Glossaire pour la terminologie commune RF

Cet article définit brièvement les termes RF courants utilisés lors de la discussion sur les applications RF ou l’achat d’un module RF. Ces termes s’appliquent à de nombreux produits NI RF et aux industries et applications dans lesquelles ils sont utilisés. 

 

Baisse d'amplitude

La chute d'amplitude, mesurée en dB, est une mesure de la quantité de puissance du signal qui tombe du début d'une fenêtre de mesure spécifiée (di) à la fin de cette fenêtre (df).Unités : dB

Modulation d’amplitude (AM)

La modulation d'amplitude (AM) est une technique de modulation analogique où l'amplitude du signal porteur est modifiée par un signal message. AM génère effectivement deux bandes latérales symétriques et supprime la porteuse.

L'équation fondamentale de la modulation d'amplitude du signal sinusoïdal est :

Amplitude-Décalage Keying (ASK)

Amplitude-Shift Keying (ASK) fait référence à un type de modulation numérique qui assigne des valeurs de bits (haut/bas) à des niveaux d'amplitude discrets d'une onde analogique. L’ASK est réalisée en modulant un signal sinusoïdal porteur avec un flux de bits numériques qui produit une porteuse modulée capable de transmettre des données numériques via des variations de son amplitude. ASK n'affecte pas la fréquence ou la phase de l'onde porteuse.

Amplitude-Shift Keying est l'un des nombreux schémas de modulation numérique, chacun avec plusieurs off-shoots. D'autres méthodes populaires incluent la touche de décalage de fréquence, la touche de décalage de phase et sa touche de décalage minimal hors du tournage. Tous les schémas de modulation numérique traitent de la transmission efficace de données numériques sur un média.

Modulation angulaire

La modulation angulaire est une classe de modulation analogique qui consiste à faire varier l'angle d'une onde porteuse en fonction de l'amplitude du signal modulant en bande de base (le signal d'information). L'amplitude de la porteuse est maintenue constante tout au long. Les méthodes de modulation angulaire offrent une meilleure protection contre le bruit de canal que la modulation d'amplitude et sont moins sensibles à la distorsion non linéaire et à la perte de puissance. Cependant, cela se fait au prix d'une augmentation des besoins en bande passante. La modulation de phase et la modulation de fréquence sont les deux principaux types de modulation angulaire. Leurs équivalents numériques sont appelés respectivement Phase-Shift Keying (PSK) et Frequency-Shift Keying (FSK). La modulation angulaire peut être exprimée en utilisant l'équation suivante : 

 

où : Ac est l'amplitude de la porteuse

fc est la fréquence porteuse

Kf est la constante d'écart de fréquence en Hz/V 

fm est la fréquence du signal d'information 

Am est l'amplitude du signal d'information

Antenne

Une antenne est un dispositif qui émet et/ou reçoit des ondes radio à des fins de communication ou de diffusion point à point. Pour être plus précis, une antenne est un transducteur qui convertit les ondes électromagnétiques (radio) en signaux électriques et vice versa. La conversion d’ondes électromagnétiques en signal électrique par une antenne est considérée comme une réception, et le processus inverse est considéré comme une transmission. Les antennes peuvent être conçues pour émettre, recevoir ou les deux. Les antennes qui émettent et reçoivent des signaux sont souvent appelées émetteurs-récepteurs. Il existe de nombreux types d’antennes avec des forces, des faiblesses et des applications différentes. Les paramètres les plus couramment utilisés pour décrire les caractéristiques et les performances d'une antenne sont la fréquence de résonance, la bande passante, la directivité, le gain et l'efficacité. La fréquence de résonance est une fréquence particulière sur laquelle l'antenne a été réglée pour fonctionner, et sa bande passante est centrée autour de cette fréquence. La bande passante de l'antenne correspond à la gamme de fréquences qu'elle est capable d'émettre et/ou de recevoir. Toutes les antennes n'ont pas qu'une seule fréquence de résonance, et souvent les antennes résonnent à des multiples de la fréquence de résonance la plus basse provoquant du bruit ou des interférences. Le gain et la directivité sont des paramètres étroitement liés qui ont tous deux trait au diagramme de rayonnement de l'antenne. Cependant, le gain tient compte du rendement de l'antenne. Le gain d'antenne est une mesure sans dimension qui compare l'intensité d'une antenne dans une certaine direction à une antenne isotrope idéale qui rayonne dans toutes les directions de manière égale. La directivité est essentiellement une mesure de la direction dans laquelle une antenne rayonne la majeure partie de son énergie. Une antenne parfaite aurait le même nombre pour le gain et la directivité. Le rendement d'une antenne est une mesure de la quantité de puissance d'entrée d'une antenne qui est dissipée par la résistance et d'autres pertes.

