilis en radiodiffusion dircompatible avec les rseaux terrestres de tsation dans les rseaux terrestres ncessirenouvellement du parc de rcepteurs, une addes rcepteurs existants.

1.1.4 Lignes tests

Les lignes tests sont des lignes particulirchaque trame. Elles permettent lexplovrifier, pendant la transmission du programfonctionnement du systme de transmission.compte de la linarit aux frquences basse(amplitude de la sous-porteuse couleur en luminance) qui est un autre compte rendu d

Une ligne test comprend, superposes unnance, des salves de frquences qui permquelques points de la bande passante.

Dautres contiennent des impulsions danelles permettent dapprcier la notion de temgroupe associ la bande passante.

1.1.5 Signaux types

La profession sest dote de gnrateurspermettent les rglages et les contrles de qtransmission hors programme transmis. Cesnaissance des configurations dimagpermettent surtout de rendre compte des pde transmission et de les comparer aux nobornera dcrire les plus importants et les plutaine de ces signaux types.

Le premier comprend un signal de lumin

gris variable

. Sur ce gris, on peut superposeren particulier un signal vobul qui permepassante ou le temps de propagation de groumission.

Le deuxime est constitu dune rampe linaire depuis le niveaudu noir jusquau niveau du blanc : cest le signal

dent de scie

.

Le troisime est le signal

en escalier

. Les marches descalier, aunombre de dix en gnral, se substituent la dent de scie prcdentedepuis le niveau du noir jusquau blanc. Le dpart de la dent de scieou de lescalier peut tre infrieur au palier de suppression : cestlinfra-noir.

On superpose, la dent de scie ou lescalier, un signal constant 3,58 MHz ou 4,43 MHz, damplitude crte crte 140 mV ou 280 mV.Ce signal reprsente la sous-porteuse couleur.

Ces signaux permettent de reprsenter la

Linarit Basse Fr-quence

par diffrenciation des marches de lescalier, le

GainDiffrentiel

par filtrage de la porteuse couleur, la

Phase Diffrentielle

qui reprsente lvolution de la phase du signal couleur en fonctiondu niveau de luminance et la

Phase Incidente

, notion qui seraprcise plus loin ( 2.3.3).

1.2 Signal modul en tlvision

1.2.1 mission bande attnue

utorisation du Centre franais dexploitation du droit de copie est strictement interdite. Techniques de lIngnieur, trait Tlcoms E 6 155 3

nformations couleur et

ier le traitement num-ation de ces systmes envisages, comme laC/Paquet, multiplexageantes analogiques et

ecte par satellite ; il estransmission. Son utili-terait, en attendant leaptation peu onreuse

es situes au dbut deitant de lmetteur deme, la qualit ou le bon Les principales rendents, du Gain Diffrentielfonction du niveau dee linarit ( 2.3.3.3.2).

niveau moyen de lumi-ettent le contrle de

s lespace luminance,ps de propagation de

de signaux types quiualit dune chane de

signaux types donnente particulires, maisossibilits de la chanermes imposes. On ses utiliss parmi la ving-

ance constante, appel un signal quelconque,t de relever la bande

pe de la chane de trans-

Un signal porteuse f est modul par le signal vidofrquence( 1.1.2) de spectre [0, F ]. La modulation est positive en standard Let ngative dans tous les autres (la modulation est dite positive sile niveau de porteuse crot lorsque le niveau de luminance crot).Le spectre double bande obtenu occupe un espace 2 F centr surf. Lencombrement spectral est important et limite le nombre decanaux possibles lintrieur des bandes de frquence alloues la tlvision.

Il est possible de rduire cet encombrement, en observant quunspectre double bande est redondant (il contient deux fois linforma-tion) et quil suffirait den transmettre une seule. Le spectre de basecomporte le continu, il nest pas possible de transmettre une seulebande, mais il est possible de rduire la seconde : cest lmission bande latrale attnue. Le respect de la bande de base constantede 0 F est obtenu grce au rcepteur flanc de Nyquist, dont larponse du circuit frquence intermdiaire (FI) est symtrique parrapport la porteuse dans la partie double bande. La somme de deuxsignaux quidistants de la porteuse est gale au signal corres-pondant une simple bande.

Sur le dessin du signal modul (figure 3), on peut observer quele signal couleur superpos la dent de scie est rduit de moiti la suite de la disparition dune bande latrale.

On appelle talon la partie rsiduelle de la bande attnue. Cetalon peut voluer selon les standards entre 0,75 MHz et 1,25 MHz,avec une valeur typique de 1 MHz.

1.2.2 Dfinition de la puissancedun signal modul en tlvision

Cest la puissance dun signal sinusodal pur dont lamplitude crte crte serait gale lamplitude crte crte du signal compositetlvision. Cette amplitude crte crte est obtenue pendant les topsde synchronisation en modulation ngative. En modulation positive,cette amplitude crte crte est obtenue pour un signal de luminanceau blanc auquel on a superpos la sous-porteuse couleur. Cette puis-sance du signal modul est, par dfinition, la puissance de lmetteurcapable dmettre ce signal.

1.2.3 Son en tlvision

Le son est gnralement transmis en modulation de frquencedune porteuse situe 0,5 MHz au-dessus de f + F. La puissance dela voie son est situe 10 dB de la puissance crte de limage. Ennorme L, la porteuse son est module en amplitude : 4 dB en crtede modulation par rapport la crte de modulation image.


Toute

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4

Systme bi-son

La ncessit de maintenir la compatibilit avec le matriel existanta encore une fois pes sur le choix du systme bi-son.

Dans la majorit des cas, en particulier dans les standards B et G,la porteuse initiale a t rduite de 10 dB 13 dB. cette porteuseinitiale de 13 dB, on a adjoint une seconde porteuse 20 dB dela crte image situe 0,25 ou 0,5 MHz au-dessus de la porteuseinitiale. La puissance crte quivalente est maintenue 10 dB.

Cette seconde porteuse peut tre module en frquence commela premire, ou module en phase par un signal numrique.

Le standard M ou N maintient une seule porteuse 10 dB. Ladeuxime voie son est assure par un systme multiplex sur le signalmodulant.

Au point de vue de la transmission, ce signal est subi commeune seule porteuse module en phase ou en frquence.

1.2.4 Encombrement spectral ;bandes alloues la tlvision

Le spectre complet du signal tlvision image + son(s) ncessiteun espace spectral qui var

Les bandes alloues la bande

I

: de 41 88 M bande

III

: de 162 2 bande

IV

: de 470 6 bande

V

: de 650 86

Nota :

ces limites de bande sont lquen Australie.

Avec un standard 8 MHnombre de programmes chaque programme invitenlisation de ces canaux.

1.3 Organisation

1.3.1 Plan de frque

Lconomie de canaux spuissance complts par dombre au regard de lm

La transmission dans ltlvision nest assure qusion et rception, soit un

avec

R

= 8 400 km, rayon

h

(km) hauteur de l

ce qui donne une distance 300 m.

En revanche, des condimettent des transmissionssubies comme des perturb

Les puissances rayonnecouverture de la zone de serdans des zones, plus loigLa hauteur de lantenne espylnes qui peuvent atteind

zones de service ressemble une carte administrative dessinant degrands dpartements franais dont le chef-lieu, lantenne, nest pastoujours au centre.

1.3.2 Antennes

Lantenne de rfrence est le doublet demi-onde qui reoitlnergie en son milieu. Ce doublet met suivant deux lobescirculaires dont le dessin est reprsent en coupe (figure

5

).

Exemples :

la limite dune arte vive provoque unteur sur la mme frquence

est rmise et reue, au-de

brouilleur constant. Il en esqui constituent des brouille

reproduction sans autorisation du Centre franais dexploitation du droit de copie est strictement interdite. Techniques de lIngnieur, trait Tlcoms

ie selon les standards de 6 8 MHz.

tlvision terrestre sont :Hz ;

30 MHz ;50 MHz ;0 MHz.grement diffrentes sur le continent amricain ainsi

z, il y a donc 62 canaux disponibles. Leet le nombre de canaux ncessaires t une gestion trs rigoureuse de luti-

des rseaux terrestres

nces

uggre lutilisation dmetteurs de fortede petits rmetteurs dans les zonesetteur principal.

es bandes de frquence alloues laen vue directe entre les antennes dmis-e distance :

d = (2 Rh )1/2

radiolectrique terrestre,

antenne ;

de 70 km pour une hauteur dantenne de

tions de propagation particulires per- beaucoup plus longues, qui sont alorsations dans les autres zones de service.

s sont donc ajustes la ncessit device en vitant de crer des interfrencesnes, fonctionnant dans le mme canal.t obtenue par lutilisation du relief et dere 300 m lorsque ncessaire. La carte des

une zone de service, un obstacle constituant effet de rfraction qui constitue un rmet- (figure 4). Lnergie reue est en 1/d 2. Ellel de la zone de service, en 1/d 4 en tant quet de mme des rflexions troposphriquesurs variables en fonction du temps.

Figure 3 mission bande latrale attnue

Figure 4 Conditions de propagation particulires

Figure 5 Rayonnement dun doublet



Sur le site privilgi, orthogonal au doublet, le gain est de 2,15 dBpar rapport la source isotropique. La superposition de ces doubletsdans un plan vertical accentue le caractre privilgi du site choisi.Le rapport du champ obtenu sur ce site au champ issu dun doubletconstitue le gain de lantenne.

