détecteur d'enveloppe

Un détecteur d'enveloppe est un circuit qui extrait le signal modulant d'une onde porteuse modulée en amplitude (AM). Il supprime les oscillations haute fréquence et ne laisse que l'information originale à basse fréquence, généralement l'audio. La forme la plus simple utilise une diode et un filtre RC: la diode redresse le signal entrant, permettant au courant de circuler dans une seule direction, tandis que le condensateur se charge et se décharge au rythme de l'enveloppe plutôt qu'à la fréquence porteuse.

La performance d'un détecteur d'enveloppe dépend de manière critique de la relation entre la constante de temps RC et les fréquences de signal impliquées. La constante de temps doit être suffisamment lente pour que le condensateur suive l'enveloppe sans s'affaisser entre les cycles de la porteuse, mais suffisamment rapide pour qu'il puisse suivre le signal modulant sans distorsion. Cela devient problématique aux basses fréquences de modulation, où le condensateur peut se décharger trop lentement et introduire une ondulation significative dans la sortie. Une valeur de résistance de l'ordre de 10 kilohms à 1 mégohm est typique, associée à un condensateur de 0,01 à 10 microfarads, selon les fréquences porteuses et de modulation.

Le choix de la diode est important. Une diode au germanium, qui a une chute de tension directe d'environ 0,3 volt, produit moins de distorsion qu'une diode au silicium à 0,7 volt, en particulier lorsqu'on travaille avec des signaux entrants faibles. Cependant, les diodes au germanium ont un courant de fuite inverse plus élevé et une moins bonne stabilité en température. Pour les applications de précision, un tube à vide ou un détecteur synchrone plus sophistiqué peut être nécessaire pour récupérer des signaux AM faibles ou bruyants avec une fidélité acceptable.

Les détecteurs d'enveloppe sont présents dans les récepteurs radio, les instruments de test et les systèmes de mesure industriels. Une radio AM portable en utilise un pour extraire l'audio des signaux diffusés. En instrumentation, ils démodulent les signaux des capteurs qui utilisent la télémétrie AM. On les trouve également dans les détecteurs de crête et dans les systèmes qui doivent mesurer l'amplitude des signaux modulés à un instant donné. Le terme «enveloppe» fait référence à la limite extérieure tracée par les crêtes de l'onde porteuse oscillante à mesure que son amplitude change au fil du temps.

Les conceptions modernes emploient parfois des détecteurs d'enveloppe actifs utilisant des amplificateurs opérationnels, qui offrent de meilleures performances que les circuits à diodes passifs. Ceux-ci peuvent maintenir un contrôle plus précis sur les taux de charge et de décharge et peuvent compenser les non-linéarités des composants. Cependant, le détecteur d'enveloppe passif reste courant dans les applications sensibles aux coûts et dans les frontaux radiofréquences où la simplicité et la faible consommation d'énergie sont des priorités.