sous-porteuse

Une sous-porteuse est un signal de radiofréquence (RF) secondaire qui module une onde porteuse primaire. Dans les systèmes de diffusion et de communication, elle permet la transmission de multiples flux d'informations sur une seule fréquence principale sans interférence. La sous-porteuse se situe à une fréquence inférieure à celle de la porteuse principale mais occupe une bande passante au sein de l'enveloppe spectrale de la transmission principale.

La radio FM stéréo en est l'exemple le plus familier. La porteuse principale, de 88 à 108 MHz, transporte l'audio gauche plus droite (L+R) en tant que mono en bande de base. Une sous-porteuse de 38 kHz transporte ensuite le signal de différence stéréo gauche moins droite (L-R). Un récepteur détecte les deux, les récupère séparément et reconstitue le son stéréo. La tonalité pilote de 19 kHz aide le récepteur à se verrouiller sur la fréquence de la sous-porteuse et à la décoder correctement.

Les systèmes de télévision utilisent largement les sous-porteuses. Les diffusions TV analogiques transportent la vidéo sur la porteuse principale et l'audio sur une sous-porteuse sonore distincte décalée d'une quantité fixe, généralement 4,5 MHz pour le NTSC. Les informations de chrominance (couleur) voyagent comme une autre sous-porteuse au-dessus du signal de luminance. Les systèmes de diffusion vidéo numérique utilisent plusieurs sous-porteuses de multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence (OFDM) pour transmettre des données en parallèle sur un canal, améliorant ainsi l'efficacité spectrale.

Variantes et applications des sous-porteuses

Dans les communications par satellite et dans l'espace lointain, les sous-porteuses modulent le signal RF principal transportant la télémétrie, les données de commande ou les tonalités de télémétrie. La sous-porteuse elle-même peut être modulée par modulation par déplacement de phase (PSK) ou par déplacement de fréquence (FSK) pour encoder l'information réelle. Cette modulation à deux étages isole le signal modulant du domaine RF brut et améliore la démodulation et la récupération du signal au niveau du récepteur.

La stabilité et la séparation des fréquences sont d'une importance capitale. Les fréquences des sous-porteuses doivent être choisies pour éviter la diaphonie; elles sont souvent harmoniquement liées à une fréquence de référence ou espacées selon les limites de la bande passante du filtre. Dans les systèmes à sous-porteuses multiples, la cohérence de phase entre elles doit être maintenue pour éviter les erreurs binaires ou la diaphonie. Une défaillance de l'équipement se manifeste généralement par une perte de verrouillage de la sous-porteuse, un bruit audible dans les canaux audio ou des informations de couleur manquantes dans la vidéo, symptômes qui aident les techniciens à isoler si le problème réside dans la génération, la transmission ou la détection de la sous-porteuse.