Tableau (antenne)

Nombre d'antennes disposées de manière géométrique pour créer un motif de réception ou d'émission directionnel. Les réseaux sont souvent utilisés lorsqu'une seule antenne est incapable de répondre aux exigences de gain ou de rayonnement.

Support auditif

La porteuse sonore est la fréquence particulière de la bande passante d'une chaîne de télévision qui transmet l'information audio.

Bolomètre

Un bolomètre est un appareil utilisé pour mesurer l'énergie du rayonnement électromagnétique incident de n'importe quelle fréquence. Il utilise une fine couche d'un matériau absorbant qui est thermiquement connecté à un dissipateur thermique de la même température. Lorsque le matériau absorbant absorbe l’énergie électromagnétique, sa température s’élève au-dessus de la température constante du dissipateur thermique où une thermistance connectée ou un RTD peut détecter la différence. Ce changement de température peut être utilisé pour déterminer la quantité d’énergie électromagnétique absorbée par le bolomètre.

Les bolomètres utilisaient à l'origine des métaux comme matériau absorbant, mais les bolomètres modernes utilisent principalement des matériaux semi-conducteurs ou supraconducteurs. Ces matériaux deviennent plus sensibles au rayonnement lorsqu'ils sont refroidis aussi près que possible du zéro absolu.

Amplificateur ponté

Un amplificateur ponté est le résultat de la prise de deux amplificateurs pontables et de l'utilisation de deux de leurs voies (une de chaque) pour piloter une charge commune. Essentiellement, un amplificateur ponté coupera le nombre total de voies de moitié, mais doublera la puissance de chaque voie. Il en résulte que deux amplificateurs fonctionnent ensemble comme un à double de leur puissance de sortie individuelle.

Les amplificateurs peuvent être pontés de deux manières différentes, parallèle ou série. Le pontage parallèle double le courant dans la voie, alors que le pontage en série doublera la tension.

Les amplificateurs relais sont le plus couramment utilisés dans les applications audio.

Fréquence de la porteuse

La fréquence du signal porteur, qui est un signal sinusoïdal sur lequel le signal désiré à transmettre est modulé. Le signal porteur sinusoïdal « transporte » le signal désiré. À la réception, l'onde porteuse est démodulée pour extraire le signal désiré. La fréquence de votre onde porteuse est supérieure au signal que vous voulez transmettre. Cela est dû au fait que les fréquences plus élevées sont plus efficaces pour émettre et permettent des antennes plus petites. Unités : Hz

Support

Le signal qui transmet les informations encodées ou modulées dessus. Typiquement, la porteuse est un signal sinusoïdal à fréquence fixe, qui peut être modulé en amplitude, en phase ou en fréquence. Dans les systèmes de télécommunications avancés, la porteuse peut être un signal en mouvement, appelé spectre étalé. Tant que les caractéristiques du signal porteur sont déterministes et connues par le récepteur, pratiquement tous les types de signaux porteurs peuvent être utilisés.

