Quiz: Introduction à la modulation et démodulation radio — 18 domande

1. Pourquoi introduit-on une porteuse haute fréquence pour transmettre un signal basse fréquence sur de longues distances ?

A. Pour augmenter directement l’amplitude du signal audio

B. Pour permettre l’emploi d’une antenne de taille raisonnable et améliorer la portée

C. Pour supprimer totalement le bruit de fond

D. Pour faire varier la fréquence du signal modulant

Answer: (B)

Spiegazione

Une porteuse haute fréquence permet une transmission efficace avec des antennes beaucoup plus courtes que la longueur d’onde du signal BF. Sans elle, l’émission directe d’un signal basse fréquence serait peu pratique et très limitée en portée.

2. Quelle propriété d’un signal basse fréquence explique principalement qu’il soit difficile à émettre directement sur de longues distances ?

A. Il ne peut pas se propager dans l’air

B. Il exige une antenne de longueur comparable à sa longueur d’onde

C. Il est forcément déjà modulé en fréquence

D. Il possède une fréquence trop élevée pour les antennes

Answer: (B)

Spiegazione

Pour rayonner efficacement, une antenne doit avoir des dimensions liées à la longueur d’onde ; or, pour un signal BF, cette longueur d’onde est très grande. Les autres propositions ne correspondent pas à la difficulté évoquée.

3. Quelle relation décrit la sortie d’un multiplieur idéal dans le montage étudié ?

A. uS = U1/U2

B. uS = K·(U1 − U2)

C. uS = K·U1·U2

D. uS = K·(U1 + U2)

Answer: (C)

Spiegazione

Le multiplieur fournit une tension de sortie proportionnelle au produit des deux tensions d’entrée. Dans l’essai présenté, la loi expérimentale est bien uS = K·U1·U2.

4. Que vaut le rapport U_S/(U_1·U_2) dans les essais du multiplieur étudié ?

A. Il est constant et égal à 0,1 V^-1

B. Il est nul pour toutes les mesures

C. Il dépend linéairement de U1

D. Il dépend uniquement de U2

Answer: (A)

Spiegazione

Les mesures montrent que ce rapport reste constant et vaut K = 0,1 V^-1. Cela traduit le comportement multiplicatif du composant.

5. Dans une modulation d’amplitude expérimentale, quel rôle joue la tension continue U0 ajoutée au signal modulant ?

A. Empêcher que l’enveloppe ne change de signe

B. Supprimer la porteuse haute fréquence

C. Rendre le signal modulant sinusoïdal

D. Augmenter la fréquence de la porteuse

Answer: (A)

Spiegazione

Le décalage U0 est ajouté pour éviter l’inversion de l’enveloppe. Sans ce décalage, une amplitude trop grande du modulant peut provoquer une surmodulation.

6. Quelle configuration de signaux est appliquée au multiplieur pour obtenir le signal AM expérimental ?

A. La porteuse sur les deux entrées

B. Deux signaux BF de même fréquence

C. u(t)+U0 sur une entrée et la porteuse sur l’autre

D. Le signal modulant seul sur la sortie

Answer: (C)

Spiegazione

Le montage applique le signal modulant décalé u(t)+U0 à une entrée et la porteuse haute fréquence à l’autre. Le produit des deux donne le signal modulé en amplitude.

7. Comment définit-on le taux de modulation en amplitude m ?

A. m = U0/UM

B. m = UM·U0

C. m = UM/U0

D. m = U0 − UM

Answer: (C)

Spiegazione

Le taux de modulation est le rapport entre l’amplitude du signal modulant et le décalage continu ajouté. Cette définition permet de juger si le régime est sous-modulé ou surmodulé.

8. Que se passe-t-il lorsque le taux de modulation m devient supérieur à 1 ?

A. Une surmodulation apparaît et la récupération du signal se dégrade

B. Le signal modulé devient un signal constant

C. La fréquence du modulant double

D. L’amplitude de la porteuse devient nulle

Answer: (A)

Spiegazione

Pour m > 1, les enveloppes se chevauchent : c’est la surmodulation. La détection de l’enveloppe devient alors de mauvaise qualité.

