Module électronique des télécoms. Dans ce TP, l’objectif est de concevoir un modem utilisant la modulation de fréquence appelé FSK. La boucle à verrouillage de phase sera le principal composant utilisé dans l’implémentation électrique du modem. Outils : NI Multisim.

1. UCAD/ESP/DGI TP4 Master 1 TR 2015-2016
TP4 électronique des télécoms Master 1 TR 2015-2016 Page 1
UCAD/ESP/DGI/MASTER 1_TR [2015-2016]
Professeur : Mr Ousmane Sadio
RAPORTEURS
Cheikh Tidiane Diabang
Papa Moussa Fall
Maguette Mbacké
1°/ Conception d’un modulateur FSK
La modulation FSK (Frequency Shift-Key) ou F.M. (Frequency Modulation), très souvent
employé en VHF (Very Hight Frequencies) ou en UHF (Ultra Hight Frequencies) pour la
transmission des signaux audio, consiste à utiliser une porteuse dont la fréquence varie en
fonction du signal modulant.
Son principe, consiste à garder l'amplitude de la porteuse constante mais à faire varier sa
fréquence.
Les techniques de modulations de fréquence font appel à des opérateurs électroniques
nommés VCO (Voltage Controlled Oscillator ou Oscillateur Contrôlé en Tension).
Néanmoins, nous pouvons citer deux techniques très répandues :
MODULE ELECTRONIQUE DES TELECOMS
SIMULATION

2. UCAD/ESP/DGI
TP4 électronique des télécoms Master 1 TR 2015
-La première, utilisée en BF (jusqu'à plusieurs dizaines d
intégrés), est fondée sur l'emploi
condensateur jusqu'à une tension de réfé
tension (VCCS). Lorsque la tension du condens
condensateur est déchargé et l'opération recommence
-La seconde technique, employée en HF (typiquement VHF et UHF), repose sur un
oscillateur LC quasi sinusoïdal.
appelée VARICAP ou varactor, qui
fonction de la tension inverse de diode.
modifiée en fonction de la tension inverse
Le montage d’un modulateur FSK
XWG1 : A pour rôle de générer des séquences binaires représentatives de l
moduler ;
POWERVCO : Permet de gén
XSC1 : L’oscilloscope permettant de visualiser le signal binaire et le signal modulé.
Après simulation nous avons eu à enregistrer les signaux suivants
TP4 Master 1 TR 2015
électronique des télécoms Master 1 TR 2015-2016
, utilisée en BF (jusqu'à plusieurs dizaines de MégaHertz dans les ci
intégrés), est fondée sur l'emploi d'oscillateur à relaxation et consiste à charger un
condensateur jusqu'à une tension de référence à l'aide d'une source de courant commandée en
tension (VCCS). Lorsque la tension du condensateur atteint la tension de référence, le
condensateur est déchargé et l'opération recommence ;
employée en HF (typiquement VHF et UHF), repose sur un
cillateur LC quasi sinusoïdal. Le condensateur employé est en fait une diode spéc
pelée VARICAP ou varactor, qui polarisée en inverse, présente une capacité varia
fonction de la tension inverse de diode. La fréquence de résonance de l'oscillateur est
fonction de la tension inverse appliquée à la diode VARICAP.
un modulateur FSK peut être modélisé comme suit :
ôle de générer des séquences binaires représentatives de l’
Permet de générer un signal porteur, qui sera appliqué au signal binaire
oscilloscope permettant de visualiser le signal binaire et le signal modulé.
simulation nous avons eu à enregistrer les signaux suivants :
Master 1 TR 2015-2016
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MégaHertz dans les circuits
consiste à charger un
courant commandée en
de référence, le
employée en HF (typiquement VHF et UHF), repose sur un
Le condensateur employé est en fait une diode spéciale,
polarisée en inverse, présente une capacité variable en
La fréquence de résonance de l'oscillateur est
’information à
un signal porteur, qui sera appliqué au signal binaire ;
oscilloscope permettant de visualiser le signal binaire et le signal modulé.

