7 La Microphonie HF

LA MICROPHONIE HF

microshfbeta87noubliezpaslesparoles.jpg

Préparation des micros HF Schure Béta 87 A  sur le plateau « n’oubliez pas les paroles » Plaine Saint Denis.

Rappels sur l’onde électromagnétique.

7 La Microphonie HF dans 1 Cours Acoustique 2OndeElectromagnétique-150x82

L’onde électromagnétique peut se modéliser par un champ électrique et un champ magnétique perpendiculaire entre eux et perpendiculaire à la direction de propagation. Les variations des champs électriques et magnétiques sont liées par les équations de Maxwell (non étudié ici). La polarisation correspond à la direction et à l’amplitude du champ électrique : un champ E vertical correspond à une polarité verticale.

L’antenne de l’émetteur correspond au champ électrique. Une antenne verticale donnera donc une onde polarisée verticalement.  À chaque réflexion, la polarité de l’onde change. Une antenne hélicoïdale donnera une onde non polarisée: le champ E tournera autour de son axe au cours du temps (polarisation tournante).

Concernant la propagation de l’onde électromagnétique, on retrouve les mêmes propriétés que pour toutes les ondes :

Réflexion : réflexion sur la ionosphère, sur la parabole d’une antenne parabolique. Réfraction : lors d’un changement de milieu de propagation l’onde change de direction. Interférences : superposition de plusieurs ondes (parasites).

 Bandes de fréquences utilisées pour la microphonie HF.

UHF-VHF-150x93 dans 1 Cours Acoustique

VHF : Very Hight Frequency. Comprises entre 30 MHz et 300MHz 1m <λ< 10m

La bande de 8m : 30- 45 MHz presque plus utilisée et la bande de 2m de 174MHz à 223MHz (depuis le 1er Décembre 2011). (Rappel : la bande VHF est utilisée en radio FM entre 88MHz et 108MHz)

UHF : Ultra Hight Frequency. Comprises entre 300 MHz et 3 GHz 10cm < λ < 1m

La bande 470MHz à 790MHz est utilisée pour la transmission HF mais aussi pour la TV numérique.

SHF : Supra Hight Frequency. Comprises entre 3 GHz et  30 GHz 1cm <λ< 10cm

Depuis 1er Décembre 2011 des changements auront lieu sur l’utilisation des bandes de fréquences :

L’arrêt de la télévision analogique a permis de libérer la plage située entre 790MHz et 862MHz. Cette bande est attribuée aux télécoms pour la 4G : c’est le dividende numérique. La TNT (Télévision Numérique Terrestre) occupe à terme 104MHz dans la bande UHF de 470MHz à 790MHz. On rappelle qu’un canal TV en TNT  correspond à 8MHz soit 6 programmes (SD) ou 3 programmes (HD). Savoir que dans chaque région, la TNT  occupe des canaux TV différents. Sur les 37 canaux TV disponibles, au moins 6 seront occupés par la TNT. Ce qui laisse de 31 à 26 canaux TV libres, à partager avec les autres productions et les autres services. Pour avoir une représentation du spectre il suffit d’aller sur le site de Tapage :

la-plaine-saint-denis-scan-zon-hf-300x179

Ci-dessus canaux TNT occupé à La Plaine Saint Denis.

L’ARCEP ou Autorité de Régulation des Communications et des Postes, fixe les conditions d’utilisation des fréquences radioélectriques pour les équipements sonores de conception de programmes et de radiodiffusion dans les bandes de fréquences 470-789 MHz et 823-832 MHz. Cette bande a été modifiée par les décisions 99781 et 99782. Lien ARCEP Décision 99781 99782.pdf

Comme la plage 470MHz à 790MHz est partagée avec la TNT L’ARCEP a ouvert deux nouvelles plages de fréquences : la plage VHF de 174MHz à 223MHz (Décision n° 2010-0849 Lien décision N°2010 0849.pdf ) et la plage situé entre 1,785MHz et 1,8MHz (UHF). Ces deux nouvelles bandes ne sont pas très utilisées pour le moment par les constructeurs. Note : La bande dérégulée 863 – 865 MHz est disponible dans toute l’Europe pour les micros HF. De plus, elle est non occupée par la TNT.

antenneraquette.jpg rackconsole.jpg

 

Rappel sur la transmission en modulation de fréquence FM.

Dans la transmission en modulation de fréquence (FM), l’amplitude du signal audio (BF) fait varier la fréquence d’une porteuse de haute fréquence (HF) généralement en MHz.

L’information utile est donc transmise dans les variations de fréquence et non d’amplitude : ce mode de transmission est beaucoup moins sensible aux parasites.

La différence entre la fréquence Max et la fréquence min prise par la porteuse correspond à l’excursion de fréquence. Plus exactement : ΔF = (Fmax – Fmin)/ 2

L’excursion de fréquence est normalisée. Elle est de  +/- 56 kHz pour la microphonie HF et de +/- 75 kHz pour la radio FM.