Lantenne est gnralement organise en quatre panneaux fixssur un support central. Ce support central porte des rflecteurs dis-tants de

/4 du doublet, qui doublent le gain de lantenne. Le rsultatest un rayonnement omnidirectionnel. En modifiant le nombre defaces, on peut rduire langle de rayonnement pour lajuster la zonede service choisie (ajustage dazimut). Cette rduction dangle aug-mente dans le mme rapport le gain de lantenne dans la directionsouhaite.

La PAR (puissance apparente rayonne) est la puissance de lmet-teur multiplie par le gain du doublet (2,15 dB) et par le gain delantenne.

Une antenne omnidirectionnelle grand gain constitue de quatrefaces de 48 doublets prsente un gain de lordre de 15 dB.

Le rayonnement est lgrement inclin sur lhorizon (figure

6

).Cest un site ngatif, de 0,5 1,5

o

suivant les cas demploi, obtenupar le dphasage des doublets superposs.une couverture champ constant dans leslantenne et lhorizon.

Le vecteur champ lectrique

E

est parallce doublet et le champ lectrique

E

sont dlantenne est dite polarisation horizontaleverticale lorsque les doublets sont orientsCest la polarisation horizontale qui est gnrpagation tant moins affecte par les obsta

1.3.3 Signaux brouilleurs

Tout signal mis au-del de la zone de seun signal brouilleur dans les autres zones, sont celles qui rutilisent le mme canal, lele canal conjugu (les deux frquences ont ude la frquence intermdiaire des rcepteur

Le rapport maximal tolrable des signauutile est donn par la Recommandation Consultatif International des Radiocommunila nature du brouilleur et du cas demploi. Cde protection sont un lment de dterminnominale de chaque metteur situ lifrquences.

Il est possible damliorer ces rapports de pdcalages de frquence dun metteur par ralages de faible prcision, multiples de 1/12 delages de prcision, multiples de frquenceattnuent les effets visibles des brouilleurs sOn peut encore dans certains cas utiliser la pun metteur : lorthogonalit des ariens et doune protection de lordre de 20 dB.

Les chos sont des rflexions sur des obstsance une deuxime image dcale, la dparcours pouvant atteindre quelques microobstacles sont prs du rcepteur, il faut les tation optimale de lantenne. Si ces obstaclede lantenne dmission, il ne serait pas posimage fantme.

1.3.4 Multiplexeurs

Lmission simultane de plusieurs prograautant dmetteurs que de programmes. Ilsune seule et mme antenne au moyen de m

Loutil de base, le coupleur 3 dB, permeplexeurs ligne et filtres (figure

7

a

et

7b

Figure 6 Inclinaison du rayonnement de lantenneutorisation du Centre franais dexploitation du droit de copie est strictement interdite. Techniques de lIngnieur, trait Tlcoms E 6 155 5

Ce site ngatif permet rgions situes entre

le au doublet. Lorsqueans le plan horizontal,. Elle est polarisation dans le sens vertical.alement utilise, la pro-cles.

rvice est peru commedont les plus sensibless canaux adjacents oun cart gal au doubles).

x brouilleurs au signal655 du CCIR (Comitcations) en fonction dees rapports de niveauation de la puissance

ntrieur dun plan de

rotection par de lgerspport aux autres, dca- frquence ligne, dca-

trame. Ces dcalagesur la qualit de limage.olarisation verticale surnc des champs permet

acles qui donnent nais-iffrence des temps desecondes. Lorsque cesattnuer par une orien-s taient au voisinage

sible dchapper une

mmes de TV ncessite sont tous connects ultiplexeurs.

t de raliser les multi-).

Multiplexeur ligne (figure 7c )Avec des connexions identiques 2-5 et 3-8, le signal S1 , entrant

en 1, est transmis en 7, le signal S2 , entrant en 4, est transmis en 6.La ligne, de longueur lectrique L, entranant un dphasage multiplede 2 pour le signal S1 , de longueur donde 1 , la transmission de S1en 7 est maintenue. Si cette longueur L est un multiple impair de2/2, elle cre un dphasage de sur le signal S2 en 5, S2 est transmisde 4 en 7, les deux signaux S1 et S2 sont runis en 7. On doit doncavoir :

L = (2 n) 1 /2 = (2 n + 1) 2/2

La ligne L est dautant plus longue que les frquences f1 et f2 sontplus proches. La ncessit du respect de la bande passante de chaquemetteur donne la limite demploi de ce dispositif. Dans un systmede canaux de 8 MHz en bande IV et V, les numros des canaux ainsidiplexs diffrent au moins de 3 (soit 24 MHz).

Figure 7 Multiplexeurs


Toute

E 6 155

6

Multiplexeur filtres (figure 7d )Les liaisons 2-5 et 3-8 comportent deux filtres identiques de bande

passante ncessaire la transmission de S2 . S2 subit une trans-mission diagonale de 6 en 4. Tout signal S1 , de frquence f1 ext-rieure la bande passante des filtres, est rflchi par ces filtres etest transmis en 4.

Le multiplexeur filtres permet la runion de signaux de frquen-ces trs proches. Il est, en particulier, utilis pour runir le signalimage et le signal son dans un metteur voies spares, les filtrestant des cavits bande troite.

Selon les canaux prsents dans une station, le multiplexage sefait par une combinaison optimale de multiplexeurs ligne et demultiplexeurs filtres.

1.3.5 Sources de linformation transmettre

Lorsque lmetteur est associ au studio, il reoit sur son entrele signal vidofrquence en bande de base avec le signal audio fr-quence associ. Lorsque lmetteur est distant du centre de pro-duction, linformation est transmise par faisceaux hertziens etrestitue en bande de base

Les rmetteurs reoivensignal reu est gnraleme(FI) et rmis sur un autre

Lmetteur peut galemsatellites et alimenter les distribution urbaine.

Dune faon gnrale, ilsde rmetteur dans les diffMMDS (Microwave Multich

1.3.6 Puissances det rmetteurs

Le champ reu sexprim

Les valeurs minimales dle CCIR :

Bande

Champ minimal

Le CCIR fournit galemela distance pour une PARlantenne suffit alors dncessaire.

Les puissances des meallant de 5 50 kW. Dans deatteindre quelques centainquences techniques videntet rmetteurs de petite et kilowatt.

2. Amplificade puissa

Le paragraphe 1.1 dcritvolt. Le paragraphe 1.3.6 dsances dmission ncessadfinit le problme dun du volt, porteur dinformatioen respectant la qualit de

La solution est lamplific

Longtemps, puissance et linarit ont t des termes anti-nomiques. Cest pourquoi est apparu le concept damplificationcorrige.

2.1 Schmas des metteurs TV terrestres

2.1.1 metteur modulation sur ltage final

Ce procd tait le seul possible sur les metteurs jusquen 1970.Lamplification radiofrquence (RF) large bande ntait pasmatrise. Il tait prfrable damplifier la porteuse seule et de lamoduler au niveau de ltage final laide dun amplificateurvidofrquence de puissance (figure 8). Le schma reprsente unson modul en frquence. En norme L, la modulation damplitudetait galement applique sur ltage final. Les modulations sappli-quaient sur la cathode, la grille ou lanode du tube final.

Les voies son et image taient ensuite runies par un diplexeurqui assurait galement le filtrage de la bande attnue. Lensembletait ralis par une lourde combinaison de lignes coaxiales rigideset des charges de puissance.

La non-linarit de la fonction de modulation faisait apparatre des reproduction sans autorisation du Centre franais dexploitation du droit de copie est strictement interdite. Techniques de lIngnieur, trait Tlcoms

.

t linformation dun centre principal. Lent transpos en frquence intermdiairecanal, sans recours la bande de base.

ent recevoir les signaux provenant dettes de rseaux cbls qui assurent la

peuvent tre utiliss dans une fonctionrents systmes de diffusion tels que leannel Distribution Service ).

metteurs ncessaires

e en dB par rapport 1 V/m.e lintensit du champ sont donnes par

I III IV V+ 48 + 55 + 65 + 70 dB

nt les courbes du champ en fonction de de 1 kW. La connaissance du gain determiner la puissance de lmetteur

tteurs sont rparties dans une gammes cas trs rares, ces puissances peuvent

es de kilowatts. Sans raisons ni cons-es, on distingue une gamme dmetteursmoyenne puissances, qui va du watt au

tion linairence le signal vidofrquence au niveau duonne les ordres de grandeur des puis-

ires en kilowatts. Ce changement dunitmetteur TV : lever un signal de lordren, un niveau quivalent des kilowatts

cette information.

ation linaire de puissance.

dfauts sur le signal modul puis dmodul, donc sur le signal debase la rception. Nayant pas accs au signal modul, la correctionne pouvait se faire quen bande de base par prdistorsion.

chaque dfaut, son correcteur ; cest lorigine du conceptdamplification corrige. Les paramtres mesurs et corrigs taientla Linarit BF, le Gain Diffrentiel et la Phase Diffrentielle.

2.1.2 metteur frquence intermdiaire

2.1.2.1 Intrt de cette frquence intermdiaire

Le plus grand intrt de cette apparition dune frquence inter-mdiaire (figure 9) tait deffectuer le filtrage de la bande attnue petits niveaux et une frquence constante en FI, quelle que soitla frquence dmission. Lintrt conomique est vident. Ce filtretait ralis en constantes localises.

Lintrt technique tait de pouvoir y associer le correcteur detemps de propagation de groupe (TPG) avec accs indpendant auxdeux bandes latrales, alors que dans lancien systme la correctionTPG ne pouvait se faire quen vidofrquence, elle ne pouvait rienfaire pour corriger la bande attnue.