Angle de phase de la porteuse

Utilisé par la modulation de phase pour déterminer les informations transmises dans le signal RF. Ceci se fait en augmentant ou en diminuant la phase du signal de 180 degrés pour transmettre un un ou zéro. La mesure de phase nécessite plus de post-traitement que la mesure d’amplitude et peut être mesurée à l’aide d’un équipement tel qu’un analyseur de signaux vectoriels. Ceci est dû à la difficulté de déterminer si le signal a été décalé de +180 degrés ou -180 degrés. Unités : rad, deg

Rapport porteur/bruit (C/N)

Le rapport porteur/bruit (C/N ou CNR) est le rapport entre la puissance du signal modulé et la puissance du bruit détecté dans le signal d'information après sa démodulation. Un CNR élevé signifie que le signal reçu est de bonne qualité. Le rapport porteur/bruit est mesuré de la même manière que le rapport signal/bruit, et les deux mesures révèlent la qualité du signal. Unités : dB

Bande C

La bande C représente une petite partie du spectre hyperfréquence et est le plus couramment utilisée par les entreprises de satellites et de radars pour les communications longue distance. Sa gamme de fréquence est définie par l'IEEE comme 4 - 8 GHz, avec 3,7 - 4,2 GHz couramment utilisés pour le lien descendant et 5,925 - 6,425 GHz pour le lien montant. Il existe différentes variantes de la bande C selon la région de l'Union internationale des télécommunications dans laquelle le système se trouve. Pour en savoir plus sur les variations de bande C dans le monde, reportez-vous aux ressources supplémentaires ci-dessous.

CISPR-11

CISPR-11 est l’une des normes les plus connues mises en œuvre par le Comité international spécial des perturbations radioélectriques (CISPR). Il a été créé pour normaliser la mesure et le contrôle des émissions électromagnétiques des équipements industriels, scientifiques et médicaux (ISM). Introduite pour la première fois en 1975, elle a été révisée cinq fois depuis et constitue désormais une norme complexe et approfondie. Pour en savoir plus sur la norme CISPR-11 et ses révisions, veuillez vous reporter aux informations supplémentaires.

Battement composite de second ordre (CSO)

Dans les signaux CATV, la mesure des produits de distorsion de second ordre de la porteuse visuelle 1,25 MHz au-dessus de la fréquence de la porteuse visuelle. Mesuré comme le rapport entre la valeur du pic de la porteuse et le pic de la valeur moyenne des produits de distorsion. Unités : dB

Triple temps composite (CTB)

Dans les signaux CATV, la mesure des produits de distorsion de troisième ordre de la porteuse visuelle est centrée autour de la fréquence de la porteuse visuelle. Mesuré comme le rapport entre la valeur du pic de la porteuse et le pic de la valeur moyenne des produits de distorsion. Unités : dB ou rapport.

Convertisseur

Un dispositif qui convertit un signal transmis centré autour d'une fréquence centrale en une nouvelle fréquence centrale. Les signaux sont décalés vers le bas en fréquence par un convertisseur abaisseur et vers le haut en fréquence par un convertisseur élévateur.

DANL

Afficher Niveau de bruit moyenné. Correspond au moyennage efficace d'un spectre de fréquence et est souvent une mesure prise par un analyseur de spectre. Unités : dBm

dBc/Hz

Décibels par rapport à la porteuse par Hertz est le rapport de puissance d'un signal par rapport au niveau de la porteuse calculé pour une bande passante de mesure de 1 Hz. (Analyse de spectre et de réseau.)

Synthèse numérique directe (DDS)

Synthèse numérique directe. DDS utilise le contrôle numérique pour dériver la source de fréquence analogique d'une seule fréquence d'horloge de référence.  Les générateurs de fonctions utilisent DDS pour générer des signaux périodiques à des fréquences précises en choisissant des échantillons de mémoire plutôt que de générer tous les échantillons d'une waveform.   En revanche, les générateurs de signaux arbitraires (AWG) génèrent chaque échantillon d'une waveform qui est stocké en mémoire.  Bien que les AWG permettent à un utilisateur de définir précisément la waveform générée, ils sont limités dans la précision de fréquence qu’ils peuvent atteindre, en particulier aux hautes fréquences.  En résumé, cette architecture offre l’avantage d’une résolution haute fréquence, d’une commutation en continu de phase, d’un réglage à large bande et d’une stabilité de température.