3fm-exc2-300x196

Encombrement spectral du signal FM.

La décomposition spectrale du signal FM nous donne une raie pour la porteuse et un ensemble de raies de part et d’autre de celle-ci espacées de f correspondant à la fréquence du signal (BF) à transmettre.

Lorsqu’on augmente l’excursion de fréquence le nombre de raies augmente. Comme l’encombrement hertzien est limité, on a normalisé les excursions en fréquences pour ne pas déborder sur les fréquences voisines.

Pour respecter cette excursion de fréquences normalisée, on doit compresser le signal avant sa transmission.

En radio FM tous les émetteurs sont munis d’un limiteur permettant d’éviter de dépasser l’excursion de fréquence normalisée.

Loi de Carson.

La Loi de Carson est une loi approximative mais très pratique nous permettant de calculer très rapidement l’encombrement spectral B en fonction de la BP du signal à transmettre et de l’excursion de fréquence. D’après cette loi :

B = 2 ( ΔF + 2BP)

Avec : B= encombrement spectral ΔF= excursion en fréquence BP= bande passante

Cette loi est une approximation

Exemples :

Pour un micro HF avec une excursion de 56Hz et une bande passante de 20Hz.

B = 2 (56+(2*20)) = 192KHz

Pour la radio, l’excursion est de 75Hz et la bande passante de 15Hz.

B= 2 (75+ (2*15)) = 210 KHz

Facile !

beta87adispatch.jpg

Texte et photos © Chris luck

 shureur4ddistributeurua845.jpg  

Système récepteur Shure UR4D permettant de recevoir sur plusieurs canaux. Ce système comprend des châssis ainsi que d’autres éléments permettant de raccorder les antennes et récupérer les sorties audios BF.

Les Problèmes d’intermodulation.

Les problèmes d’intermodulation apparaissent lorsqu’on veut transmettre sur plusieurs canaux. Dès lors, on est limité par le choix des fréquences des porteuses. Il faut éviter que la nouvelle fréquence choisie soit une combinaison linéaire des fréquences déjà existantes. On parle de problème d’intermodulation d’ordre 3, 5 etc… Et on les note IM3, IM5…

-          IM1 multiple l’une de l’autre : f2 = n f1 : inter modulation d’ordre 1 très rare.

-          IM2 une fréquence ne doit pas être égale à la somme ou la différence de deux autres fréquences porteuses : f3 = f1+f2 ou f3 = f2-f1

-          IM3 : f3 = 2f1+f2 ou f3 = 2f1-f2  ce cas est très fréquent

-          IM5 : f3 = 3f1+2f2 ou f3 = 3f1-2f2 ou f3 = 3f2-2f1 ces cas sont aussi très fréquents…

Pour résumer : une fréquence ne doit pas être égale à une combinaison linéaire de deux autres fréquences.

Il existe des fonctions  « autoscan  » permettant de trouver automatiquement les plages de fréquences disponibles et ne posant pas de problème d’intermodulation.

Qu’est-ce que le squelch ?

Le mot squelch veut dire silencieux en français. Le squelch est une fonction réglable sur le récepteur HF, permettant de rendre muette la sortie de celui-ci lorsque le signal de réception tombe en-dessous d’un certain seuil. On peut considérer le squelch comme un noise-gate. Plus exactement, c’est un noise-gate sur la sortie audio (BF) commandé par la tension HF des circuits de gain automatique (AGC) de la section RF du récepteur.

Le squelch permet d’éviter le bruit en sortie en fermant la sortie du récepteur en cas de décrochage,  le bruit est alors remplacé par du silence.

Réglé sur « 0″, le squelch est inactif et tout décrochage de réception se manifestera bruyamment sous forme de bruit blanc. Réglé trop haut, le seuil du squelch aura tendance à produire des micro-coupures de son très fréquentes.

Seuls les systèmes de réception superhétérodynes peuvent avoir un circuit silencieux.

 

shureur4dua845rack.jpg

Exemple de contrôle de TES sur les micros HF

Microphones émetteurs

Caractéristiques techniques du microphone émetteur SKM 5000  SENNHEISER données sur le document.

1 – Sur le document explicitez les caractéristiques pointées par une flèche en 1, 2, 3 et 4.

2 –  Définir les termes « excursion nominale/crête » point 5.

3 –  Le microphone SKM 5000 SENNHEISER correspond à un système de transmission bande large. Dans quel(s) cas utilise-t-on la transmission bande large et la transmission bande étroite ?

Etude du système récepteur SENNHEISER EM 1046

Du côté des récepteurs, on utilise le système récepteur SENNHEISER EM 1046 permettant de recevoir sur plusieurs canaux. Ce système comprend des châssis EM 1046 MF pouvant recevoir 8 récepteurs, ainsi que d’autres éléments permettant de raccorder les antennes et récupérer les sorties audios BF.

