Présentation
Auteur(s)
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Michel CALMET : Ancien élève de l’École Polytechnique - Ingénieur en Chef des Télécommunications
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Lire l’articleINTRODUCTION
L es techniques d’enregistrement sont vieilles d’à peine plus de cent ans.
Leurs principaux domaines d’applications ont été le son d’abord, l’image ensuite. Elles sont aujourd’hui devenues universelles et indépendantes de l’origine ou du contenu du signal enregistré.
C’est ainsi qu’un banal magnétophone à cassettes peut accepter indifféremment des sons, des images à faible débit d’information du genre vidéotex, des programmes informatiques, des données quelconques : pages de texte ou tableaux de chiffres d’origines diverses (scientifiques, comptables, etc.).
Il suffit pour cela que le signal d’origine ait été transféré, par un traitement approprié, dans la bande des fréquences audio qu’accepte le magnétophone.
De même, un magnétoscope, initialement conçu pour des images vidéo, peut accepter tout signal structuré en trames et entrant dans son domaine de fréquences, par exemple, un son numérisé.
Le disque à lecteur laser, dernier né des supports d’enregistrement, va lui aussi tendre à l’universalité avec des applications à l’image, à l’informatique, etc.
Cet éventail de possibilités est bien connu dans ses applications grand public, mais il ne faut pas perdre de vue une grande diversité d’applications médicales, industrielles, militaires, etc.
Les applications grand public ont souvent servi de banc d’essai. L’importance de leurs débouchés a entraîné une étonnante baisse des prix de certains composants.
Universelles dans leurs applications, les techniques d’enregistrement le sont aussi dans leurs emprunts aux autres disciplines : mathématiques, physique, chimie, et toutes les techniques en général. Certaines technologies sont particulièrement mises à contribution et jusque dans leurs développements les plus récents : l’optique, la mécanique, l’électronique, etc. Dans cette pluridisciplinarité résident à la fois la difficulté et l’intérêt des procédés d’enregistrement.
Après quelques définitions et rappels de principes généraux, nous ferons un survol historique des diverses voies explorées et des solutions retenues. Nous étudierons ensuite la théorie générale des différents systèmes (analogiques, numériques), avec leurs spécificités et contraintes particulières.
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Enregistrement numérique4. Enregistrement à porteuse modulée
L’enregistrement analogique direct comporte plusieurs limitations : mauvaise linéarité d’amplitude le rendant impropre à l’enregistrement de mesure, difficulté de restituer les très basses fréquences et de respecter une composante continue, limitation de la largeur relative de bande à une dizaine d’octaves.
Cela a conduit à utiliser des systèmes à porteuse modulée qui se classent en trois familles : modulation d’amplitude, modulation de fréquence, et modulation d’impulsions. L’enregistrement numérique qui entre dans cette dernière famille sera traité au paragraphe 5.
Dans les paragraphes qui suivent, les théories de la modulation, de l’échantillonnage, du codage etc., font l’objet d’exposés simplifiés qui privilégient l’intuition et la compréhension physique par rapport à la rigueur mathématique. Le lecteur pourra à sa convenance les considérer soit comme des rappels, soit comme une introduction à des théories plus élaborées et se reporter à l’article Modulations. Démodulations [E 3 450] du présent traité.
Rappelons pour commencer ce que sont les modulations d’amplitude et de phase. Un signal sinusoïdal S = A sin (ω t + ϕ ) devient modulé en amplitude ou en phase, si respectivement A ou ϕ sont variables car modulés par un autre signal dit signal modulant. Lorsque le signal modulant est lui‐même sinusoïdal de pulsation ω 0 , et avec certaines relations de phase avec la porteuse, on obtient :
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