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En rouge : le signal binaire fourni par le générateur XWG1
séquence initial (100111101011)
En bleu le signal modulé (sortie du p
Par suite, nous allons répondre aux questions posées
-expliquons, comment se fait l’assignation des valeurs
(Vo t) et de la source de tension contrôlée par
Les paramètres décrits précédemment sont assignés en faisant un double click sur le
POWERVCO, ensuite au niveau de l
suivante :
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électronique des télécoms Master 1 TR 2015-2016
le signal binaire fourni par le générateur XWG1, dont nous avons
01011).
En bleu le signal modulé (sortie du powervco).
nous allons répondre aux questions posées dans cette partie.
fait l’assignation des valeurs de (C ), de la tension de sortie
) et de la source de tension contrôlée par un courant B2.
Les paramètres décrits précédemment sont assignés en faisant un double click sur le
POWERVCO, ensuite au niveau de l’onglet value, cliquer sur Edit model, où l
Master 1 TR 2015-2016
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ons visualisé sa
), de la tension de sortie
Les paramètres décrits précédemment sont assignés en faisant un double click sur le
onglet value, cliquer sur Edit model, où l’on a la fenêtre

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TP4 électronique des télécoms Master 1 TR 2015-2016 Page 4
C’est dans cette fenêtre que les assignations sont faites.
Ainsi, (C ) = V (err) < 100mV ? 0 :
= V (err) > 5 ? 5 : V (err)
B2 = (Vosc >2.5) ? 400p * Fmin + 400p [(Fmax-Fmin)/(5 :0)]V(C )
Ces expressions sont assimilables à un langage de programmation, avec l’utilisation des
opérateurs ternaire.
- La fréquence de sortie étant proportionnelle au courant B2 d’un facteur de 400p, donnons
alors les valeurs de f0 et de 0 ;
Cela équivaut à : Fs = (1/400P)*B2
Alors en remplaçant B2 dans l’expression de Fs précédente on a :
Fs = Fmin + [(Fmax-Fmin)/5] * V(C )
Or en théorie on avait : Fs = f0 + k0* V(C ) ;
Donc par identification :
f0 = Fmin = 1070Hz et k0 = [(Fmax-Fmin)/5] = [(1270-1070)/5] = 40 Hz/V
-Comment allons-nous paramétrer min, m et o t pour obtenir une modulation
FSK (1070Hz, 1270Hz) avec une tension de sortie de 0.5V.
Pour ce faire on agit sur l’expression du courant B2, on changeant la condition Vosc > 2.5 en
Vosc > 0.5 et en divisant les Fmin et Fmax par 5. Soient Fmin=1070/5=214Hz ,
Fmax=1270/5=254Hz
-La visualisation s’est fait à la page 3.

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2°/ Conception d
Comme indiqué au niveau du TP, nous allons
verrouillage de phase) pour concevoir le démodulateur FSK.
Les boucles à verrouillage de phase (Phase
asservissement de phase, ont été inventées par De Bellescize en 1932 pour faire d
détection synchrone. La mise en œuvre de ce principe était délicate compt
de l'époque, ce qui explique que sa généralisation ait dû attendre
Après l'apparition des circuits intégrés, l'utilisation des boucles
étendue de façon considérable dans tous les domaines des télécommunications, des mesures,
etc …
On peut distinguer deux types d'applications :
− L'utilisation de la boucle de phase comme filtre passe
exemple, pour récupérer un signal porteur noyé dans du bruit.
− L'utilisation de la boucle de verrouillage de phase comme m
cas de certains synthétiseurs de fréquence.
Ainsi le second cas est celui dont on a fait l
permet de faire en sorte que les fréquences des
comparateur de phase soient identiques, les
différentes.
-Le montage d’un démodulateur FSK
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Conception d’un démodulateur FSK
Comme indiqué au niveau du TP, nous allons utiliser le PLL (Phase Locked Lo
pour concevoir le démodulateur FSK.
Les boucles à verrouillage de phase (Phase-Locked Loops ou PLL) ou encore boucles à
asservissement de phase, ont été inventées par De Bellescize en 1932 pour faire d
synchrone. La mise en œuvre de ce principe était délicate compte tenu des moyens
ce qui explique que sa généralisation ait dû attendre les progrès
Après l'apparition des circuits intégrés, l'utilisation des boucles à verrouillage de phase s'est
étendue de façon considérable dans tous les domaines des télécommunications, des mesures,
On peut distinguer deux types d'applications :
ation de la boucle de phase comme filtre passe-bande très étroit. C'est le cas, par
exemple, pour récupérer un signal porteur noyé dans du bruit.
L'utilisation de la boucle de verrouillage de phase comme multiplieur de fréquence. C'est
ains synthétiseurs de fréquence.
dont on a fait l’étude dans notre rapport. Et que spécifiquement il
n sorte que les fréquences des signaux appliqués sur les deux
e phase soient identiques, les phases de ces deux signaux pouvant être
modulateur FSK sans comparateur peut être modélisé comme suit
Master 1 TR 2015-2016
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le PLL (Phase Locked Loop ou boucle à
PLL) ou encore boucles à
asservissement de phase, ont été inventées par De Bellescize en 1932 pour faire de la
e tenu des moyens
les progrès de la technologie.
à verrouillage de phase s'est
étendue de façon considérable dans tous les domaines des télécommunications, des mesures,
très étroit. C'est le cas, par
ultiplieur de fréquence. C'est le
t que spécifiquement il
signaux appliqués sur les deux entrées du
phases de ces deux signaux pouvant être
être modélisé comme suit :