Décibels relatifs à la porteuse (dBc)

dBc est le rapport de puissance entre un signal et sa porteuse. Un dBc positif indique que le signal a plus de puissance que la porteuse, et un dBc négatif indique que la porteuse a plus de puissance que le signal.

Démoduler

Lorsque des informations sont modulées sur une onde porteuse et transmises à une autre antenne, le processus doit être inversé pour récupérer les informations d'origine. Ce processus d'inversion de la modulation pour extraire les informations est appelé démodulation. La modulation est effectuée du côté transmission de la communication et donc la démodulation est effectuée du côté réception.

Erreur d'écart pour les mesures FSK

Pour un système FSK M-aire, l'erreur FSK moyenne est définie comme l'étalement moyen au carré (valeur efficace) de la waveform espacée d'un symbole démodulé FSK autour des emplacements idéaux du symbole (fréquence). Mathématiquement, l'erreur FSK est définie comme suit :

où :

 M est le format de modulation FSK, ƒidéal,i est l'emplacement idéal du symbole à la fréquence FSK correspondant à l'emplacement i, et <ƒréel,i> représente la valeur des symboles démodulés à l'emplacement i.

Dans la figure précédente, les lignes horizontales représentent les emplacements réels des symboles démodulés FSK, et les lignes verticales représentent les emplacements idéaux des symboles pour un format 4-FSK.

Gain différentiel

Variations indésirables de l'amplitude de la sous-porteuse de chrominance d'un signal vidéo qui résultent de changements du niveau CC du signal, généralement spécifié entre 10 % et 90 % de la pleine échelle. Exprimé en pourcentage, ou fraction de pourcentage.

Diffusion audionumérique (DAB)

Digital Audio Broadcasting (DAB) est une norme de radiodiffusion numérique qui a commencé comme un projet de recherche européen dans les années 1980. Elle a évolué vers ce que l’on appelle communément la radio numérique et est principalement utilisée en Europe à cette époque. Le DAB consiste à prendre un signal analogique, à le numériser pour qu'il puisse être compressé à l'aide de codecs audio tels que MP2, puis à effectuer une modulation numérique avant de transmettre la diffusion. Le DAB a été inventé pour répondre aux principales limites des émissions de radio FM et AM vieillissantes. En particulier, le DAB permet plus de stations par spectre, ce qui se traduit par plus d’options d’écoute pour les clients. Il offre également une meilleure immunité au bruit, à la diaphonie et à d’autres formes d’interférences, ce qui le rend idéal pour les applications mobiles. Le DAB offre également une qualité audio équivalente ou supérieure à celle de la radio FM grâce à l’intégrité de la réception qui ne commence à se dégrader que lorsque le signal tombe en dessous d’un certain seuil de puissance. Ceci est différent de la radio FM dans laquelle la qualité de réception diminue en relation linéaire avec la puissance du signal reçu. En 2007, une version mise à niveau de DAB (simplement nommée DAB+) a été publiée. DAB+ offre une qualité audio améliorée grâce à l’utilisation du codec audio AAC+ et à l’implémentation de la correction d’erreur Reed-Solomon.

Amplitude du vecteur d'erreur (EVM)

L’amplitude du vecteur d’erreur (EVM) est une mesure des performances du démodulateur en cas de dégradations. L'emplacement du symbole mesuré obtenu après avoir décimé la waveform récupérée à la sortie du démodulateur est comparé aux emplacements idéaux du symbole. L'EVM moyenne quadratique (RMS) et l'erreur de phase sont ensuite utilisées pour déterminer la mesure EVM sur une fenêtre de N symboles démodulés.

Compteur de force de champ (FSM)

Un vumètre sélectif en fréquence pour mesurer l'intensité du champ des signaux transmis. Appelé aussi signalomètre.

Force du champ

Mesure de champ lointain du champ électrique ou du champ magnétique. Unités : V/m, A/m ou W/m

Écart de fréquence

L'écart de fréquence quantifie la différence entre une fréquence et sa valeur spécifiée, comme lors de la mesure de la différence entre une fréquence d'oscillateur et sa fréquence nominale. En modulation de fréquence , l'écart de fréquence fait référence à la différence absolue maximale, pendant une période spécifiée, entre la fréquence instantanée de l'onde modulée et la fréquence porteuse.

