La radio TSF expliquée

 

 

        Une des plus merveilleuse découverte de la fin du 19ème  et le début du 20ème siècle, la téléphonie sans fil, elle va révolutionner la communication entre les peuples, les pays et leurs habitants. Distraction pour certains, ordres pour les militaires, loisirs pour les amateurs comme celui qui a écrit ces quelques lignes.

C’est pourquoi cet exposé fera abstraction des formules rébarbatives, laissons cela aux scientistes ayant des neurones en silicium. Mais il y a un minimum d’explications à fournir pour comprendre comment ça fonctionne.

 

 

L’onde est un véhicule :

 

Partons de la physique naturelle : la voix, la musique, tout ce qui est audible est issu de vibrations des molécules d’air à basse fréquence qui est le son. On est proche de la source on entend c’est naturel, là où ça devient intéressant c’est que des « génies » du siècle dernier on trouvé comment transmettre le son et les images à longue distance.

Un peu d’histoire :

-      Marconi le 27 mars 1899 effectue la première transmission sans fil entre  Douvres et Wimereux et la première liaison transatlantique le 12 décembre 1901.

-      Lee de Forest invente la lampe triode.

-      Edouard Branly découvre que la résistance à base de poudre métallique diminue considérablement sous l’action des ondes électromagnétiques et invente un cohéreur détecteur d’ondes.

-      Faraday découvre le champ électromagnétique en 1833, confirmé mathématiquement en 1873 par James Clerk Maxwell qui affirme que les variations de champ électromagnétique se propagent dans l’espace sous forme d’ondes, à la vitesse de 300 000 Km/sec qui est celle de la lumière.

-      Hertz en 1897 met au point un circuit oscillant (l’antenne n’existait pas encore) alimenté par bobine d’induction pour mettre en évidence la propagation des ondes électromagnétiques à quelques mètres du récepteur.

-      Popov en 1896 imagina de joindre un dispositif collecteur d’ondes hertziennes au système de Branly, c’est ce que nous appelons une antenne.

-      1921, premières émissions de la tour Eiffel.

-      Vers le milieu des années 1920 début des essais de transmissions d’image concrétisés en 1929, naissance de la télévision.

-      1948, invention du transistor par Bardeen Brattain et Shockley.

  Donc je disais que l’onde est véhicule : d’abord c’est quoi une onde, on peut se faire une image par une pierre jetée dans l’eau qui produit des cercles de plus en plus grands.

Pour le son, prenons l’image de la vibration d’une lame métallique tenue par une extrémité qui oscille par le fait qu’on la mette en flexion et qu’on la relâche brusquement, ça peut être aussi le pincement d’une corde de guitare. La plupart des phénomènes qui nous entourent sont des manifestations d’oscillations : la lumière est une vibration de molécules, et c’est le nombre de vibrations, de variation, de périodes en une seconde qui détermine la couleur de cette lumière. Le son est aussi un phénomène vibratoire, mais les vibrations sont plus lentes. L’onde Hertzienne est aussi une vibration.

On veut transmettre ces sons, pour cela on est obligé de lui donner comme forme une vibration à très haute fréquence, qui seule est capable de « voyager », de se transmettre par rayonnement. Il est logique qu’à l’arrivée, dans le récepteur, on se débarrasse du véhicule qui est la vibration haute fréquence pour ne conserver que le son, cette musique ou ces paroles qui étaient le but de la transmission.

 

Le nombre de vibrations en une seconde fait varier le son : il y à 50 périodes en une seconde, la référence est le LA utilisé en musique ou tonalité du téléphone qui est à 432 périodes.

Si nous avons un phénomène vibrant à 200 000 périodes par seconde, il ne sera plus un son mais une onde Hertzienne Grande Onde, 1 456 000 périodes génèrera des Petites Ondes, 12 000 000 de périodes génèrera des Ondes Courtes (25 mètres), 60 millions de périodes donnera des ondes ultra courtes et des milliard de périodes donneront la lumière.

L’onde en fait est une énergie. On lui donne la forme d’une oscillation et le propre de cette oscillation c’est de se propager par rayonnement. A l’endroit ou l’onde est émise, une énergie électrique est transformée en énergie magnétique oscillante induite dans un collecteur appelé antenne d’émission.

Grâce à cette haute fréquence, l’énergie est rayonnée sous forme d’un champ magnétique à intensité décroissante (rappelez vous les ondes produites par la chute d’une pierre dans de l’eau) le centre étant l’émetteur. Le récepteur loin de l’émetteur recueillera l’oscillation émise.

 

L’onde est partie de l’émetteur, son rayonnement parcours l’espace à la vitesse de la lumière 300 000 Km par seconde comme pour toutes les ondes Hertziennes. L’énergie de ce rayonnement est fonction de la puissance de l’émission, mesurée en Watts ou Kilowatts.

 

En résumé,

 

Pour émettre il faut :

 

1-   transformer les ondes sonores  en courant électrique Basse Fréquence (BF) par l’intermédiaire d’un microphone.

2-   Produire dans un circuit oscillant un courant Haute Fréquence (HF) 

3-   Moduler ce courant HF selon l’allure du courant BF par un amplificateur de modulation

4-   Amplifier de nouveau ce courant HF modulé

5-   Appliquer ce courant HF modulé et amplifié à l’antenne d’émission, où il engendre les ondes hertziennes correspondant aux ondes sonores initiales.

 

Pour recevoir il faut :

 

1-   collection des ondes par l’antenne

2-   sélection, parmi toutes les ondes qui atteignent l’antenne, de l’onde que l’on veut capter, et qui est caractérisée par sa fréquence (f) : cette sélection exige, avant toute chose, que le récepteur soit accordé sur la fréquence d’émission.

3-   Amplification des courants HF ainsi sélectionnés à l’entrée du récepteur (étage haute fréquence)

4-   Extraction du courant HF ainsi amplifié du courant BF qui l’avait modulé à l’aide d’un dispositif appelé détecteur s’il s’agit d’une modulation en amplitude, et démodulateur s’il s’agit d’une modulation de fréquence

5-   Amplification des courants BF ainsi obtenus (étage basse fréquence)

6-   Transformation du courant électrique BF en ondes sonores, à l’aide du haut-parleur.