Modulateur/démodulateur QPSK
Lors d'un projet à réaliser pour mon école (Travaux Pratiques en école d'ingénieur) j'ai choisi avec une autre personne de construire un système de modulation/démodulation de signal. A la base de beaucoup de systèmes de télécommunication actuels, ce type de modulation repose sur des principes très théoriques que l'on a peu l'occasion de voir en pratique (en électronique) lors de la scolarité. Nous avions donc envie d'essayer de réaliser un système de modulation puis démodulation si possible.
Ce projet là ne faisait pas partie des choix de projets disponibles mais avec mon binôme du moment nous avons décidé de le proposer (dans la foulée de l'accordeur de guitare). Après accord de notre enseignant pour réaliser ce système tout à fait particulier nous avons établi un cahier des charges, ce sera une modulation QPSK (Quaternary Phase Shift Keying <=> codage à 4 états de phase) avec une porteuse à 455KHz. Le choix de cette fréquence vient du fait que l'on avait à disposition un certain nombre de filtres et composants adaptés à cette fréquence et que c'est une fréquence intermédiaire relativement pratique (le matériel standard suffit, la longueur des connexions n'a pas beaucoup d'impact, la bande passante des AOP classique suffit, etc.). Nous avons donc commencé par faire des recherches sur le sujet, puis nous avons réalisé chacun des blocs :
- Génération d'horloge
- Modulation numérique puis filtrage
- Récupération de porteuse
- Démodulation analogique (à base d'intégrateurs)
- Détection synchrone
- Génération de bits aléatoires
Nous avons travaillé sur chacun des blocs indépendamment, en les validant au fur et à mesure. Au final cela représente une grande charge de travail mais nous avions réussit à terminer tous les blocs principaux. Le modulateur module correctement, la récupération de porteuse fonctionne, la démodulation fonctionne... Lorsque nous avons commencé à connecter tout ensemble quelques difficultés sont apparues. Alors que l'on pensait arriver à la fin du projet la mise en commun de tous ces blocs nous a causé quelques soucis et nous n'avons pas eu le temps de tout terminer. Par exemple en connectant le modulateur et le démodulateur on s'est rendu compte qu'ils se perturbaient, il fallait donc ajouter un bloc d'adaptation d'impédance. Nous voulions aussi inclure une PLL dans la récupération de porteuse afin de stabiliser le signal. Mais le temps alloué au projet arrivait à sa fin et nous ne sommes pas allé plus loin.
En haut le modulateur, au milieu le générateur de bits aléatoire et en bas le démodulateur. Le démodulateur comprend 2 cartes, une carte de récupération de porteuse et une carte de démodulation.
Le projet est une réussite, même si au final nous n'avons pas pu faire fonctionner tout ensemble, nous avons pu appliquer plusieurs techniques entrant dans la chaîne de modulation dans un système électronique. Nous sommes allés au delà de nos espérances car nous ne pensions pas pouvoir toucher à tous ces points.