2.1.2.2 Temps de propagation de groupe

La transmission fidle dun spectre vidofrquence, ncessite : une bande passante constante ; la linarit, cest--dire un gain constant quel que soit le

niveau ; un temps de propagation de groupe constant, cest--dire une

variation de phase linaire en fonction de la pulsation.

= () + 0Le temps de propagation de groupe est () = d /d . Lunit de

temps utilise est la nanoseconde (109 s). Autre faon dappr-hender cette notion de TPG : une transmission large bande supposela transmission dun signal compos de plusieurs frquences ; pourmaintenir ce signal en sa forme, il est ncessaire que ces diffrentesfrquences subissent un gal temps de transit entre-sortie de lachane de transmission.

Ce temps () peut varier dans la bande pour diverses causes, maisil prsente systmatiquement une grande variation lextrmit dela bande.

De mme, dans un filtre passe-bande, on a = () + 0 de 1 2 , pulsations limites de la bande. Chaque extrmit de bandeprsente gnralement une grande variation du TPG ( ) qui doittre corrige par une association de quadriples de type passe-tout(bande passante constante).



Depuis 1980, le filtrage FI est ralis en surface. La synthse de ces filtres permet bande avec TPG constant. Au niveau de cettest rsolu.

Ce paramtre ( ) doit tre toujours surdamplification. En particulier, le diplexeurvariation de TPG lextrmit de la bandequence son). Cette variation est compensableune seule bande latrale est concerne par quence symtrique est supprime dans lau

Cette notion importante de variation de TPGdans les circuits qui font lobjet de la suite deutile.

2.1.2.3 Incidence sur les problmes de

Lamplification comportait toujours despares. Un correcteur FI est apparu dansobjectif la Linarit BF ou le Gain Diffrentmtres semblaient de nature diffrente. De svidofrquence taient toujours utiliss, lsemblait chapper compltement la compt

cette poque ont eu lieu les premirescommune laide damplificateurs de classede correcteurs dintermodulation.

En fait, le rendez-vous avec une amplification linaire na pas eulieu ; on en est rest lamplification corrige. Dautant plus quectait lpoque de la modlisation algbrique de la caractristiquede transfert par un polynme. Ve tant le signal dentre, on obtientle signal de sortie Vs par la relation :

En prenant Ve = A1 sin 1t + A2 sin 2t + A3 sin 3t et en limitant

le polynme au terme , il est possible de prvoir un certain

nombre de problmes apports par un amplificateur ou une chanedamplification dont la caractristique de transfert est modlise parun tel polynme.

Il est tonnant que ce modle ait sous-tendu une quantitinnombrable de travaux et de publications, sans que sa validit aitt vrifie :

les rsultats sont contredits par lexprimentation ; certaines expressions de ces rsultats ne rsistent pas un

raisonnement par labsurde : le produit de pulsation (22 3) estindpendant de A1 et donc de la prsence ou de labsence du signalde pulsation 1 , ce qui est absurde puisque le niveau dentre varieavec A1 qui dtermine la partie de la caractristique Vs = f (Ve )

Figure 8 metteur TV modulation sur ltage final

Figure 9 metteur TV frquence intermd

Vs K1Ve K2Ve2 K3Ve

3 KnVe

n+ +++=

K3Ve3utorisation du Centre franais dexploitation du droit de copie est strictement interdite. Techniques de lIngnieur, trait Tlcoms E 6 155 7

technologie onde dedobtenir des filtres dee fonction, le problme

veill dans une chane prsente une grande

image (prs de la fr- en vidofrquence, carcette correction ; la fr-tre bande latrale.

sera suppose rsolue cet article, sauf rappel

linarit

s voies son et image la FI image avec pouriel, car ces deux para-orte que les correcteursa Phase Diffrentielleence dun correcteur FI.

amplifications en voie A surdimensionns et

sollicite.

Ces articles descriptifs ne suggraient pas de solution. Lanon-linarit a continu tre subie comme une ralit incontour-nable. Les mesures de test et de qualification se sont multiplies surle signal dmodul en sortie de lmetteur. Les principales sont rap-peles sur la figure 9.

Pour satisfaire ces tests, les correcteurs et systmes de correctionse sont multiplis et sont difficiles harmoniser.

Cette faon danalyser les effets et produits de non-linarit, quelon appellera dsormais produits de linarit dans la suite de cetarticle, fait quun dfaut unique sur lamplificateur est trait commeune multitude de dfauts juxtaposs.

Do une nouvelle attitude plus volontariste qui sexprime ainsi : Si vous navez pas besoin de produits de linarit, soyez linaires .

2.1.3 metteur amplification complmentaire

Lmetteur (figure 10) est essentiellement constitu de deuxparties. La premire, traitement de signal, permet dobtenir, petitsniveaux (le volt), des signaux en frquences intermdiaires son etimage. Ces signaux moduls ont la qualit exige en sortie delmetteur :

la bande FI image est conforme au gabarit dmission (sensdirect ou invers) ;

le temps de propagation de groupe est constant ; toutes les mesures de linarit proprement dites et celles qui

sy rapportent telles que Phase Diffrentielle, Phase Incidente etbruits divers sont satisfaisantes, cest--dire qu la sortie de cettepartie que lon peut appeler lmetteur de base aucune prcorrectiondu signal destine compenser un quelconque dfaut de la chanedamplification napparat, hormis la prcorrection de TPG dudiplexeur en mission voies spares.

La seconde partie est constitue dune ou deux chanes dampli-fication de puissance suivant que lmission se fait en voies sparesou en amplification commune de limage et du son ou bi-son.

La diffrence entre lmission voie commune et lmission voiesspares est que lune ncessite une chane damplification linairel o la seconde en ncessite deux. Ces chanes comprennent lechangement de frquence FI/RF, cette fonction peut tre considrecomme transparente aux problmes de linarit.

Ltude des metteurs terrestres de tlvision se ramne doncessentiellement ltude de lamplification linaire de puissance.

iaire


TouteE 6 155 8

2.2 Quadriple linaire

Une chane damplificatiodriple qui reoit sur son esignal Vs .

Le signal dentre Ve estsomme de signaux indpmoduls. Le rsultat de ladtion, une amplitude en fon

Un signal peut tre caraniveau crte.

Largeur spectraleQuel que soit le nombre

les deux extrmes dfinissmer de deux faons : en fr(avec = 2f ).

Niveau crte |Nc|Lamplitude maximale d

atteint par instants la somsantes : cest son amplitudniveau |Nc| correspond la plope Power ). La puissansinusodal pur dont lampli

2.2.1 Fonction de tra

La fonction de transfert eet la sortie du quadriple : module et la phase de

T ()

Cette fonction se reprse2 , limites du spectre du s

Il manque dans cette reprle niveau N. Il est vident qlimite demploi, la limite exfaut alors un espace trogaranti, soit le niveau crte

Dans ce cas, la fonction drectangle dcoup sur un cdu vecteur T (, N ) de 1

Figure 10 metteur TV amplification complmentaire reproduction sans autorisation du Centre franais dexploitation du droit de copie est strictement interdite. Techniques de lIngnieur, trait Tlcoms

n peut tre considre comme un qua-ntre un signal Ve et dlivre en sortie un

un signal modul en amplitude ou uneendants qui eux-mmes peuvent tredition de ces signaux est une seule fonc-ction du temps.

ctris par sa largeur spectrale et son

de raies spectrales composant le signal,ent la largeur spectrale qui peut sexpri-quence [f1 , f2] ou en pulsation [1 , 2]

un signal, somme de plusieurs autres,me des niveaux maximaux des compo-e maximale ou niveau crte |Nc|. ce

uissance PEP (terme anglais : Peak Enve-ce PEP est la puissance dun signaltude est gale Nc .

nsfert dun quadriple linaire

xprime le rapport existant entre lentreVs = T () Ve . On peut faire apparatre le T () en lcrivant sous la forme :

= () exp [j ()] (1)nte dans le plan complexe x Oy de 1 ignal considr (figure 11a ).sentation un paramtre important : cestue tout quadriple, mme passif, a unetrme tant le niveau de destruction. Il

is dimensions, o Nc est soit le niveau explor.

e transfert se reprsente par un pseudo-ylindre, lieu gomtrique de lextrmit 2 et de 0 |Nc| (figure 11b ).

T (, N ) tant constant en fonction de N, lutilisation de loprateurmathmatique j reste valable, de mme que lexpression :

T (, N ) = ( ) exp [j ()] (2)

2.2.2 Fonction de transfert dun quadriple quelconque

Cette fonction se reprsente dans le mme espace trois dimen-sions. Mais le pseudo-rectangle prcdent a t consciencieusementfroiss et grossirement remis en forme et en place devant le tridrede rfrence (figure 11c ).

Loprateur j ne sait grer quun espace deux dimensions, le plancomplexe.

La fonction de transfert dun quadriple quelconque ne peutscrire que sous la forme :

T (, N ) = (, N ) f [ (, N )] (3)

Figure 11 Reprsentation de la fonction de transfertdun amplificateur



2.2.3 Condition de linarisation

Cest la possibilit de remonter de lexpression (3) lexpression(2) lorsque (, N ) et (, N ) sont constants quel que soit N, ce quiscrit :

2.2.4 Caractristiques de transfert

On utilise les graphes de la caractristique Vs = f (Ve) et de la carac-tristique s = f (Ve). En supposant le gain de lordre de 1 (0 dB) ouen graduant les axes de faon convenable, la linarit du modulese reprsente par la premire bissectrice (figure 12a ), la linaritde phase par un rseau de droites parallles quidistantes pour desaccroissements constants de la pulsation (figure 12b ).

