La radio AM/FM peut ressembler à de la magie pure. Allumez la radio et écoutez de la musique, des émissions-débats ou tout autre divertissement audio diffusé à partir d’une source située à des centaines, voire des milliers, de kilomètres. Mais la radio n’est pas magique. C’est un processus simple mais fascinant. Voici un aperçu de la façon dont les ondes radio sont créées et diffusées.
Que sont les ondes radio ?
AM signifie modulation d’amplitude, et FM signifie modulation de fréquence. Les programmes radio AM et FM sont transmis par voie hertzienne via des ondes radio, qui font partie d’une gamme d’ondes électromagnétiques comprenant les rayons gamma, les rayons X, les rayons ultraviolets, la lumière visible, les infrarouges et les micro-ondes.
Les ondes électromagnétiques sont omniprésentes, partout, à différentes fréquences. Les ondes radio ont des propriétés similaires aux ondes lumineuses (telles que la réflexion, la polarisation, la diffraction et la réfraction), mais elles existent à une fréquence à laquelle vos yeux ne sont pas sensibles.
Les ondes électromagnétiques sont générées par le courant alternatif (CA), l’énergie électrique utilisée pour faire fonctionner la plupart des technologies de votre maison et de votre vie, des machines à laver aux téléviseurs en passant par les appareils mobiles.
Aux États-Unis, le courant alternatif fonctionne à 120 volts à 60 Hz. Cela signifie que le courant alterne (change de direction) dans le fil 60 fois par seconde. D’autres pays utilisent le 50 Hz comme norme.
Bien que 50 et 60 Hz soient considérés comme des fréquences relativement basses, les courants alternatifs génèrent un niveau de base de rayonnement électromagnétique (REM). Cela signifie qu’une partie de l’énergie électrique s’échappe du fil et est transmise dans l’air.
Plus la fréquence de l’électricité est élevée, plus la quantité d’énergie qui parvient à s’échapper du fil vers l’espace libre est importante. C’est pourquoi le rayonnement électromagnétique est parfois décrit comme « de l’électricité dans l’air ».
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Le concept de modulation
L’électricité dans l’air est un bruit aléatoire. Pour être transformée en signaux utiles qui transmettent des informations (musique ou voix), l’électricité doit d’abord être modulée. La modulation est donc à la base des signaux radio AM et FM.
Un autre mot pour la modulation est le changement. Le rayonnement électromagnétique doit être modulé ou modifié pour être utile en tant que transmission radio. Sans modulation, un signal radio ne peut pas transporter d’informations.
Lorsqu’il s’agit d’émissions radio, le rayonnement électromagnétique (électricité dans l’air) doit être modulé en fonction des informations à transmettre.
Pour mieux comprendre le concept de modulation, pensez à la vision. Une feuille de papier vierge est inutile tant qu’elle n’est pas modulée ou modifiée d’une manière significative. Vous devez écrire ou dessiner sur le papier pour communiquer des informations utiles.
Les émissions de la radio AM
La radio AM utilise la modulation d’amplitude, la forme la plus simple de diffusion radio. Pour comprendre la modulation d’amplitude, pensez à un signal constant (ou onde) diffusant à 1 000 kHz sur la bande AM. L’amplitude (ou hauteur) du signal constant est inchangée, ou non modulée, et ne transporte donc aucune information utile.
Ce signal constant ne produit que du bruit jusqu’à ce qu’il soit modulé par des informations, comme la voix ou la musique. Cette modulation entraîne une modification de l’intensité de l’amplitude du signal stable, qui augmente et diminue en proportion directe de l’information. Seule l’amplitude change. La fréquence reste constante.
En Amérique, la radio AM fonctionne dans une gamme de fréquences allant de 520 kHz à 1 710 kHz. D’autres pays et régions ont des gammes de fréquences différentes. La fréquence spécifique est connue sous le nom de fréquence porteuse, qui est le véhicule par lequel le signal réel est transporté d’une antenne de diffusion à un tuner de réception.
La radio AM transmet sur de plus grandes distances. Elle compte plus de stations dans une gamme de fréquences donnée et peut être captée facilement par les récepteurs. Mais les signaux AM sont plus sensibles au bruit et aux interférences statiques, par exemple pendant un orage. L’électricité générée par la foudre produit des pics de bruit que les tuners AM captent.
La radio AM a également une gamme audio limitée, de 200 Hz à 5 kHz, ce qui la rend plus adaptée à la radio parlée qu’à la musique. Pour la musique, les signaux AM ont une qualité sonore inférieure à celle de la FM.
Diffusions radio FM
La radio FM utilise la modulation de fréquence. Pour comprendre la modulation de fréquence, considérez un signal dont la fréquence et l’amplitude sont stables. La fréquence du signal est inchangée ou non modulée, et ne contient donc aucune information utile.
Lorsque vous introduisez des informations dans ce signal, il se produit une modification de la fréquence directement proportionnelle à ces informations. Lorsque la fréquence est modulée entre le bas et le haut, la fréquence porteuse transmet de la musique ou de la voix. Seule la fréquence change en conséquence. L’amplitude reste constante tout le temps.
La radio FM fonctionne dans la gamme des 87,5 MHz à 108,0 MHz, une gamme de fréquences plus élevée que la radio AM. La portée des transmissions FM est plus limitée que celle des transmissions AM, généralement moins de 160 km.
Cependant, la radio FM est mieux adaptée à la musique. La bande passante plus large de 30 Hz à 15 kHz produit la qualité sonore que nous apprécions et préférons. Pour avoir une plus grande zone de couverture, les transmissions FM ont besoin de stations supplémentaires pour transporter les signaux plus loin.
Les diffusions FM sont généralement effectuées en stéréo (quelques stations AM peuvent également diffuser des signaux stéréo). Bien que les signaux FM soient moins sensibles au bruit et aux interférences, des obstacles physiques, tels que des bâtiments et des collines, peuvent les limiter et avoir un impact sur la réception globale.