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Suivant les données du TP, les paramètres du PLL sont
-Ainsi, le signal observé à la sortie du PLL
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Suivant les données du TP, les paramètres du PLL sont :
é à la sortie du PLL se présente comme suit :
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En rouge : le signal binaire fourni par le générateur XWG1
En bleu le signal modulé (sortie du p
En vert, le signal à la sortie du PLL
Dans ce schéma nous voyons pa
0 suivi d’un bit à 1 ou vice versa
phase, mais leur amplitude reste constante.
Donc on peut extraire l’information binaire à partir de l
-Utilisons un filtre RC de -60dB
Hz pour retrouver une allure proche
- Observons le signal obtenu après filtrage
En plus des signaux visualisés précédemment, nous avons visualisé
filtre, matérialisé par le signal jau
Alors, on note que le signal obtenu à la sortie du filtre est loin d
d’origine ; par contre moins chargé que le signal à la sortie du PLL.
Dès lors la reconstitution peut se faire en se basant s
 si ɛ = Ve - Vref > 0V => sortie=V
 si ɛ = Ve - Vref < 0V => sortie=V
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le signal binaire fourni par le générateur XWG1
En bleu le signal modulé (sortie du powervco).
e signal à la sortie du PLL.
parallèlement avec le générateur de bit, que lorsqu
un bit à 1 ou vice versa, il est matérialisé à la sortie du PLL par un changement de
ais leur amplitude reste constante.
information binaire à partir de l’allure du signal à la
60dB (c'est-à-dire filtre d’ordre 3) et de fréquence de coupure 723
Hz pour retrouver une allure proche de la théorie.
après filtrage : (circuit et schéma représentatif)
En plus des signaux visualisés précédemment, nous avons visualisé le signal à la sortie du
signal jaune.
Alors, on note que le signal obtenu à la sortie du filtre est loin d’être identique au signal
chargé que le signal à la sortie du PLL.
Dès lors la reconstitution peut se faire en se basant sur la différence de tension.
> 0V => sortie=V+ alim=5Vbit 1
0V => sortie=V- alim=0Vbit 0
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que lorsqu’on a un bit à
par un changement de
allure du signal à la sortie du PLL.
et de fréquence de coupure 723
circuit et schéma représentatif)
le signal à la sortie du
être identique au signal
ur la différence de tension.

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-Ainsi pour une nette reconstitution, n
L’observation sur un même oscilloscope
démodulé avant son entrée au comparateur et enfin le signal reconstitué
Nous voyons que le signal fourni par le gé
du comparateur. Et que l’on a aussi visualisé les différentes formes a
avant sa reconstitution.
Ici Vref est obtenu en appliquant u
R=10kΩ et Rv = 1kΩ.
D’où, comme relater plus haut, les boucles à
permet de faire en sorte que les fréquences des
comparateur de phase soient identiques
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électronique des télécoms Master 1 TR 2015-2016
Ainsi pour une nette reconstitution, nous allons appliquer un comparateur à
sur un même oscilloscope du signal d’origine, du signal modulé,
son entrée au comparateur et enfin le signal reconstitué donne
signal fourni par le générateur est identique au signal obtenu
on a aussi visualisé les différentes formes adoptées par
tenu en appliquant un diviseur de tension : Vref = [Rv / (Rv –
comme relater plus haut, les boucles à verrouillage de phase dans notre application
n sorte que les fréquences des signaux appliqués sur les deux
e phase soient identiques.
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ons appliquer un comparateur à la sortie du filtre.
signal modulé, du signal
donne :
au signal obtenu à la sortie
doptées par le signal
– R)]*Valim.
e phase dans notre application
signaux appliqués sur les deux entrées du