En traits pleins apparaissent des exemples de graphes non lin-aires.

Suivant les besoins, on utilisera galemetransfert |Vs| = f (|Ve|) dont le graphe se reprle premier cadran.

2.2.4.1 Modlisation gomtriquede la caractristique de transfe

La caractristique de transfert |Vs| = f (|Vepuissance prsente au moins une zone non linla saturation (figure 13a ). Au lieu de modpolynme, il est approch par une ligne(figure 13b ). Le nombre de segments accrotmation sans en changer le principe.

De mme que le polynme tait limit gomtrique simplifi est limit une lign(figure 13c ). Il sera suffisant ltude du p

La modlisation quivalente est une assoples en parallle : un amplificateur en clas deux tats, lun bloqu et lautre passantde phase avec le premier amplificateur (figu

2.2.4.2 Modlisation de lamplificateur

Un gnrateur de courant, fonction du sigcourant dans une charge rsistive qui dtpondant la partie linaire de lamplificateu

En parallle avec cette charge R1 , on pladune diode Zener Z et dune rsistance Rtension Vs atteint la tension Zener Vz , le gndeux rsistances en parallle, le gain changla seconde partie de la caractristique de tr

Pour complter ce modle, il suffit de faitance X en parallle avec R2 ou mme dephase de la fonction de transfert de lamlorsque la tension Vs va atteindre Vz . Cest ldiffrentielle :

de la fonction de transfert. Il ny a pas de rle gain diffrentiel et la phase diffrentielle. que la prsence dune ractance suffit faire rentiel et la phase diffrentielle. Il ne peut y adiffrentiel, linverse ntant pas vrai. Cest graphes des caractrist iques de tranparagraphe 2.2.4. La caractristique = f (Vexploitation graphique. Elle ne sera plusconvient de se souvenir que toute non-linarVs = f (Ve) peut tre accompagne ou non du

, N( )N 0= , N( )N 0=

2

1 0Nc

, N( )Nutorisation du Centre franais dexploitation du droit de copie est strictement interdite. Techniques de lIngnieur, trait Tlcoms E 6 155 9

nt la caractristique desente uniquement dans

rt

|) dun amplificateur deaire avant datteindre

liser ce graphe par un brise n segments la finesse de lapproxi-

lordre trois, le modlee une seule brisure

rincipe.

ciation de deux quadri-se A linaire, un autre linaire en oppositionre 13d ).

de puissance

nal dentre, dbite sonermine le gain corres-r (figure 14).ce un diple constitu2 en srie. Lorsque larateur dbite dans lese de valeur, on obtientansfert simplifie.

re apparatre une rac- la substituer R2 . Laplificateur va changerapparition de la phase

elation prvisible entreLe seul fait retenir estapparatre le gain diff-voir de phase sans gaince qui apparat sur lessfert voques au

e) se prte mal une reprsente, mais ilit de la caractristiquene phase diffrentielle.

Figure 12 Caractristiques de transfert dun amplificateur rel

Figure 13 Modlisation gomtriquedune caractristique de transfert


TouteE 6 155 10

2.3 Amplificateurs complmentaires

Lamplificateur de puissance, modlis par la mise en parallle desquadriples 1 et 2, est complment par lassociation en parallledes quadriples X et Y (figure 15).

1 et X sont des quadriples linaires, 2 et Y sont des quadriples deux tats, lun bloqu, lautre passant linaire. Linversion despentes dans les quadriples Y et 2 montre lvidence que lasso-ciation directe en srie des deux montages est linaire. Cetteassociation nappellerait pas dautres commentaires si ce ntait sonpeu dintrt conomique. En fait, lamplification complmentaireest ralise petits niveaux. Il faut donc considrer lexistence dunechane damplification entre lamplificateur complmentaire etltage de puissance. Il est transmettre et en particulilinaire transmet fidlemenLes particularits ne viennedriple 2, au signe de la p

Ltude de ce quadriplecest la cl de vote de la Elle permet de dfinir lesqualits ncessaires aux amdes considrations utiles su

2.3.1 Quadriple dlautre passant

2.3.1.1 Schma quivale

Le passage dun tat lale schma quivalent (figK (Ve V0) qui dlivre tracourant Is dans une implaquelle apparat une tensila tension est nulle, mais laest infinie. Cest pourquocommand par un compar

2.3.1.2 Le courant Is = f

Le courant Is = f (t ) est unlinterrupteur souvre et, aude discontinuit de la fonc

Si limpdance Zc est unlimage du courant Is . paron obtient la tension Vs (t )position en srie de Fourie

La priode T de Ve (t ) esdes priodes des signaux ction p, plus grand commummes signaux.

Les coefficients de la dcsont donns par les relatio

Deux amplificateurs sont dits complmentaires lorsque leurscaractristiques de transfert (module et phase) sont telles que lacaractristique globale du quadriple constitu par leur mise ensrie est linaire.

q0 1T( ) t1t2

Vs dt ...+ +=

an 2T( ) t1t2

Vs cos npt(=

bn 2T( ) t1t2

Vs sin npt(=

Figure 14 Modlisation dun amplificateur de puissance reproduction sans autorisation du Centre franais dexploitation du droit de copie est strictement interdite. Techniques de lIngnieur, trait Tlcoms

alors ncessaire de connatre le signaler le spectre de ce signal. Le quadriple At le signal Ve quil reoit sur son entre.

nt que du quadriple Y, identique au qua-ente prs.

de type Y (ou 2) est donc essentielle ;complmentarit et donc de la linarit. conditions de la complmentarit, les

plificateurs et, au passage, elle permetr les classes de fonctionnement A, B, C.

eux tats, lun bloqu, linaire

nt

utre est le seuil V0 . Dans ltat passant,ure 16) est un gnrateur de tensionvers son impdance interne Z i , finie, undance de charge Z c aux bornes deon Vs . Lorsque , non seulement rsistance interne de llment bloqu

i le schma comporte un interrupteurateur.

(t )

e fonction continue, car il est nul lorsque moment o il se referme, il ny a pas

tion Is = f (t ).e rsistance pure Rc , la tension Vs est

tir dun signal modul Ve (t ) (figure 17a ), = Rc Is (t ) dont on peut faire la dcom-r.

t le plus petit commun multiple (PPCM)onstituant Ve . Il y correspond la pulsa-n diviseur (PGCD) des pulsations des

omposition en srie de Fourier de Vs (t )ns :

La fonction Vs (t ) scrit :

Vs (t ) = q0 + a1 cos (pt ) + ...+an cos (npt ) + ...+ b1 sin (pt ) + ...+bn sin (npt ) + ...

ou encore :

Vs (t ) = q0 + q1 cos (pt +1) + ... + qn cos (npt + n ) + ...

Les arches constituant la fonction Vs (t ) dans lintgrale sont desimages de celles de la fonction Ve (t ). Les bornes dintgrationt1 , t2 , ..., tm sont racines de lquation Ve V0 = 0.

Ve (t ) tant le signal de synthse de plusieurs signaux, on endduit que :

lamplitude et la phase de chaque produit de linarit ( 2.1.2.3)sont fonction de lamplitude et de la phase de chaque signalconstituant Ve ;

rciproquement, tout signal constituant Ve participe llabo-ration de chaque signal produit de linarit ;

Ve V0

t2m 1

t2m

Vs dt

) dt ... t2m 1

t2m

Vscos npt( )dt+ +

) dt ... t2m 1

t2m

Vs sin npt( ) dt+ +

Figure 15 Amplificateurs complmentaires

Figure 16 Quadriple 2 tats : schma quivalent



consquence : deux amplificateurs ne peuvent tre compl-mentaires qu condition de fonctionner dans le mme domainespectral dans le respect des amplitudes et des phases de chaquesignal constituant.

Le spectre du signal produit de linarit est un spectre discret,les raies sont des multiples de la pulsation p, PGCD des diffrentespulsations constituant le spectre dorigine. Or, au cours du temps,dans un signal composite, les diffrents constituants voluent defaon alatoire comme le contenu dune image de tlvision ; lapulsation p prend donc des valeurs alatoires de sorte que duspectre discret on passe un spectre continu.

La rparation spectrale est une fonction continue depuis la fr-quence 0 (continu) jusqu la frquence infiniment grande avec dif-frentes densits spectrales suivant les zones de frquence.

Pour affiner la connaissance de cette rpartition spectrale, il fautsavoir que la frquence F, limite de la bande de base, est trs petitedevant la frquence f de la porteuse (figure 17b ). Le calcul des coef-ficients de la srie de Fourier du signal Vs (t ) consiste intgrer lesarches de Vs visibles sous les arches apparaissant dans la priode Tdu signal enveloppe de modulation.

Cette surface est constante, quelle que soit la frquence de Ve etdonc de Vs , tant que cette frquence est grandu signal enveloppe.

Ces constatations tant faites, la dcomposde la fonction Vs (t ) sobtient en deux phase

La porteuse scrit :

q0 + q1 cos (t ) + ... + qn cos (n

Les coefficients ne dpendent que du ranglangle douverture.

Chaque terme de la srie porteuse essomme de la dcomposition en srie de Four

Q0 + Q1 cos (pt + 1) + ... + Qm cos (

La fonction Vs (t ) = R Is (t ) scrit :

Vs (t ) = q0 [Q0 + Q1 cos (pt + 1) + ... + Qm + q1 cos (t ) [Q0 + Q1 cos (pt + 1) + ... + Qm + ...+ qn cos (t ) [Q0 + Q1 cos (pt + 1) + ... + Qm + ...

Cette expression simplificatrice a le mrignral du spectre de linarit obtenu.

