Le codage stéréophonique :
A ceux qui ne sont pas familiers avec les émissions FM stéréophoniques, les expressions "codage multiplex" et "décodage" peuvent sembler un peu mystérieuses.
La solution immédiate au problème de la transmission d'un signal stéréo consisterait à transmettre le signal gauche sur une fréquence en modulation de fréquence, et le signal droit sur une seconde fréquence très voisine de la première.
Cependant, cette solution n'est pas intéressante pour plusieurs raisons. La première est la nécessité d'utiliser deux émetteurs FM pour transmettre un programme et de deux récepteurs pour le recevoir. Des expériences basées sur ce principe ont toutefois été conduites, el cette méthode est encore utilisée à l'occasion pour les émissions en quadriphonie, les canaux avant s é tant transmis par un émetteur, et les canaux arrières par un second.
La seconde est que l'intervalle entre chaque station d'émission, en modulation de fréquence, doit être au minimum d'un pas de 200 kHz. Cela nous laisse donc, entre 88 et 108 MHz, la possibilité d'établir un plan de fréquences permettant à 100 émetteurs de transmettre leur programme à partir d'un seul et même point sans risque de perturbation. Cette technique réduit donc de moitié le nombre d'abonnés au réseau FM dans la bande 88-108 MHz.
La troisième et dernière raison est que ce système apparemment simple, ne donne pas une compatibilité mono/stéréo immédiate. Ce procédé, vous vous en doutez, n'a pas été retenu et n'est donc nulle part en vigueur.
Pour émettre sur un seul canal les signaux droit et gauche, il fallait trouver un moyen de moduler un seul émetteur à la fois par les signaux gauche et droit, de telle sorte qu'on puisse les réparer à l'autre extrémité. C'est ici qu'apparaît le concept de multiplex fréquentiel.
L'étape suivante consisterait à moduler directement la porteuse FM par le signal gauche, par exemple,le signal droit modulant d'abord en amplitude une sous-porteuse à haute fréquence. Cette composante modulerait elle-mêmela porteuse en même temps que le signal audio du canal gauche.
L'ensemble du signal FM devrait être alors démodulé dans le récepteur pour restituer le canal gauche plus la sous-porteuse modulée. Un filtre passe-bas éliminant la sous-porteuse rendrait alors le canal gauche, tandis qu'un filtre passe-haut éliminant le canal gauche suivi d'un détecteur d'amplitude rendrait le canal droit.
Malheureusement, cette idée bute sur le problème de la compatibilité avec la monophonie, car les auditeurs ne disposant que d'un récepteur mono ne pourraient recevoir que le canal gauche.
Comme la majorité des auditeurs possède au moins un récepteur mono, les organismes responsables de la radiodiffusion sont très stricts à ce propos de compatibilité avec la monophonie. Puisque le signal mono complet est la somme des canaux droit et gauche, il semble logique de moduler directement la porteuse par le signal mono, ou G+D. Cela est identique à une émission mono, et est donc parfaitement compatible.
En pratique, on transmet donc par la première voie la somme des deux signaux gauche et droit et par la seconde la différence gauche moins droit.
Dans le cas général, les amplitudes, en intensité, des signaux gauche el droit sont toujours assez voisines si l'on suppose que les deux micros de la prise de son ont des diagrammes de directivité analogues et qu'ils ne sont éloignés l'un de l'autre que de quelques centimètres.
Dans ce cas, c'est la phase qui différencie les signaux «gauche» et «droit ». Si la différence de phase est nulle ou presque inexistante, G-D est très faible et réciproquement. C'est le cas pour les fréquences basses étant donné la longueur d'onde sonore correspondante. Ces fréquences interviennent d'ailleurs très peu dans la reconstitution de l'effet stéréophonique puisqu'elles ne sont plus perçues par l'oreille mais par le corps humain. Aussi lorsque que la profondeur de modulation due au premier signal, G+D, sera grande, celle du second, G-D, sera réduite.
Le spectre du signal composite ou dit aussi multiplex est représenté à la figure 1. On trouve entre 30 Hz et 15 kHz, le signal monophonique G+D, un signal pilote à 19 kHz, et les deux bandes latérales de modulation résultant de la modulation en amplitude d'une porteuse auxiliaire par le signal de la différence G-D.
La porteuse auxiliaire à 38 kHz est supprimée à l'émission. La transmission par la première voie, du signal G+D, confère au système une compatibilité mono/stéréo.
A la réception, les filtres placés après le discriminateur trient :
- Les signaux de fréquences comprises entre 0 et 15 kHz qui reconstitueront le signal G+D.
- La fréquence pilote de 19 kHz qui, après multiplication par un doubleur de fréquence ou une PLL(Phase Locked Loop), redonnera la porteuse à 38 kHz.
- Les deux bandes latérales axées sur 38 kHz correspondant au signal G-D. En ajoutant les deux bandes latérales au signal à 38 kHz avec une phase convenable, on récupère le signal G-D à la sortie du détecteur. La différence et la somme des signaux G-D et G+D redonnent les signaux G et D.
En général, la variation du pourcentage de modulation de la porteuse de 19 kHz est comprise entre 8 et 10% de la déviation maximale (qui vaut habituellement 75 kHz). Les bandes latérales, de chaque côté de la porteuse de 19 kHz, provoquent chacune au plus une déviation de 45% de la déviation maximale.
Enfin G+D peut provoquer une modulation atteignant 90% quand G-D est nul ou très faible s'il n'y a pas de signaux S.C.A. Avec l'arrivée de ces signaux en Europe, elle se limite maintenant à 80%, pour les stations s'identifiant et transmettant des informations par le biais de la R.D.S. (Radio Data System). Ces signaux, de leur côté, provoquent donc un pourcentage de modulation d'une valeur de 10%.
Les avantages de la modulation de fréquence sont bien connus : meilleure protection contre les bruits parasites et les bruits de fond, avantages d'autant plus marqués que l'indice de modulation, m, est important.
