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Pops

Modulation FM en stéréo

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Bonjour,
J'ai quelques question à propos de la modulation FM en stéréo. 
Comment, dans un signal MPX, et plus précisemment dans la partie du signal L-R (38kHz +/- 15kHz), se traduit la modulation d'un son stéréo qui ne serait diffusé en temps normal que sur un seul canal ? Admettons qu'à un instant T, dans un son diffusé, il n'y ait du son que du côté droit (ou gauche). Sur la partie L+R j'arrive à visualiser ce que ça donnerait en représentation spectrale, mais sur la partie L-R ? Ou alors si par exemple sur un fichier stéréo diffusé il y a deux sons provenant de deux sources complètement différentes sur les deux canaux. Sur la partie L+R c'est de la bouillie, mais si on isole la partie L-R, qu'entendrait-on, et que verrait-on sur un analyseur de spectre ?
Deuxième et dernière question, sur MPXTool il est possible de choisir quelle partie de la modulation L-R sera utilisée pour créer le signal stéréo en sortie: soit la bande latérale haute (donc entre 38kHz+15kHz) soit la bande latérale basse (entre 38kHz-15kHz). Par défaut, qu'est ce qui est utilisé pour décoder L-R ? Et pourquoi ?
Merci d'avance aux éclaireurs de ma lanterne :mrgreen: 

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Il y a 3 heures, Pops a dit :

Comment, dans un signal MPX, et plus précisemment dans la partie du signal L-R (38kHz +/- 15kHz), se traduit la modulation d'un son stéréo qui ne serait diffusé en temps normal que sur un seul canal ? Admettons qu'à un instant T, dans un son diffusé, il n'y ait du son que du côté droit (ou gauche). Sur la partie L+R j'arrive à visualiser ce que ça donnerait en représentation spectrale, mais sur la partie L-R ?

Un seul canal diffusé:

- L+0 : dans la partie basse du spectre, c'est juste le spectre du canal présent.

- L-0, passé dans le machin adéquat: cela donne le même spectre entre 38KHz et 53KHz (bande latérale haute) qu'entre 0 et  15KHz, juste transposé un peu plus loin dans le spectre, et le spectre "retourné" entre 23 et 38KHz. En fait, le spectre produit par (L-R) est symétrique par rapport au 38KHz.

 

 

Il y a 3 heures, Pops a dit :

Ou alors si par exemple sur un fichier stéréo diffusé il y a deux sons provenant de deux sources complètement différentes sur les deux canau. Sur la partie L+R c'est de la bouillie, mais si on isole la partie L-R, qu'entendrait-on, et que verrait-on sur un analyseur de spectre ?

 

Si tu démodules ton L-R, et que les deux signaux injectés dans L et R sont totalement différents, tu entendras le même genre de bouillie qu'en L+R

 

Te voila bien avancé hein :)

 

Plus sérieusement, ne considérer que l'aspect spectral n'est pas le moyen le plus simple de comprendre le fonctionnement de la chose.

Considérons les choses d'un point de vue temporel. L'information (L-R) est transmise par une modulation d'amplitude sans porteuse. Concrètement, cela signifie que l'on multiplie le (L-R) par un signal sinusoïdal pur à 38KHz. Et donc, pour faire simple, que ce qui sort du modulateur:

* est égal à L-R lorsque le sinus vaut +1 (son maximum)

* est égal à -L+R lorsque le sinus vaut -1 (son minimum)

Une fois ce signal mélangé avec le L+R non modulé, on aurait donc en sortie de codeur:

* lorsque le sinus vaut +1 -> (L-R) + (L+R) = 2L

* lorsque le sinus vaut -1 -> (-L+R) + L+R) = 2R

Avec bien sûr toutes les valeurs intermédiaires données par L + R + ((L-R)sin(wt))

Donc en fait, on peut comprendre ce système comme un multiplexage temporel: un coup on transmet L, un coup on transmet R, avec une transition douce entre les deux. Ce qui permet de se poser une question qui n'a pas été abordée jusqu'à présent : comment décoder tout cela, pour être sûr de retrouver L à gauche et R à droite ?

