AM – Modulation d’amplitude : Principes et Fonctionnement

AM – Modulation d’amplitude : Principes et Fonctionnement

Aujourd’hui, on va explorer en détail la modulation d’amplitude, souvent abrégée AM, une technique fondamentale en électronique et en télécommunications. Cette méthode consiste à faire varier l’amplitude d’une onde porteuse en fonction d’un signal modulant, généralement un signal audio ou autre information analogique.

1. Définition de la modulation d’amplitude (AM)

La modulation d’amplitude est un procédé où l’amplitude d’une onde porteuse sinusoïdale est modulée proportionnellement à l’information à transmettre. Cette modulation permet de coder un signal de basse fréquence sur une fréquence porteuse plus élevée, facilitant ainsi la transmission sur de longues distances.

2. Principe de base

La porteuse est une onde sinusoïdale définie par :

• Amplitude : A_c
• Fréquence : f_c
• Phase : généralement constante

Le signal modulant (information) est noté m(t), généralement une onde de basse fréquence avec amplitude A_m.

Le signal AM résultant est :

s(t) = [A_c + m(t)] × cos(2πf_ct)

3. Représentation mathématique détaillée

Si le signal modulant est une sinusoïde simple : m(t) = A_m cos(2πf_mt), alors :

s(t) = A_c [1 + k_a cos(2πf_mt)] cos(2πf_ct)

où k_a = A_m / A_c est l’indice de modulation (ou profondeur de modulation), qui doit rester inférieur ou égal à 1 pour éviter la distorsion.

4. Spectre d’une onde AM

Le signal modulé contient :

• Une composante à la fréquence porteuse f_c
• Deux bandes latérales (upper et lower sidebands) aux fréquences f_c + f_m et f_c – f_m

Ces composantes sont visibles sur le spectre de fréquence :

5. Avantages et inconvénients de la modulation AM

• Avantages : simplicité de mise en œuvre, compatibilité avec les récepteurs simples, transmission analogique efficace.
• Inconvénients : faible efficacité énergétique car la porteuse transmet de l’énergie sans information, sensibilité au bruit et aux interférences, bande passante élevée requise.

6. Exemple d’application

Un usage classique de l’AM est la radiodiffusion en ondes moyennes ou longues. La station radio module un signal audio sur une porteuse haute fréquence, ce qui permet au récepteur AM de démoduler et récupérer le son initial. La simplicité des récepteurs AM en fait un standard historique en radiocommunication.

7. Techniques liées et variantes

On trouve aussi des variantes comme la modulation d’amplitude à bande latérale unique (BLU ou SSB en anglais), qui supprime la porteuse et une bande latérale pour économiser de la puissance et de la bande passante. Ces variantes sont plus complexes mais plus efficaces.

Enfin, la démodulation AM peut se faire par plusieurs méthodes : détection à diode, détecteurs synchrones, ou circuits à enveloppe, chacun ayant ses propres caractéristiques en termes de complexité et qualité.

Pour approfondir davantage les techniques de modulation numérique qui ont supplanté l’AM dans beaucoup d’applications, n’hésitez pas à consulter notre article sur la modulation par déplacement de fréquence (FSK).