Étude théorique
La figure 1 montre le diagramme des composantes d'un récepteur superhétérodyne. Le signal de radiofréquences (RF) venant de l'antenne passe par un filtre qui ne laisse passer que la gamme de fréquences désirées. Le signal passe ensuite dans un mélangeur qui l'ajoute à une onde produite par un oscillateur local stable
Fondamental :
Les deux signaux entrent en battement à une fréquence intermédiaire (FI) qui est la différence de fréquences entre les deux ondes, c'est le procédé de changement de fréquence, dit hétérodyne.
Méthode :
L'onde venant de l'oscillateur est automatiquement ajustée afin d'avoir toujours la même différence de fréquence avec celle du signal RF ce qui permet d'avoir une FI constante sur toute la plage de fréquences du récepteur.
Complément :
Le signal FI est ensuite envoyé vers un amplificateur FI à gain contrôlé automatiquement qui augmente son intensité. Finalement, il passe dans un détecteur d'enveloppe qui par démodulation en tirera la composante finale de vidéofréquences.
Remarque :
Un récepteur superhétérodyne diminue ainsi la fréquence du signal reçu depuis celle de la porteuse à une fréquence intermédiaire plus base qu'il sera plus facile ensuite d'amplifier et de démoduler pour obtenir un signal de vidéofréquences.
Oscillateur local
L'oscillateur local engendre une onde continue en fréquence inférieure à celle de la porteuse, qui sera ensuite mélangée avec le signal pour le descendre à une fréquence intermédiaire FI pour quel soit filtrée et traitée.
Mélangeur
Définition :
Le mélangeur, comme son nom l'indique, prend le signal pré-amplifié (fTX) et le combine à une onde produite par l'oscillateur local (oscillateur local). Ces deux ondes entrent en battement à une fréquence intermédiaire (FI) double par changement de fréquence :
FI = fTx – flocal oscillateur
FI= flocal oscillateur – fTx
Complément :
Le spectre de sortie est donc composé de deux bandes latérales, positives et négatives, identiques. La mesure ne peut être faîte que sur l'amplitude absolue du signal, en général sur la différence suivante
FI = | foscillateur local – fTx |
La fréquence non désirée, dite fréquence image, doit être à l'extérieur de la bande passante du filtre subséquent.
Exemple :
Un récepteur qui opère à une fréquence intermédiaire de 10 kHz doit utiliser un oscillateur local dont la fréquence sera toujours à 100 kHz on-dessous du signal reçu. Un tel récepteur qui reçoit des signaux de 500 kHz doit donc utiliser un oscillateur de 400 kHz pour l'hétérodynage. Ce sera l'onde à FI qui sera amplifiée par la suite et envoyée au détecteur de signal. Tout signal à 100 kHZ qui sort du mélangeur sera ainsi accepté comme venant de la FI et passé au convertisseur.
Filtre FI
Le filtre de fréquence intermédiaire passe bande permet de ne garder que la fréquence désirée du signal de sortie du mélangeur. Et la largeur de la bande passante est BP=1/(2*π*R*C)
Amplificateur FI
Après la conversion à la FI, le signal passe par une série d'amplificateurs qui donnent la plus grande partie du gain du récepteur. Cette étape d'amplification de fréquence intermédiaire doit être adaptée afin de pouvoir faire varier la bande passante et le gain du récepteur. La bande passante du récepteur est définie par celle de ces amplificateurs et le gain doit être variable afin d'obtenir une tension constante à la sortie pour toutes les partie du signal.