9. Quelles sont les fréquences des deux raies latérales du spectre d’un signal AM ?

A. NP−N et NP+N

B. NP et 2NP

C. NP−2N et NP+2N

D. N et 2N

Answer: (A)

Spiegazione

Le signal modulé se décompose en trois composantes : la porteuse à NP et deux raies symétriques à NP−N et NP+N. Elles proviennent du produit trigonométrique entre la porteuse et le modulant.

10. Quelle est l’amplitude de chacune des deux raies latérales dans le spectre d’un signal AM ?

A. m·A/2

B. m·A

C. A/2

D. A

Answer: (A)

Spiegazione

Chaque raie latérale a une amplitude égale à m·A/2, tandis que la composante porteuse garde l’amplitude A. C’est cette répartition qui caractérise le spectre AM.

11. En modulation de fréquence, quelle grandeur du signal porteur est modifiée par le message ?

A. Sa fréquence instantanée

B. Sa phase nulle et constante

C. Son amplitude instantanée

D. Sa puissance moyenne uniquement

Answer: (A)

Spiegazione

En FM, le message fait varier la fréquence instantanée de la porteuse, tandis que son amplitude reste fixe. Ce n’est donc pas une modulation d’amplitude.

12. Dans le modèle étudié de modulation de fréquence, quelle relation décrit la fréquence instantanée de la porteuse ?

A. NP(t) = NO + k·u(t)

B. NP(t) = NO − k/u(t)

C. NP(t) = NO · k·u(t)

D. NP(t) = u(t) + k·NO

Answer: (A)

Spiegazione

La fréquence instantanée est donnée par NP(t) = NO + k·u(t), ce qui traduit l’augmentation ou la diminution de la fréquence selon le signe du signal modulant. Les autres expressions ne correspondent pas au modèle présenté.

13. Comment s’exprime l’excursion de fréquence en fonction de la fréquence maximale et de la fréquence de repos ?

A. ΔNP = NPmax + NPmin

B. ΔNP = NPmin − NO

C. ΔNP = NO − NPmin

D. ΔNP = NPmax − NO

Answer: (D)

Spiegazione

L’excursion de fréquence est l’écart maximal entre la fréquence instantanée et la fréquence non modulée, donc ΔNP = NPmax − NO. Dans le cas étudié, cela vaut aussi k·Umax.

14. Comment se définit l’indice de modulation en fréquence ?

A. β = N/ΔNP

B. β = Umax/NO

C. β = ΔNP/N

D. β = NO/ΔNP

Answer: (C)

Spiegazione

L’indice de modulation est le rapport entre l’excursion de fréquence et la fréquence du signal modulant : β = ΔNP/N. C’est la grandeur qui relie l’amplitude de la variation de fréquence à la vitesse du message.

15. Quel est le rôle principal de la détection d’enveloppe dans la démodulation d’un signal AM ?

A. Transformer le signal AM en signal FM

B. Augmenter la fréquence porteuse

C. Supprimer toutes les composantes continues avant redressement

D. Extraire la forme de l’enveloppe après redressement

Answer: (D)

Spiegazione

La détection d’enveloppe sert à récupérer la forme lente de l’enveloppe du signal modulé après redressement. Elle permet ainsi de retrouver le message porté par l’amplitude.

16. Dans le schéma de démodulation, quel étage est chargé de supprimer la composante continue après la détection ?

A. Le filtre passe-bas série

B. Le filtre passe-haut série

C. Le filtre RC parallèle

D. Le redresseur à diode

Answer: (B)

Spiegazione

Le filtre passe-haut série élimine la composante continue pour recentrer le signal autour de zéro. Le filtre passe-bas, lui, sert à lisser les petites variations résiduelles.

17. Dans l’application étudiée, quelle valeur est obtenue pour la fréquence du signal modulant à partir de sa période mesurée ?

A. 25 kHz

B. 4 kHz

C. 2,5 kHz

D. 0,4 kHz

Answer: (C)

Spiegazione

La période lue est T = 0,4 ms, donc la fréquence vaut N = 1/T = 2,5 kHz. La valeur de 25 kHz correspond à la porteuse, pas au modulant.

18. Dans le premier cas numérique de l’application, quelle valeur du taux de modulation est trouvée ?

A. 2

B. 0,2

C. 0,5

D. 1

Answer: (C)

Spiegazione

À partir des valeurs d’enveloppe données, le calcul conduit à m = 0,5. Cette valeur est inférieure à 1, ce qui correspond à une modulation de bonne qualité sans surmodulation.