Erreur de fréquence, QM

Dans les systèmes de modulation QM, l'erreur de fréquence fait référence à la différence entre la fréquence porteuse spécifiée et la fréquence porteuse mesurée réelle. En bande de base, l'erreur de fréquence dans les systèmes QM est une altération complexe du signal qui se manifeste par une rotation du lieu des coordonnées du symbole autour du plan I/Q. Un offset de fréquence fixe semble être une rotation à une vitesse angulaire constante. L'erreur de fréquence peut être positive ou négative en signe, indiquant la direction de la rotation.

Erreur de fréquence dans un système QM

Modulation de fréquence (FM)

La modulation de fréquence (FM) est un type de modulation angulaire dans lequel la fréquence d'une onde porteuse sinusoïdale s'écarte d'une fréquence centrale proportionnelle à la valeur instantanée du signal du message. En FM, la fréquence centrale est la fréquence porteuse. La modulation de fréquence peut être exprimée en utilisant l'équation générale de la modulation d'angle. 

 

Ac est l'amplitude de la porteuse

fc est la fréquence porteuse

kf est la constante d'écart de fréquence en Hz/V 

fm est la fréquence du signal du message

Pour en savoir plus sur la modulation, consultez l'aide RF NI : Modulation 

Modulation par déplacement de fréquence (FSK)

Frequency-shift keying (FSK) fait référence à un type de modulation de fréquence qui assigne des valeurs de bits à des niveaux de fréquence discrets. Dans les formes non cohérentes de FSK, la fréquence instantanée est décalée entre deux valeurs discrètes appelées fréquences "marque" et "espace". Il existe des formes cohérentes de FSK dans lesquelles il n'y a pas de discontinuité de phase dans le signal en sortie. Les formats de modulation FSK génèrent des waveforms modulées qui sont strictement des valeurs réelles et ont donc tendance à ne pas partager de fonctionnalités communes avec les schémas QM.

Connecteur de type F

Connecteur de signal coaxial fileté à moyenne performance généralement utilisé dans les applications grand public (TV et magnétoscopes). Ce connecteur est généralement utilisable jusqu'à 1 GHz. Il est peu coûteux puisque la broche du connecteur est en fait le conducteur central.

Données I/Q

I/Q est un moyen courant de représenter les signaux de message dans les systèmes de communication modernes. Comme décrit dans la rubrique Modulation, il existe deux façons fondamentales (degrés de liberté) de produire une onde modulée à partir d'une onde porteuse. Vous pouvez perturber son amplitude ou sa phase. La signalisation I/Q vous permet de changer simultanément d'amplitude et de phase. L'utilisation des deux degrés de liberté lors de la modulation d'une porteuse permet une plus grande efficacité spectrale en termes de bits par hertz de bande passante de voie (pour une vitesse de transmission de bits par seconde donnée) que si elle n'utilisait qu'un seul degré de liberté.

Pour en savoir plus sur la modulation I/Q, consultez l'aide RF NI : Modulation I/Q.

Taux d’erreur de modulation (MER)

Le taux d’erreur de modulation (MER) est une mesure du rapport signal/bruit (SNR) d’un signal modulé numériquement. Tout comme le rapport S/B, le TCM est généralement exprimé en décibels (dB). FMC sur le nombre de symboles N est défini comme suit :

Facteur de bruit

Le chiffre de bruit (NF) est le rapport, en décibels (dB), du bruit réel en sortie sur le bruit qui subsisterait si l'instrument ne contribuait pas à son propre bruit thermique. Si vous terminez une entrée unité sous test (UUT) avec une charge résistive adaptée (généralement 50 &ohm) et que vous mesurez la densité de puissance de bruit (watts/Hz) à sa sortie (Non), le NF est donné par la formule suivante : 

 

où G est le gain de puissance (en unités linéaires) de l’UUT, k ≈ 1,38 × 10-23 est la constante de Boltzmann, et T ≈ 290° K est la température ambiante. Dans les systèmes hétérodynes, la puissance de bruit de sortie inclut les contributions parasites de la transformation image-fréquence, mais la partie attribuable au bruit thermique dans la terminaison d'entrée inclut uniquement celle qui apparaît dans la sortie via la transformation de fréquence principale du système, et exclut celle qui apparaît via la transformation de fréquence image.

