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Samizdat

Chapitre 6
Conclusion




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Dans ce travail, on a abordé le problème de la distorsion dans une chaîne de transmission FM stéréo, causée par la présence d'un canal EMCS. Plusieurs éléments du système peuvent être responsables de la faible qualité de la réception EMCS dans les conditions présentes. Cependant, un seul type d'élément perturbateur attire notre attention en l'occurrence le filtrage linéaire. Deux approches distinctes furent utilisées selon le type de signal constituant le signal composite. La première approche utilisant des signaux harmoniques a l'avantage que les résultats peuvent être reproduits en laboratoire, tandis que l'approche faisant appel à des signaux aléatoires, permet de se placer dans des conditions plus prés de la réalité. Les résultats obtenus nous ont permis de répondre aux questions suivantes:

1- Un niveau de distorsion acceptable pour l'EMCS est-il possible, sans trop sacrifier de la qualité du canal stéréo ?
2- Est-il nécessaire d'élargir beaucoup la largeur de bande du canal principal ?
3 - Les conditions d'opération de l'EMCS, telles le type de modulation, la position de sa sous-porteuse et la pondération de celui-ci , sont elles satisfaisantes ?
4 -Quels sont les conditions optimums pour le filtrage d'un signal FM en ce qui concerne la distorsion ?

Dans l'analyse harmonique, on s'est intéressé en plus de l'effet causé par le filtre de canal principal, à l'effet du filtre EMCS. Les résultats de cette partie, répondent aux questions posées. En effet, on a pu constater que la présence de l'EMCS avait peu d'influence sur le canal stéréo en ce qui concerne la distorsion (section 4.4.1). L'augmentation de largeur de bande du canal principal qu'il serait nécessaire afin de conserver la même qualité à la stéréophonie, est faible et donc réalisable (section 4.4.2). Le type de modulation utilisé pour l'EMCS (modulation de fréquence) nous semble un bon choix en constatant la plus grande qualité de l'EMCS en l'absence du canal stéréo par rapport à celle du canal stéréo en l'absence de l'EMCS (section 4.4.3). On sait que le canal stéréo est modulé en amplitude selon le type AM-DSB. Par contre le canal EMCS est influencé beaucoup par le type de modulation présente dans les canaux stéréophoniques. Un résultat intéressant a été obtenu de la section 4.4.5 traitant de l'effet du filtre de canal sur la qualité globale du système. Il semble donc d'après ces résultats, dans des conditions où le S/D ne descend pas en dessous d'un certain seuil, qu'une amélioration importante de la qualité soit possible sans élargir la bande, mais simplement en augmentant l'ordre du filtre de canal. Cette possibilité mériterait d'ailleurs d'être étudiée plus en détail. On a pu constater aussi que la position de la porteuse EMCS telle qu'elle est présentement est un choix justifiable si on considère à la fois la distorsion et le bruit dans le système (section 4.4.4). En ce qui concerne la pondération de l'EMCS, une augmentation de celle-ci, serait possible puisque les résultats ne démontrent pas de dégradation évidente du canal stéréo lorsque la pondération de l'EMCS passe de 10% à 20%. Par contre, cette augmentation de la puissance de l'EMCS ne produit pas d'amélioration du S/D dans le récepteur EMCS. Le seul avantage qu'on aurait finalement à aller dans cette direction serait l'amélioration du rapport signal sur bruit. Pour ce qui est du filtre EMCS, un résultat intéressant a été obtenu. Les résultats montrent que pour une valeur de FC donnée, si on a la condition que K -1.72+.73xFC le filtrage idéal permet l'obtention d'un S/D maximum. Par contre, si cette condition n'est pas respectée, un S/D maximum sera réalisé à l'aide d'un filtre d'ordre 1.

Pour l'analyse aléatoire, les résultats présentés demeurent au niveau du signal composite, la démodulation du canal EMCS n'étant pas réalisable avec la méthode de Bedrosian & Rice (4). On obtient trois types de densités spectrales. Le premier type appelé densité spectrale linéaire, constitue le signal utile. Les calculs réalisés ont permis de constater que cette densité spectrale correspondait bien à la densité spectrale du signal d'entrée avec toutefois, une légère distorsion linéaire.

Le deuxième type de densité obtenu, appelé densité spectrale croisée, ressemble un peu à la densité spectrale linéaire quoique fortement distortionnée. En effet celle-ci occupe exactement la bande du signal linéaire. On a vu que cette densité spectrale était une mesure de la corrélation entre la distorsion et le signal utile et que la plupart du temps on peut, ne pas en tenir compte dans le calcul de S/D.

Le troisième type de densité spectrale, appelée densité spectrale d'intermodulation, représente la vraie distorsion dans le système et correspond d'assez prés à ce que l'on pourrait mesurer en laboratoire. Cette densité est généralement de forme continue malgré la forme discontinue du spectre à l'entrée, et de largeur excédant beaucoup la largeur du spectre du signal utile. On a pu observer en effet que la forme de cette densité était à peu prés invariable en fonction de la forme des spectres constituant le signal composite (si toutes les composantes sont présentes). Le niveau de cette densité spectrale dépend presque uniquement de la largeur du filtre de canal et est très peu influencé par une répartition différente des composantes du signal d'entrée. Ceci permet de conclure comme dans l'analyse harmonique, que le seul avantage à augmenter la puissance de l'EMCS, serait pour l'obtention d'un meilleur rapport signal sur bruit.