Le spectre du signal dentre Ve ne privilla porteuse pouvant occuper une positionspectre, y compris une frquence limite f1 ou fde base est gale la largeur totale du spele cas limite quest fait le dessin du spectre

Lexpression mathmatique de Vs (t ) emontrent que les densits spectrales ne dquence, mais seulement du rang de lharmo

Ainsi, dans un metteur de tlvision, leobtenus la sortie dun quadriple de typede la sortie dun quadriple de type 2, modsont semblables, linversion de la phase p

La transposition de frquence, qui nest rielation spectrale le long de laxe des frquedence des spectres Y et 2. La complmentaFI et dun amplificateur RF est donc possible, lde frquence est transparente aux problmeSeule la complmentarit dans le domaine dfera apparatre une lgre diffrence suivansition. (Le recoupement des spectres de linarde la condition .)F futorisation du Centre franais dexploitation du droit de copie est strictement interdite. Techniques de lIngnieur, trait Tlcoms E 6 155 11

de devant la frquence

ition en srie de Fouriers.

t ) + ...

de lharmonique et de

t modul par le signalier du signal modulant :

mpt + m) + ...

cos (mpt + m) + ...]cos (mpt + m) + ...]

cos (mpt + m) + ...]

te de dcrire le dessin

gie aucune frquence, quelconque dans le

2 . Dans ce cas, la bandectre [f1 , f2]. Cest dans Vs = RIs (figure 18).t son dessin spectralpendent pas de la fr-nique considr.

s spectres de linarit Y ralis en FI et celuile de lamplificateur RF,rs.

n dautre quune trans-nces, permet la conci-rit dun amplificateur

a fonction transpositions de complmentarit.e la phase diffrentiellet le sens de la transpo-it en FI illustre la limite

2.3.1.3 La tension Vs = f (t )

La tension Vs = f (t ) peut tre discontinue.

Le schma quivalent au quadriple deux tats ( 2.3.1.2) sup-posait que Zc tait une rsistance pure Rc de sorte que Vs (t ) taitlimage de Is (t ). Lorsque linterrupteur tait ouvert, la tension Vs (t )tait nulle limage de Is (t ).

Figure 17 Quadriple 2 tats : fonctionnement

Figure 18 Spectre de Is en frquence intermdiaireet en radiofrquence


TouteE 6 155 12

Si Zc est autre chose dindtermin, il faut, pendant le tempsdouverture de linterrupteur, reprsenter Vs (t ) par un trait pointillsynonyme dindtermination. seul titre dexemple, Zc peut trelimpdance dentre dun quadriple constitue dune rsistanc Rcsur son entre. Un gnrateur de courant trs grande impdanceinterne dbite dans Rc . Il ne modifie rien la tension Vs (t ) prc-dente pendant la fermeture de linterrupteur, mais Vs (t ) est limagede ce gnrateur de courant pendant louverture de linterrupteurdu schma quivalent. Cet exemple illustre en fait la ralit duncircuit de charge dun lment (tube ou transistor) amplificateur.

Un circuit dadaptation dimpdance permet partir de la charge50 , impdance de lantenne ou impdance de connexion de deuxtages en srie, de prsenter llment amplificateur limpdanceconjugue son impdance interne, lorsque cest possible, ou plusgnralement la droite de charge la mieux adapte au fonctionne-ment du tube ou du transistor.

Ce circuit dadaptation a une bande passante de 10 MHz (ordrede grandeur) dans le cas dun tube ; elle peut tre dune octave pourle transistor. Cette bande passante naturelle fait quun circuit dadap-tation dimpdance est une combinaison dun transformateur derapport n et dun filtre passe-bande (figure 19). Le schma quivalent un filtre est un circuit oscde rsonance peut prendrecette bande passante. De srieure cette bande passaau tube est un circuit R (= 5

Cest ici quapparat toudans le schma quivalentoscillant cart de sa positune nergie potentielle quiposition dquilibre, l odonn lui-mme reconsconstituer un signal quasi siindiqus sur la figure 20 su

Il apparat que le signal dclasse A, le gain en classe signal constant, la partie hction, le gain en rendemen

La reprsentation spectrquau fondamental. Quelqules harmoniques. Le circuitrassemble sur le fondamen

Ce phnomne peut emcanique : lensemble pisun mouvement linaire puavec un rendement apparereprsenterait la classe A d

2.3.2 Conditions de

Elles sont la consquencdriple deux tats.

2.3.2.1 Domaine spectra

Le signal Ve , entre du qcoefficients de la srie de Fovalent au quadriple deuxtre identiques en modulsignaux Ve doivent compmentales.

Les spectres de linaritquence absolue. Ils dpendcest--dire du rang de lha

Figure 19 Spectre de Vs en FI et en RF reproduction sans autorisation du Centre franais dexploitation du droit de copie est strictement interdite. Techniques de lIngnieur, trait Tlcoms

illant agile, cest--dire que sa frquence une valeur quelconque lintrieur de

orte qu tout signal de pulsation int-nte la charge prsente au transistor ou0/n 2), L, C parallles, avec LC2 = 1.

te limportance de linterrupteur inscrit au quadriple deux tats. Un circuition dquilibre, tel un pendule, acquiert se transforme en nergie cintique la linterrupteur souvre. Le circuit aban-titue lalternance complmentaire pournusodal. Diffrents oscillogrammes sontivant langle douverture du gnrateur.

e sortie est constant de la classe B laB est gal au gain en classe A. Pour ce

achure reprsente la surface de condu-t de la classe B est ainsi illustr.

ale de Vs (t ) ne montre plus dnergiees traces rappellent la bande de base et oscillant ne cre pas dnergie, mais latal.

ncore tre illustr par une analogieton bielle volant dinertie transformels en mouvement circulaire uniformemment suprieur au systme rotatif quians cette analogie.

la complmentarit

e de ltude prcdente ( 2.3.1) du qua-

l

uadriple de type Y ou 2, dtermine lesurier du signal Is (t ) dans le schma qui- tats (figure 16). Ces coefficients doivente pour les deux quadriples, les deuxorter les mmes composantes fonda-

obtenus sont indpendants de la fr-ent seulement de la frquence relative,rmonique.

Le changement de frquence opre une translation du spectre,avec ou sans inversion. On peut donc faire concider un spectre delinarit conu en FI avec celui cr en RF, condition que le filtragede la bande attnue soit fait avant le premier ou aprs le dernierdes amplificateurs complmentaires.

cette condition, les deux amplificateurs complmentairespeuvent tre considrs fonctionner dans le mme domaine spectral,bien que lun fonctionne en FI et lautre en RF.

2.3.2.2 Largeur de spectre

Lcart absolu des frquences des diffrents harmoniques tantdiffrent en FI et RF, la complmentarit nest possible que danslespace frquence du fondamental.

Seul le spectre de linarit attach au fondamental FI est transmis.I l est dj fi l t r par le c i rcui t osc i l lant dcr i t dans le

Figure 20 Tension de sortie du quadriple 2 tatssur circuit oscillant



paragraphe 2.3.1.3. Ce circuit favorise le spectre fondamental. Uncomplment de filtrage est ralis par le filtre passe-bande nces-saire pour liminer la frquence image de conversion. Ce filtre estsitu en RF aprs la conversion.

la sortie de lamplificateur de puissance, le spectre de linaritattach au fondamental est galement privilgi et dj filtr par lecircuit oscillant du schma quivalent du paragraphe 2.3.1.3. Gn-ralement, un filtre passe-bande supplmentaire est utilis. Ce filtreassure la transmission du spectre essentiel et limine les raiesextrieures.

Dune faon gnrale, le spectre transmis entre les deux ampli-ficateurs complmentaires doit tre plus large que le filtrage ensortie.

On peut fixer une largeur typique de ce spectre trois fois la largeurdu spectre utile. Dans des cas particuliers, cette largeur peut trerduite.

2.3.2.3 Transmission bande passante et tempsde propagation de groupe constants

La chane damplification intermdiaire entre les deux amplifi-cateurs complmentaires est suppose linsignal transmettre. Ce signal est la sommissu du quadriple Y et du signal issu du quadest identique au signal dentre.

Le respect du signal global se limite constante et un temps de propagation deparagraphe 2.1.2.2, il est prcis que les variaaux limites dun circuit passe-bande. Il y a alraliser un correcteur de TPG ou faire en sortede ces circuits soit plus large que ncessairede TPG se situent au-del des limites du spe faire galement au paragraphe 2.3.2.2 lorsbande passante de lamplificateur intermdique le filtre passe-bande de sortie.

2.3.3 Gain diffrentiel et phase d

2.3.3.1 Linarit simple

La transmission dcrite au paragraphe 2.3lentre de lamplificateur de puissance mquadriples 1 et 2 en parallle (figure 15). Lefidlement ce signal en sortie. Le quadriplson entre, cest Ve , le signal dentre du schdriple deux tats du paragraphe 2.3.1.

Le quadriple 2 tant semblable au quadlinarit produit est le mme, au signe prscateur de puissance, les deux spectres de linla voie linaire 1, lautre cr par la voie 2, gaux en module et opposs en phase.

Le signal Ve (2), considr comme signacateur de puissance, est lgrement diffrentamplificateur complmentaire. Ve (2) contienlinarit produit dans lamplificateur complrapport de ces signaux, le spectre de lindevant Ve , responsable au 1

er ordre des chaque composante du spectre de linaritfait le cas, les petits carts sont pris en comptement du seuil V0 et de lefficacit de lmentaire (ces deux ajustements se font arsultat).