 

 

Il y a 3 heures, Pops a dit :

Deuxième et dernière question, sur MPXTool il est possible de choisir quelle partie de la modulation L-R sera utilisée pour créer le signal stéréo en sortie: soit la bande latérale haute (donc entre 38kHz+15kHz) soit la bande latérale basse (entre 38kHz-15kHz). Par défaut, qu'est ce qui est utilisé pour décoder L-R ? Et pourquoi ?

 

Imaginons que l'on injecte dans le modulateur un sinus à 1000Hz (par exemple, tu as branché un générateur sur L et rien sur R).

La porteuse est un sinus à 38000Hz. Il existe une vieille formule de trigo qui nous dit ceci:

sin( a ) sin( b ) = (1/2) cos( a b ) − (1/2) cos( a + b )

Donc on applique à notre modulateur, qui multiplie le sinus du 1000Hz par le sinus du 38KHz, et la formule nous dit que l'on va avoir quelque chose en 38000+1000 et quelque chose en 38000-1000. Si tu veux les détails de l'explication, tu trouveras facilement en tapant "modulation d'amplitude" dans un moteur de recherche. Ce qui nous intéresse ici est que la modulation d'amplitude produit en sortie une information redondante: les deux bandes latérales contiennent la même information.

Donc historiquement, ce qui sort d'un codeur, et ce qui est prévu par la norme, c'est d'avoir en sortie LES DEUX bandes latérales. Effectivement, il y a plus d'information que nécessaire, mais c'est simple à encoder et simple à décoder (notamment avec des tubes disponibles en 1958).

Certains ont donc eu la tentation, pour des raisons un peu longues à développer à 0h35, de supprimer la bande latérale haute, puisque le l'on peut théoriquement s'en passer. Avec les moyens modernes (génération du signal par calcul dans un système numérique), ce n'est pas plus cher de faire de la SSB que de faire de la modulation "normale". Pour compenser, il faut cependant augmenter le niveau de la bande latérale que l'on conserve. Le seul problème, c'est le comportement des récepteurs, qui ne sont pas prévus pour cela. En général, cela se passe bien, mais pas toujours. Donc soit tu respectes la norme historique et tu encodes en DSB (Double Side-Band, je reprend les abréviations utilisées dans les menus des encodeurs), soit tu essayes l'option SSB, mais c'est la bande inférieure qui, à mon avis, présente un intérêt.

Modifié par Ben

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Un immense merci pour ta réponse. 

Il y a quelques petites choses que je ne comprends pas:

 

Il y a 10 heures, Ben a dit :

Une fois ce signal mélangé avec le L+R non modulé, on aurait donc en sortie de codeur:

* lorsque le sinus vaut +1 -> (L-R) + (L+R) = 2L

* lorsque le sinus vaut -1 -> (-L+R) + L+R) = 2R

Tu parles ici du signal MPX complet (avant modulation sur la porteuse) ? Si oui, comment se fait-il que les récépteurs ne soient pas constamment en stéréo ? (je pense que la réponse se trouvera dans la réponse à ma question suivante)

Il y a 10 heures, Ben a dit :

comment décoder tout cela, pour être sûr de retrouver L à gauche et R à droite ?

Et bien pour le coup je veux bien une explication si ça ne t'ennuie pas !

 

Et dernière question, quelles études as-tu fait pour acquérir autant de savoir ? Ou alors quelles personnes as-tu rencontré tout au long de ton parcours ? :mrgreen: 

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Je laisse le soin à Ben de te répondre car il maîtrise bien mieux le sujet que moi ! A la question "comment démoduler correctement tout ça ?", je pense qu'une partie de la réponse est dans la présence du pilote 19 kHz ;)

Si le sujet te passionne, je te conseille l'excellent livre "Construisez votre émetteur FM" de Rémy Mallard. Tu y trouveras la plupart des réponses à tes questions. 