Modulation de phase (PM)

La modulation est un processus qui modifie les caractéristiques d'une onde porteuse en fonction des informations contenues dans le signal message, m(t), pour générer et transmettre une onde modulée. Il existe plusieurs types de modulation.

Le signal porteur à modulation de phase est représenté par l'équation suivante :

m(t) étant le signal de message variant dans le temps, Ac l'amplitude de l'onde porteuse et fc la fréquence de l'onde porteuse.

Erreur de quadrature

Dans un système modulé en QM, l'erreur de quadrature, aussi appelée décalage en quadrature, décrit une dégradation complexe du signal telle que les composantes I et Q ne sont pas parfaitement orthogonales. L'erreur de quadrature peut être positive ou négative, le signe indiquant l'orientation de l'erreur.

 

Quadrature Skew

 

Multiplexeur RF

Commutateur capable de sélectionner une des nombreuses voies RF.

Rho

ρ est une mesure qui évalue la qualité de la modulation. Pour calculer ρ, trouvez la corrélation entre la waveform récupérée et une waveform idéale qui a été reconstruite à partir des bits démodulés. Autrement dit, comparez la waveform démodulée reçue à une waveform idéale obtenue en remodulant le flux de bits en sortie du VI NI Modulation Toolkit Digital Demodulation. La mesure ρ est liée à l'amplitude du vecteur d'erreur (EVM) : alors que EVM mesure la différence vectorielle entre les signaux mesurés et idéaux, ρ mesure la corrélation entre les deux signaux. La valeur de ρ peut aller de 0,0 à 1,0.

Tableau 1. Valeurs ρ

 

Graphe de Smith

Vous utilisez les graphes déroulants de Smith pour étudier le comportement des lignes de transmission. Une ligne de transmission est un support à travers lequel vous transmettez de l'énergie et des signaux. Une ligne de transmission peut être un fil de liaison ou l'atmosphère par laquelle un signal est transmis. Chacune de ces lignes de transmission a un effet sur le signal transmis. Cet effet, appelé l'impédance de la ligne de transmission, peut atténuer ou décaler la phase d'un signal AC. Une ligne de transmission a une impédance associée, une mesure de la résistance et de la réactance de la ligne. L'impédance est couramment répertoriée comme nombre complexe de la forme z = r + jx. Dans cette équation, z est un nombre complexe qui représente l'impédance et contient à la fois des composantes de résistance (r) et de réactance (x). Vous pouvez utiliser le tracé de Smith pour tracer les impédances des lignes de transmission. Le tracé est constitué de cercles de résistance et de réactance constantes. Vous pouvez tracer une impédance donnée, r + jx, en repérant l'intersection du cercle r et du cercle x appropriés. Une fois tracé, vous pouvez utiliser le tracé de Smith comme support visuel pour adapter l'impédance et calculer le coefficient de réflexion d'une ligne de transmission.

YIG

Yttrium-Fer-Grenat. Cristal dont la fréquence de résonance est linéairement proportionnelle au champ magnétique CC auquel il est exposé. Cet oscillateur réglable est généralement utilisé dans la gamme de fréquences micro-ondes.

Indice zéro (quadrature)

L'indice zéro est une position de référence sur la plupart des encodeurs en quadrature utilisés pour déterminer la position. Lorsque l'encodeur passe cette position d'indice pendant une révolution, il pulse la borne Z du périphérique. Cette impulsion unique par tour permet à l'utilisateur de déterminer la position de l'encodeur, alors que les voies A et B de l'encodeur sont utilisées pour déterminer le sens de rotation. Unités : rad

 

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