Lorsque lannulation du spectre de linaritdans la bande de frquences transmises enteurs complmentaires, il faut encore liminbande les frquences extrieures. Il ne reste pdu signal Ve , signal dentre du premier mentaire.

Lamplification linaire de puissance est sortie est identique au signal dentre lam

2.3.3.2 Linarisation en prsence de phase diffrentielle

La phase diffrentielle est suggre et modlise dans leparagraphe 2.2.4.2. Elle peut tre reporte sur le schma synoptiquede deux amplificateurs complmentaires (figure 15). Le dphasage,quelle que soit sa nature, inductif ou capacitif, dans le modle delamplificateur non linaire, peut tre reprsent de faon synoptiquepar un condensateur situ larrire ou lavant du quadriple 2.Ce condensateur entrane un dphasage de toutes les raies du spec-tre de linarit par rapport aux raies du spectre principal de la voielinaire.

Pour maintenir lannulation du spectre de linarit en sortie, il fautmaintenir lopposition de phase des produits de linarit. Danslamplificateur complmentaire, il est alors ncessaire doprer lemme dphasage du spectre de linarit par rapport celui de lavoie linaire. Cest le rle du condensateur situ lavant ou larrire du quadriple Y. Sa place et la valeur de sa capacit peuventvarier selon le sens du changement de frquence, direct ou inverse.Cest le seul domaine o intervient la fonction changement de fr-quence. Elle est totalement transparente aux autres problmes delinarit.

Cette compensation de phase tant faite, le rsultat obtenu est leutorisation du Centre franais dexploitation du droit de copie est strictement interdite. Techniques de lIngnieur, trait Tlcoms E 6 155 13

aire pour le niveau due du signal de linaritriple X dont le spectre

une bande passante groupe constant. Autions de TPG se situentors deux solutions : ou que la bande passante au spectre (les erreursctre). Cest la remarqueque lon prcise que laaire doit tre plus large

iffrentielle

.2.2 amne le signal odlis par les deux

quadriple 1 transmete 2 reoit ce signal surma quivalent au qua-

riple Y, le spectre de. En sortie de lamplifi-arit, lun transmis par

sannulent, car ils sont

l dentre de lamplifi- de Ve (1), entre de sont en plus le spectre dementaire. Eu gard au

arit peut tre ngligcoefficients affects . Si ce nest pas tout te au moment de lajus-amplificateur compl-u vu de la qualit du

en sortie est obtenue,tre les deux amplifica-er par un filtre passe-lus alors que le spectreamplificateur compl-

obtenue. Le signal deplification prs.

mme que dans le paragraphe 2.3.3.1, cest la linarit de la chanedamplification.

2.3.3.3 Analyse des produits et effets de linarit

Lamplification linaire sest substitue lamplification corrige.Dans le vocabulaire de cette amplification corrige, on peut parlerde correction globale dune somme de dfauts juxtaposs. Lanalysede ces dfauts peut tre faite sur le spectre de linarit apparaissanten sortie du modle de lamplificateur de puissance, lorsquil nestpas prcd de son amplificateur complmentaire.

Cette analyse est aussi une validation du modle.

Dans ces conditions, le signal dentre Ve du modle est le signaldentre de la chane, tel quil doit tre fourni lantenne. Le spectrede ce signal apparat en sortie du quadriple linaire 1 du modle.Il est somm avec le spectre de linarit issu du quadriple 2 deuxtats bien connu maintenant. Ce spectre a subi un dphasage d la capacit indique de faon synoptique sur le quadriple 2( 2.3.3.2). Ce dphasage relatif dun spectre par rapport lautrepeut prendre diffrentes valeurs. On suppose ici un dphasage de45o qui facilite la ralisation des dessins et qui est un ordre degrandeur souvent rencontr.

Le spectre de linarit dcrit au paragraphe 2.3.1.2 est un spectrecontinu, ou considr comme tel pour englober tous les caspossibles du signal transmettre. Les raies apparaissant dans cespectre sont classer en deux catgories : les unes ont la mmefrquence ou pulsation que celles du spectre du signal de la voielinaire, les autres sont des raies qui ne possdent pas une raie demme frquence dans le spectre initial.

2.3.3.3.1 Raies du spectre de linaritnon reprsentes dans le spectre initial

Ces raies apparaissent comme des produits de battement lintrieur de la bande, on les appelle produits dintermodulation ou, lextrieur de la bande, produits hors-bande.

Parmi ces produits hors-bande, il faut remarquer la rgnrationde la bande attnue qui apparat clairement dans le spectre delinarit, la porteuse occupant une position asymtrique dans lespectre initial (figure 21).

Dans cette catgorie de raies non reprsentes, il faut encore endistinguer une sous-catgorie qui apparat lorsquune des compo-santes du spectre est module. Son spectre de modulation apparatde part et dautre des autres raies qui ntaient pas modules. Lamodulation de cette raie module les autres, cest le phnomneappel transmodulation ou cross-modulation.

Toutes ces raies sont de mme nature, elles ne diffrent que parleffet subi.


TouteE 6 155 14

Dans la sommation, ellede cette phase na pas dimproduits correspondants ispermette leur annulation e

2.3.3.3.2 Raies du spectrreprsentes d

La sommation des signauest une sommation raie parsommation revient une paires de raies sommer esignal transmettre. On se prsentes, savoir la portedans le cas dune voie uniles porteuses son dans un

Dans ltude qui suit, onltat passant du quadripldu quadriple 1 linaire.

La porteuse est module dun escalier 10 marchesmarche, la marche suprie

chaque marche correniveau de la porteuse quconstant.

Le dernier accroissementlinaire et du vecteur (de ma pas de dphasage. Laccrodevient 1/2, soit une Linaspectre modul).

Si cet escalier on sous-porteuse couleur, et quniveau de 4,43 MHz, lamplifiltrage est constante pour moiti pour le dernier. Le G

Lorsquun condensateurun dphasage de 45o des si ceux de la voie linaire (lele spectre, car f /f est trsfont apparatre une nouvelDiffrentiel de 74 %. De mde 29o et une Phase Incide

Figure 21 Spectre de lin reproduction sans autorisation du Centre franais dexploitation du droit de copie est strictement interdite. Techniques de lIngnieur, trait Tlcoms

s gardent leur phase absolue. La valeurportance. Lessentiel est que la phase dessus de lamplificateur complmentaire

n sortie.

e de linaritans le spectre initialx issus des quadriples 1 et 2 du modle raie de deux signaux sinusodaux. Cettecomposition vectorielle. Le nombre dest variable au rythme des volutions dubornera ltude des raies constammentuse image, la sous-porteuse couleur et,

que, la ou les porteuses son, ou encoree voie bi-son.

suppose que la pente correspondant e 2 est, en module, la moiti de la pente

positivement par le signal type constitu. Le seuil V0 est la base de la dernireure (figure 22). spond un accroissement constant dui peut tre reprsent par un vecteur

est la somme vectorielle du vecteur voieodule 1/2) oppos en phase lorsquil nyissement, qui tait de 1 chaque marche,rit BF de 50 % (BF : basse frquence du

superpose un signal de 4,43 MHz,e le seuil V0 est situ la base du dernier

tude de la sous-porteuse recueillie aprsles neuf premiers niveaux et rduite deain Diffrentiel est de 50 %.

est prsent dans le modle, il introduitgnaux du spectre de linarit par rapport dphasage est considr constant dans petit). Les constructions gomtriquesle Linarit de 65 % et un nouveau Gainme apparaissent une Phase Diffrentiellente de 1,6o.

La Linarit BF et le Gain Diffrentiel, crits avec des majuscules,sont deux cas particuliers dune notion gnrale qui sappelle le gaindiffrentiel (avec des minuscules).

De mme la Phase Incidente et la Phase Diffrentielle, crites avecdes majuscules, sont deux cas particuliers dune notion gnrale quisappelle la phase diffrentielle (avec des minuscules).

En dautres termes, ces quatre paramtres constituent une vri-fication, en deux points du spectre porteuse image p et sous-porteuse couleur c , de la condition de linarisation dfinie auparagraphe 2.2.3 :

Lintroduction dun condensateur dans le modle de lamplifi-cateur semble amliorer la linarit, ce qui nest pas gnant. Le plusgnant, cest que la Linarit BF et le Gain Diffrentiel prennent desvaleurs nettement diffrentes. De mme, la Phase Incidente et laPhase Diffrentielle apparaissent comme des phnomnes spars.Ces constatations ont incit au maintien de correcteurs spars lpoque voque au paragraphe 2.1.2.3.

Un autre type deffet de la linarit est dcrit par la sommationde la paire de raies correspondant la porteuse son en voiecommune.

Le signal issu du quadriple 2 est la consquence de lensembledu spectre. Le signal somme est donc affect ; non seulementlamplitude du son varie, mais galement sa phase : on recueille unbruit de phase au rythme des variations dimage.

arit

Figure 22 Influence du condensateur ( 2.3.3.3) sur la mesuredes 4 paramtres tmoins de la linarit

( p, N )N Linarit BF,= ( p, N )N Phase Incidente,= ( c, N )N Gain Diffrentiel,= ( c, N )N Phase Diffrentielle.=



Dans une voie bi-son, chaque raie du spectre de linaritcorrespond lun des sons et porte en elle la variation de phase etde frquence de lautre. Ainsi, la sommation, on cre un phno-mne de transmodulation en frquence : cest la diaphonie. Cettediaphonie peut apparatre aussi bien dans une voie bi-son que dansune voie commune image plus bi-son.

