Chapitre 3 – Exercices par capacités

A = modulateur (émetteur), B = canal de transmission, C = démodulateur (récepteur).
Le modulateur inscrit l'information sur une onde porteuse, le canal la transporte, le démodulateur la restitue.

a) modulateur — b) canal de transmission — c) démodulateur.

• Information : la voix de l'animateur (signal sonore).
• Modulateur : circuit qui inscrit le signal audio sur une onde porteuse (ex. 98,5 MHz).
• Canal : antenne émettrice → air (ondes radio) → antenne du poste.
• Démodulateur : circuit du poste radio qui extrait le signal audio.

Un canal comprend : un émetteur, un milieu de propagation et un récepteur.
Pour une fibre optique : émetteur = diode laser, milieu = fibre optique, récepteur = photodiode.

a) Wi-Fi → libre — b) fibre optique → guidée — c) 4G → libre — d) câble électrique → guidée.

a) Faux : le son est une onde mécanique, il lui faut un milieu matériel (air, eau, solide).
b) Vrai : une onde radio est électromagnétique, elle se propage dans le vide (comme la lumière).

a) Wi-Fi → radio (électromagnétique) — b) infrarouge → lumineuse (électromagnétique) — c) voix → sonore (mécanique) — d) 4G → radio.

Deux avantages parmi : débit beaucoup plus élevé (dizaines de Gbit/s), faible atténuation sur de longues distances, immunité aux perturbations électromagnétiques, câble plus fin et plus léger.

\[\lambda = \frac{c}{f} = \frac{3{,}0 \times 10^8}{2{,}4 \times 10^9} = 0{,}125 \text{ m} = 12{,}5 \text{ cm}\] λ = 0,125 m.

A = cœur (indice \(n_1\)), B = gaine (indice \(n_2\)).
Relation : \(n_1 \gt n_2\) (le cœur est plus réfringent que la gaine), condition nécessaire à la réflexion totale.

\[\sin\theta_L = \frac{n_2}{n_1} = \frac{1{,}47}{1{,}50} = 0{,}98\] \[\theta_L = \arcsin(0{,}98) \approx 78{,}5°\] θ_L ≈ 78,5°.

a) 80° \(\gt\) 78,5° → réflexion totale, la lumière reste dans le cœur.
b) 75° \(\lt\) 78,5° → pas de réflexion totale, une partie de la lumière traverse la gaine et le signal est partiellement perdu.

\[\sin\theta_L = \frac{1{,}46}{1{,}48} \approx 0{,}9865 \Rightarrow \theta_L = \arcsin(0{,}9865) \approx 80{,}6°\] θ_L ≈ 80,6°.

Un pli trop serré diminue l'angle d'incidence des rayons sur la limite cœur-gaine. Quand cet angle devient inférieur à l'angle limite \(\theta_L\), la réflexion totale n'a plus lieu : une partie de la lumière est réfractée et sort par la gaine. Le signal s'affaiblit ou se perd. C'est pourquoi il faut respecter un rayon de courbure minimal lors de la pose.

• Information : données numériques.
• Modulateur : circuit qui module une onde radio (2,4 GHz ou 5 GHz).
• Canal : antenne Wi-Fi (émetteur) → air → antenne Wi-Fi (récepteur).
• Démodulateur : circuit qui extrait les données de l'onde porteuse.

Émetteur = diode laser (convertit le signal électrique en signal lumineux) ; milieu = fibre optique ; récepteur = photodiode (reconvertit la lumière en signal électrique).

Wi-Fi : onde radio (électromagnétique), milieu = air (transmission libre).
Fibre optique : onde lumineuse (souvent infrarouge), milieu = cœur de la fibre (transmission guidée).

Deux raisons parmi : débit bien plus élevé (transfert des gros fichiers plus rapide), faible atténuation (signal stable même sur les longueurs de câble internes), immunité aux perturbations électromagnétiques (liaison fiable en environnement industriel).