4 – Sur le document HF 5 Annexe 5 point 8. Quel est le rôle du « Squelch » ?

5 – Sur le document HF 6 Annexe 6, quel est le rôle des éléments EM 1046 AS212, EM 1046 AS113 et EM 1046 AS114  pointés en 9 ?

6 –  En vous inspirant des documents HF 2 Annexe 2 « exemple comédie musicale » et HF 3 Annexe 3, faire une liste des éléments nécessaires afin de répondre au cahier des charges, c’est-à-dire pour une réception sur 24 canaux UHF. Vous donnerez  le nom et la fonction de chaque élément. On utilisera 2 antennes Ground-Plane GZA 1036-TV.

Pour les éléments EM 1046 AS212, EM 1046 AS113 et EM 1046 AS114, justifiez bien votre choix pour répondre au cahier des charges.

7 – En vous inspirant du point 10. Faire une schéma de raccordement des éléments nécessaires avec les 2 antennes Ground-Plane GZA 1036-TV pour répondre au cahier des charges.

Le récepteur EM 1046 RX UHF est de type « Diversity » document HF 5 Annexe 5 et document HF 7 Annexe 7.

8 – Décrire en quelques lignes le principe de réception de cet appareil.

Le synoptique simplifié du module récepteur « Diversity »  EM 1046 RX UHF est représenté par le schéma fonctionnel donné sur le document HF 7 Annexe 7.

9 – Quel est le rôle des fonctions repérées par les points 1, 2 et 3.

10 – En réception multi canal on peut rencontrer des problèmes d’inter modulation (IM). Quelles sont les contraintes au niveaux du choix des fréquences porteuses pour éviter ces problèmes ?

Documents mis prochainement.

antenne-cardio-shure-150x112

 

 

 

carrgieeuromdiapatch2.jpg

RADIO FM

4-FMRadio02-150x116En radio FM nous avons les mêmes propriétés que pour la transmission HF des micros. Les fréquences utilisés vont de 88MHz à 108MHz. L’excursion de fréquence est de ΔF =+/- 75 kHz. Chaque canal occupe 200KHz en mono. La porté est limité à une centaine de Km au maximum. Sur un département, pour un même programme, les  fréquences porteuses seront parfois différentes en fonction du lieu.

L’encodage du signal stéréophonique en modulation de fréquence.

4RadioFMSt%C3%A9r%C3%A9o-150x83

 

Schéma de l’encodage stéréo Techiques du son Denis Mercier.

En radio FM le signal stéréophonique est divisé en un signal mono correspondant à la somme des deux canaux G et D, soit G + D et un signal stéréo correspondant à la différence G – D. Ce dernier signal module en amplitude une sous-porteuse à 38 kHz. Il s’agit d’une modulation d’amplitude à porteuse supprimée. De cette façon le signal stéréo est séparé du signal mono car situé au dessus. la décomposition spectrale est donnée ci-dessous.

5SpectreSt%C3%A9r%C3%A9o-150x82

Un signal supplémentaire de référence « pilote » à 19 kHz sert à restituer facilement cette sous-porteuse lors de la réception, afin d’effectuer correctement la démodulation. Cela facilite en outre la reconnaissance automatique des émissions stéréophoniques par les récepteurs compatibles. Le récepteur peut passer en mode stéréo ou mono selon la qualité de réception du signal. Pour obtenir sélectivement les voies gauche ou droite, le récepteur stéréophonique effectue la somme ou la différence des deux signaux « G + D » et « G – D ».

D’autres informations  sont transmises sous forme numérique, via une sous-porteuse à 57 kHz, ce sont les signaux RDS pour Radio Data System. Ils contiennent des informations sur les fréquences de la radio en fonction de la région, des information textuelles surle nom des morceaux diffusés etc…

Donc un signal radio émettant en stéréo et utilisant le RDS, comprendra :

* le signal « G + D » de 30 Hz à 15 000 Hz sans modulation ;
* le signal pilote de 19 000 Hz ;
* le signal « G – D » de 23 000 Hz à 53 000 Hz  : modulation d’amplitude à deux bandes latérales, autour de la sous-porteuse supprimée à 38 000 Hz ;

-> L’ensemble du signal mono et stéréo modulé en amplitude correspond au signal multiplex MPX
* le signal RDS (deux bandes latérales autour de la sous-porteuse à 57 000 Hz, supprimée).

Pour en savoir plus sur cet encodage :  Encodage stéréophonique en radio FM

TLanguageRadio-101x150

Langage utilisé en radio  clic droit et ouvrir le lien dans une nouvelle fenêtre.

Schémas © Techniques du son Vol II Denis Mercier

© Chris Luc Vacheron

licensejapontnm |
La pollution et l'ozone |
environnement et climat |
Unblog.fr | Créer un blog | Annuaire | Signaler un abus | في ر...
| Droit des affaires L.E.A. P...
| la nature verte