Cette tude des produits et effets de la linarit ne peut treexhaustive. Si lon a identifi n phnomnes, le (n + 1)e est redouteret corriger. Ils se manifestent sous des formes tellement diffrentesque la correction globale parat tre une ambition dmesure. Cenest quune question de vocabulaire. Lorsque lon sait que ces ph-nomnes ont une seule et mme cause, la linarit, la solutiondevient plus accessible. Lamplification complmentaire faitdisparatre le spectre de linarit en sortie de lamplificateur depuissance, tous ces phnomnes disparaissent, y compris le (n + 1)e

encore inconnu.

2.3.4 Classe AB

La modlisation gomtrique de la caractristique de transfert duparagraphe 2.2.4 prenait en compte la non-linarit qui prcde lasaturation de tout amplificateur. Cest la non-linarit qui affecte lessignaux moduls de niveau lev que lon alation. Il existe une autre zone qui concerndamplitude faible, que lon appelle creux d

La non-linarit apparat galement au creles amplificateurs en classe A, mais surtout

Ltude de la complmentarit qui prcrsultats sont les mmes. Cependant la raliscomplmentaire est diffrente, les ordres dede linarit diffrent galement.

2.3.4.1 Dfinition

Au paragraphe 1.2.1, on rduit la largeuren observant que linformation est contenuesion double bande. Cest la redondance spe

Il existe galement une redondance dansUn signal RF modul est symtrique, il continformation.

Il semble donc possible, et dun grand intrcateurs en classe B, la totalit de linformat

La classe B idale, cest--dire un tat blonance RF et passant linaire pendant lautre ltat naturel ( cause des coudes de joncIl est donc ncessaire de maintenir un couraau transistor. Cest la classe AB.

La classe AB associe son amplificateur cde raliser une fonction classe B avec des pde rendement quasi identiques.

2.3.4.2 Caractristiques de transfert en

Au paragraphe 2.3.1.3, il est dit le gain gain en classe A . Cette conclusion ne prend de sortie reprsent par le schma quivalenEn faisant un bilan de puissance au niveaapparat que le courant moyen de la base esttation extrieure au transistor en classe A, ildentre en classe B. La diffrence de gain edeux classes de fonctionnement suivant le Cette diffrence est moindre, et parfois impeo le courant dentre est trs faible.

Un tage fonctionnant en classe AB combles signaux de faible amplitude et une classe levs. Cest ainsi qu partir des graphes IC obtient les caractristiques |Vs | = f (|Ve |)

suivant les points 1,2 ou 3 de repos choisis (figure 23). La pente audbut du graphe proportionnelle la pente de la tangente lacourbe IC = f (VB) au point de repos ou point de fonctionnement.

La pente se rduit au passage en classe B, alors que les petitssignaux taient traits en classe A o le gain est suprieur.

La caractristique 1 nest pas utilisable, car lamplificateurcomplmentaire devrait prsenter un gain diffrentiel quasi infinipour compenser les pentes quasi horizontales de la caractristique.

La caractristique 3 est la plus facile complmenter, car saconcavit reste oriente vers le bas.

La caractristique 2 intermdiaire prsente un point dinflexionplus difficile complmenter, car il ncessite des corrections de sensopposs, difficiles mettre en uvre.

La caractristique 2 a t souvent utilise dans un amplificateur tube, quand le point dinflexion est peine reprable, ce qui permet,par le simple ajustement de la tension de la grille, dobtenir uneamplification linaire au creux de modulation. La recherche de cepoint dinflexion sur un transistor conduit galement aux perfor-mances les meilleures, mais elles sont insuffisantes, car linflexionest trop marque.utorisation du Centre franais dexploitation du droit de copie est strictement interdite. Techniques de lIngnieur, trait Tlcoms E 6 155 15

ppelle crte de modu-e les signaux modulse modulation.

ux de modulation dans en classe AB.

de reste valable, lesation de lamplificateur grandeur des produits

du spectre dmission deux fois dans lmis-ctrale.

le domaine temporel.ient deux fois la mme

t, dutiliser les amplifi-ion tant sauvegarde.

qu pendant une alter-alternance, nexiste pastion ou de dblocage).nt de repos au tube ou

omplmentaire permeterformances de gain et

classe AB

en classe B est gal auen compte que le circuitt au circuit deux tats.u de lamplificateur, il fourni par une alimen- est fourni par le signalst de 1 2 dB entre lesgain en courant IC /IB .rceptible, avec un tube

ine une classe A pourB pour les signaux plus= f (VB) ou IA = f (Vg) onde formes diffrentes

2.3.4.3 Non-linarit en creux ou crte de modulation

La figure 24 reprsente des graphes |Vs| = f (|Ve|) non linaires.Les surfaces hachures illustrent la quantit de correction appor-ter pour obtenir un graphe linaire. On peut considrer que cessurfaces sont proportionnelles au niveau des produits de linaritassocis. On constate quune non-linarit en creux de modulationa des rpercussions beaucoup plus grandes sur le signal quunenon-linarit en crte.

Parmi les produits de linarit figure lintermodulation, souventutilise pour caractriser la qualit dun amplificateur de puissance.Elle ne rend pas compte de son comportement hauts niveauxcomme ce serait souhaitable, mais plutt aux bas niveaux o lecomportement dpend essentiellement du choix du point defonctionnement.

Lors des premiers essais damplification en classe AB, linter-modulation apparaissait. Un courant de repos optimal permettaitdobtenir un niveau minimal dintermodulation. On obtenait en faitun graphe de type 2 avec point dinflexion. Ce point dinflexion nepermettait pas aux systmes habituels damliorer la performanceobtenue, do le constat : la classe AB intermodulait... sans quelon sache pourquoi.

2.3.4.4 Amplificateur complmentaire un amplificateur en classe AB

Une association dides lie quantit de correction et instabilit,suite probable de quelques expriences malheureuses.

En levant cette association dides la hauteur dun principe, onassocie surface de correction du paragraphe prcdent instabilitou son inverse la stabilit.

Au lieu de corriger la surface S2 , il est prfrable de considrerque le fonctionnement normal de lamplificateur est celui de laclasse B. Cest le fonctionnement classe A petits signaux qui estsource de dsordre et quil convient de corriger. Le quadriple A delamplificateur complmentaire soustrait la voie linaire B un signalproportionnel au niveau dentre jusquau seuil de passageclasse A-classe B et un niveau constant au-del de ce seuil. Lanouvelle surface de correction est S3 (la pente de la caractristiquersultante est plus faible, cette pente exprime une rduction de gainqui est compense par un amplificateur fonctionnant petits signauxen sortie de lamplificateur complmentaire, sans consquencetechnique ni conomique). S3 est une petite surface, reprsentantune petite action en termes de complmentarit, avec des rsultatsspectaculaires en termes de correction.


TouteE 6 155 16

La qualit du signal rsution tant inchange, leparagraphe 2.2.4 restent vaspectres de linarit sinvlamplificateur de puissancomplmentaire.

Dans cette complmentamodlise par un condensples Y et 2.

Figure 23 Caractristique

Figure 24 Caractristiquecomplmentaire un ampli reproduction sans autorisation du Centre franais dexploitation du droit de copie est strictement interdite. Techniques de lIngnieur, trait Tlcoms

ltant en sortie de la chane damplifica-s rsultats de ltude spectrale dulables. Seules les phases des raies desersent, tant au niveau du modle dece quau niveau de son amplificateur

rit, la phase diffrentielle est galementateur lavant ou larrire des quadri-

2.3.5 Schmas

2.3.5.1 Schma synoptique

Il est constitu (figure 25a ) de la mise en parallle dun quadriplelinaire, de quadriples type crte (ici 3) et de type creux (ici 2). Lenombre de ces quadriples peut voluer suivant les besoins. Le rlede lamplificateur gain ajustable ou commandable, en sortie, seraexpliqu plus loin ( 2.3.5.3).

2.3.5.2 Diagramme de Fresnel

Grce aux circuits oscillants en sortie de chaque quadriple, onpeut reprsenter la sommation des signaux quasi sinusodaux parun diagramme de Fresnel (figure 25b ).

Le vecteur principal reprsente le signal issu de la voie linaire.Sur ce vecteur principal sarticulent les cinq autres qui reprsententles signaux de sortie des quadriples deux tats. Chacun de cesvecteurs a une origine, le seuil S ; il a une longueur, lefficacit E ;il a une direction, la phase .

Le degr de libert des paramtres S, E et de chacun de cesvecteurs permet une grande souplesse dans la ralisation de lacaractristique de transfert complmentaire dun amplificateur depuissance a priori quelconque.

2.3.5.3 Amplificateur gain variable ou commandable

Les dessins des caractristiques de transfert supposent un gainde 1 (0 dB). Ce gain peut tre augment sur les mmes dessins enmodifiant la graduation des axes. Dans tous les cas, la compl-mentarit est ralise pour une valeur de gain prcise entre les deuxamplificateurs complmentaires. Cest la condition ncessaire pourfaire concider les points de brisure, sur le modle simplifi de lacaractristique, de lamplificateur de puissance et de son amplifi-cateur complmentaire.

s de transfert en classe AB

s dun amplificateurficateur en classe AB

Figure 25 Amplificateur complmentaire : schma synoptique (a ) et diagramme de Fresnel (b )



Lamplificateur gain variable en sortie de lamplificateurcomplmentaire permet dajuster le gain avec prcision et de lemaintenir pendant la phase de rglage de lmetteur et en fonction-nement normal.

La commande de cet amplificateur est dlivre par un circuitdtecteur de niveau au voisinage de ltage de puissance suivi duncomparateur. On ralise une fonction CAN (contrle automatique deniveau) qui, sous certaines conditions, peut tre la fonction CAG(contrle automatique de gain) ncessaire la complmentarit.