Les valeurs du S/D obtenues par cette méthode sont relativement faibles mais portent sur un signal EMCS modulé. Une simple inspection des densités spectrales nous permet d'affirmer que le S/D au niveau du canal G-D serait à peu prés du même ordre de grandeur que ceux obtenus pour l'EMCS. Ceci provient du fait que le spectre de distorsion est à peu prés uniforme partout dans la bande de base. Ce résultat est un peu surprenant, car on obtient généralement par l'analyse harmonique des niveaux de S/D dans le canal stéréo de beaucoup supérieurs à ceux de l'EMCS. Ceci pourrait être dû à l'emploi d'un filtre de canal d'ordre 1. Nous croyons que les S/D obtenus augmenteraient beaucoup avec un filtre d'ordre plus élevé. De plus, une augmentation supplémentaire du S/D dans la voie EMCS est à prévoir si on considérait le signal EMCS démodulé.

L'observation de la densité spectrale d'intermodulation laisse penser que l'on pourrait atteindre de meilleures valeurs de S/D dans le canal EMCS en déplaçant celui-ci vers l'extérieur de la bande En effet celle-ci a tendance à décroître avec la fréquence. Mais les résultats démontrent qu'un tel déplacement de la porteuse EMCS ne provoque pas d'amélioration très significative du S/D. Ceci résulte du fait qu'en déplaçant la porteuse EMCS, on déforme du même coup le spectre de distorsion de telle sorte que le niveau de celui-ci demeure à peu prés le même dans la bande de l'EMCS.

Les conclusions obtenues par cette méthode correspondent à celles obtenues avec l'analyse harmonique pour le cas de la position de la porteuse et la pondération de l'EMCS.

Bien que l'on soit en mesure avec les programmes développés ici, de réaliser des expériences intéressantes, les résultats et les conclusions demeurent partiels. Il va de soi que certains éléments très importants n'ont pas été inclus dans notre modèle, souvent parce que la complexité des calculs rendait la tâche difficile. L'adjonction de certains éléments, comme du bruit gaussien au niveau du canal dans le modèle pour signaux discrets, et un démodulateur EMCS pour le modèle avec signaux aléatoires, aurait permis l'obtention de résultats beaucoup plus utiles. Les calculs avec ces nouveaux éléments seront certainement difficiles, mais il vaudrait la peine d'y songer dans le cadre de travaux futurs.

Pour le modèle aléatoire, il pourrait être très intéressant de pouvoir varier à volonté le type de filtre que l'on veut. Pour résoudre ce problème, plusieurs approches sont possibles:

1- Abandonner la méthode de Bedrosian & Rice et trouver une méthode plus adaptée
2 -Garder cette méthode et faire les calculs sur un ordinateur plus performant. Ceci permettrait l'emploi de la forme générale
3-Trouver une méthode pour simplifier les expressions analytiques à intégrer.

Une deuxième tâche consisterait à trouver une méthode permettant de démoduler la porteuse FM-EMCS. Avec la méthode de Bedrosian & Rice (4), ceci est impossible, car celle-ci opère sur les densités spectrales perdant ainsi toutes informations de la phase, qui seraient nécessaires à la démodulation du signal FM. Il y aurait peut-être la possibilité d'utiliser des séquences pseudo-aléatoires permettant ainsi l'emploi de la FFT comme dans l'analyse harmonique. En ce qui concerne cette dernière méthode, d'autres travaux pourraient être faits afin d'exploiter au maximum la flexibilité qu'elle apporte. Celle-ci permet de reproduire sur ordinateur tous les éléments importants du système et permet ainsi la comparaison avec des expériences de laboratoire. La seule contrainte importante est évidemment la puissance de calcul de l'ordinateur. Ceci exigerait, en plus, des mesures précises de chaque composante de la chaîne que l'on désire reproduire, afin de pouvoir ensuite entrer les données recueillies dans notre modèle sur ordinateur. Après cette tâche complétée, il serait possible de mener deux expériences parallèles, l'une sur le système réel et l'autre sur l'ordinateur, jusqu'à l'obtention des mémés résultats. Quand les deux systèmes affichent le même comportement, on est en mesure de faire des expériences uniques qu'on pourrait difficilement reproduire sur le système réel, simplement en variant un paramètre. Ceci permettrait bien de trouver des conditions optimales d'opération.

Dans les conditions d'expérimentation qu'on s'est donné, il apparaît avec certitude que des performances très acceptables sont possibles pour la transmission EMCS, sans trop sacrifier la qualité de la stéréophonie, et sans une trop forte augmentation de la largeur de bande. Bien sûr, ceci vaut pour le cas où il n'y a pas de bruits de canal. Toutefois, si la transmission EMCS devait être surtout utilisée dans les conditions discutées au début, (comme moyen de doubler la programmation sans élargir la bande FM) il s'avérerait que la contrainte dont l'on devrait tenir compte le plus serait l'interférence entre les différents canaux FM. Ces conditions impliquent que l'utilisation de l'EMCS se ferait surtout dans les régions urbaines où le signal est trés fort. Donc on pourrait de cette manière supposer l'absence de bruit de canal, mais il faudrait vraisemblablement s'intéresser à l'interférence entre les différentes stations qui, on le sait, seraient au minimum de distance entre elles. Donc finalement méme en l'absence de bruit de canal, aes résultats pourraient être utiles et significatifs pour ceux qui travaillent sur le probléme.