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Il y a 1 heure, Pops a dit :

Tu parles ici du signal MPX complet (avant modulation sur la porteuse) ? Si oui, comment se fait-il que les récépteurs ne soient pas constamment en stéréo ? (je pense que la réponse se trouvera dans la réponse à ma question suivante)

Oui, je parle de ce qui sort du codeur stéréo. 

 

Il y a 1 heure, LeTekos a dit :

A la question "comment démoduler correctement tout ça ?", je pense qu'une partie de la réponse est dans la présence du pilote 19 kHz

 

Bonne réponse ! 

Le 19KHz est un élément indispensable du signal MPX.

Ce signal permet d'indiquer au récepteur que l'on émet en stéréo, mais il sert surtout de référence pour demoduler correctement le L-R et retrouver nos L et R d'origine.

J'essaierais de détailler un peu plus ultérieurement. 

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Il y a 3 heures, LeTekos a dit :

Je laisse le soin à Ben de te répondre car il maîtrise bien mieux le sujet que moi ! A la question "comment démoduler correctement tout ça ?", je pense qu'une partie de la réponse est dans la présence du pilote 19 kHz ;)

Si le sujet te passionne, je te conseille l'excellent livre "Construisez votre émetteur FM" de Rémy Mallard. Tu y trouveras la plupart des réponses à tes questions. 

Merci pour la référence ! Ce livre sera mon prochain achat :D 

Il y a 1 heure, Ben a dit :

Oui, je parle de ce qui sort du codeur stéréo. 

 

 

Bonne réponse ! 

Le 19KHz est un élément indispensable du signal MPX.

Ce signal permet d'indiquer au récepteur que l'on émet en stéréo, mais il sert surtout de référence pour demoduler correctement le L-R et retrouver nos L et R d'origine.

J'essaierais de détailler un peu plus ultérieurement. 

Merci encore pour toutes ces explications !

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Pour illustrer un peu l'aspect temporel, voici deux photos, sur lesquelles on voit le signal en sortie de codeur, sans le 19KHz pour ce soit plus clair (pilot off).

Sur la trace du haut: signal mpx.

Sur la trace du bas: 19KHz seul (récupéré au bon endroit dans la machine).

 

Sur la première photo, j'injecte un signal sinusoïdal d'environ 4.2KHz dans un seul canal uniquement. On voit donc ce signal "découpé" à 38KHz.

Sur la seconde photo, c'est (presque) la même chose, sauf que le 4.2KHz est injecté dans l'autre canal.

On voit donc qu'en gros, un canal est transmis pendant les moments ou le pilote est "négatif montant" et "positif descendant", tandis que l'autre canal est transmis pendant les moments ou le pilote est "positif montant" et "négatif descendant".

 

3.thumb.JPG.aad5efa9f3def9dbbac02de2149f7670.JPG

 

4.thumb.JPG.6cf9b08e0a346c979c086d6949cd5a91.JPG

 

 

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Mille mercis @Ben, je comprends enfin. Désolé pour le délai de réponse, le topic a été noyé et je n'ai pas vu la notification...
En vulgarisant, on peut dire que le pilote sert de "signal d'horloge" ? Ou alors tu t'en sers juste de référence sur la photo ?
Jusqu'à présent je croyais qu'il permettait uniquement au récepteur de situer l'image stéréo à décoder (à 2*19)

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Le pilote sert de référence à la fois de fréquence et de phase.

Référence de fréquence pour faire une demodulation synchrone du 38KHz (ou un demultiplexage par découpage à 38KHz, selon la façon de décoder) , et référence de phase pour être sûr de bien retrouver chaque canal à sa place avec la meilleure séparation possible (en quelque sorte, en effet, un signal d'horloge). 

La précision de la phase du pilote (par rapport au 38KHz) affecte la séparation des canaux après décodage, c'est pourquoi il y a généralement un réglage de phase du pilote sur les codeurs stéréo ! 

Modifié par Ben

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