Linformation dtecte peut tre le niveau crte du signal ou unniveau intermdiaire rcurrent du signal, comme le niveau corres-pondant au palier de suppression dans un signal image modul.Dans ce dernier cas, ce niveau est recueilli par chantillonnage.

Lors de la mise en uvre de lamplification complmentaire, lesactions sur les seuils et efficacits des quadriples correcteursentranent une variation du niveau de sortie. Il doit tre maintenuconstant laide de lamplificateur gain variable. Une commandemanuelle entranerait des actions itratives, la commande CAN viteces itrations en maintenant le niveau constant au point choisi surla caractristique correspondant au niveau dtect.

La droite, passant par ce point de la caractristique de lamplifi-cateur de puissance et le zro de cette caractristique Vs = f (Ve), estlaxe de symtrie qui permet de construire la caractristique delamplificateur complmentaire.

Dune faon gnrale, la symtrie de ces deux courbes nestapprcie qu la qualit du rsultat la rception sur le (ou les)critre(s) choisi(s).

Lorsque linformation de niveau est prise au voisinage de lamplifi-cateur de puissance et que le niveau dentre de lamplificateurcomplmentaire est constant, le CAN est qmaintient la condition de gain constant nmentarit.

Le CAG compense les variations thermiqucateurs RF. Les quipements sont censs gamme de tempratures de 0 oC 45 oC (gatage peut varier de 0,5 dB, soit une variatlordre de 3 dB pour une chane damplifica

3. Amplificateur radio

3.1 Amplification du signal

3.1.1 Signal image seul

Le signal est dessin dans ses deux versioet modulation ngative (figure 26). Le delenveloppe du signal modul, mais il faut ssignal RF est effectivement prsent.

Par construction graphique, il serait posignal Vs (t ) de sortie, ce qui montrerait lepar ce signal.

Les dommages subis par ce signal ne sersignal dmodul la rception, mais il nest intellectuellement la correspondance entre lsignal dmodul et la forme de la caractristvenir permet de mieux comprendre la corresde lamplificateur complmentaire et le rsul

dmodul (la construction graphique ne reprsente quune partie duphnomne de linarit, car la phase diffrentielle est absente ; elleest prise en compte par dautres moyens).

La caractristique en trait plein reprsente la caractristique typedun amplificateur de puissance, dune chane damplification auxnon-linarits rparties sur plusieurs tages ou plus gnralementcelle dune chane damplification complte avant lentre en actionde lamplificateur complmentaire. La droite en tiret est lobjectif atteindre grce lamplificateur complmentaire dont la caract-ristique serait symtrique de la premire par rapport cette droite.Cette symtrie nest pas vrifie pour elle-mme, mais seulementconsidre comme acquise au vu de la qualit du signal dmodul.Cette qualit tmoigne de lobtention de la caractristique linaireen tiret.

3.1.2 Symtrie dun signal modul

Le signal Ve (t ) dessin devant la caractristique peut tre le signaldentre de la chane ou un signal dentre de ltage de puissancecomportant les modifications subies au passage dans lamplificateurcomplmentaire.

Le schma simplifi de lamplificateur complmentaire (figure 27)permet la sommation du signal fondamental en modulation positiveissu du quadriple X et du signal de forme triangulaire issu duquadriple Y. Le signal somme est dissymtrique, son spectrestend de la frquence 0 linfini, comme le spectre du courant Is (t )dcrit au paragraphe 2.3.1.2. En ne gardant que le spectre attachau fondamental ( 2.3.1.3), on obtient un signal avec une enveloppesymtrique o lexpansion de lenveloppe apparat de part et dautre.utorisation du Centre franais dexploitation du droit de copie est strictement interdite. Techniques de lIngnieur, trait Tlcoms E 6 155 17

uivalent un CAG quicessaire la compl-

es du gain des amplifi-fonctionner dans unemme typique). Chaqueion globale de gain detion.

frquence

modul

ns, modulation positivessin ne comporte quee souvenir que seul le

ssible de dessiner les modifications subies

ont visibles que sur lepas inutile de maintenire signal RF de sortie, leique Vs = f (Ve). Ce sou-pondance entre lactiontat observ sur le signal

Le dessin quivalent est possible en modulation ngative avec lemme effet de symtrisation.

Figure 26 Le signal Ve devant la caractristiquede transfert Vs = f (Ve)


TouteE 6 155 18

3.1.3 Linarisation. Cdes critres

Le signal type utilis est pos la sous-porteuse coudamplification est une potoutes les qualits souhaitque la Linarit BF et le Gaidente et la Phase Diffsynchronisation/luminancelation soit positive ou ngade porteuse rsiduelle qui du son la rception. La mniveau dimage noir corres25 % de tops de synchroni

En modulation positivenveloppe reproduisant desoit 30 % de tops de synch

La qualit de la linarisatidmodul par quatre paramla Phase Incidente, le Gain quatre paramtres sont enspectre, la porteuse image tion de linarisation amplit

Ils nont de sens que si au ces paramtres. Ce sont dpoints du spectre. On peutlinarit sur toute la largeu

A contrario, si un correcest ncessaire pour obtenipoints, cela prouve que la cparamtres sont menacs reproduction sans autorisation du Centre franais dexploitation du droit de copie est strictement interdite. Techniques de lIngnieur, trait Tlcoms

hoix et signification

un signal en escalier auquel on a super-leur. Le signal Ve dentre de la chanerteuse module par ce signal type. Il aes en sortie : il est linaire, cest--dire

n Diffrentiel sont parfaits, la Phase Inci-rentiel le sont nulles. Le rapport est conforme la norme, que la modu-tive. Dans ce dernier cas, il y a un niveaumaintient la dmodulation interporteuse

odulation image est limite 90 %, lepond 75 % de la puissance crte, soitsation.

e, le signal modul comprend une faon symtrique le signal modulant,ronisation et 70 % de luminance.

on est apprcie et mesure sur le signaltres quantifis qui sont la Linarit BF,

Diffrentiel et la Phase Diffrentielle. Ces fait la vrification en deux points duet la sous-porteuse couleur, de la condi-ude-phase de la fonction de transfert.

cun traitement spcifique na t apportes mesures par chantillonnage en deux alors en conclure par extrapolation lar du spectre transmettre.

teur spcifique ou extrieur la chaner la performance exige sur lun de ceshane nest pas linaire et tous les autresdans leur qualit.

Lespoir davoir une fonction indpendante pour grer chacun deces quatre paramtres est vain.

Les rampes rendent compte de la linarit dans la partie delespace amplitude quelles balayent. On peut amliorer la mesureen utilisant les signaux types avec infra-noir. Pour le reste, il fautse fier au rapport synchronisation/luminance.

En modulation ngative, on peut augmenter la partie luminancedu signal de mesure le temps dun rglage ou dun contrle, de faon vrifier la linarit au creux de modulation, zone trs importantepour la qualit du signal.

Si la linarit de cette zone nest pas respecte, ce qui peut arriversurtout en cas dutilisation de la classe AB, on peut obtenir en sortiedes signaux dapparence linaire. Dans ce cas, deux niveaux prissur la rampe ne sont plus que reprables mais non quantifiables (limage des degrs Celsius par rapport aux kelvins, lquivalent duzro absolu tant le zro RF).

Les quatre paramtres sont mesurs laide dappareils et defiltres spcifiques. Il faut noter que, en labsence de lecture desPhases Diffrentielle et Incidente, la concordance des mesures deLinarit BF et de Gain Diffrentiel atteste dune phase diffrentielleconvenable.

3.1.4 Saturation

Les caractristiques de transfert tant symtriques par rapport la bissectrice (gain = 1), on ne peut linariser que jusqu la zoneapprochant la saturation (courbe horizontale). La caractristique delamplificateur complmentaire serait verticale, correspondant unefonction de transfert gain infini, impossible raliser.

Figure 27 Symtrie dun signal RF filtr



3.2 Voie commune et amplification complmentaire

3.2.1 Signal composite

Cest un signal somme de deux ou plusieurs signaux sinusodauxpurs ou moduls. Laddition conduit une superposition de signaux,la modulation est le rsultat dune multiplication.

Lorsque deux frquences sont du mme ordre de grandeur, il peutse produire une confusion. Tmoins, ces trois oscillogrammes(figure 28) dun mme signal, somme de deux signaux S1 et S2 defrquences voisines f1 et f2 , dont les niveaux diffrent de 5 dB. Leseul point commun de ces oscillogrammes est le niveau PEP ( 2.2).

Les observations diffrentes de ce phnomne unique dpen-dent de la position de lobservateur ou plutt de sa vitesse relative lvnement.

Loscillogramme (a ) correspond la synchronisation de la basede temps de loscilloscope sur la frquence enveloppe proche def2 f1 du signal apparemment modul.

Les deux autres oscillogrammes sont obtenus en synchronisantla base de temps sur lun ou lautre des sigdeux signaux tant de frquences du mmefrquence superpose glisse par rapport lanisation. La plage, qui apparat comme un squence superpos au signal synchronis, regomtrique o sinscrit le signal superpos,cement par rapport au signal de synchronis

Les trois reprsentations du signal attesPEP. Les deux dernires donnent des enspour la suite de cet article.

Les deux composantes du signal jouensignal dplac signal dplaant.

Lorsque le signal composite souffre des nchane de transmission, les deux compocomposantes dans un cas gnral, souffrensuffira donc de vrifier la bonne sant duneen dduire

Émetteurs TV Terrestres

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