Un récepteur radio, aussi appelé simplement radio ou poste de radio, est un appareil électronique destiné à capter, sélectionner et décoder les ondes radioélectriques émises par les émetteurs radio. La fonction de décodage consiste à extraire des ondes captées, les informations qui y ont été incorporées lors de l'émission : sons ou signaux numériques (RDS, DRM, DAB, signaux horaires).
Vocabulaire Le terme « radio » provient de la simplification de l'expression « récepteur d’émissions diffusées par ondes radiophoniques ». Il a été adopté progressivement avec le développement de l'usage de la radio, pour désigner toute la technique des ondes radioLe mot « radio » a été utilisé pour la première fois en 1890 avec le mot « radioconducteur ». et dans le langage courant, une « radio » désigne aussi bien un récepteur qu'une chaîne de programmes.
« Tuner » vient de l'anglais « to tune » qui veut dire « accorder ». Le mot « tuner » peut désigner un appareil indépendant dans un ensemble « hifi », comportant un récepteur complet (s'accordant à la fréquence des émissions de radio), et délivrant un signal électrique nécessitant d'être amplifié avant d'être envoyé à des haut-parleurs. Il désigne aussi un sous-ensemble d'un récepteur radio ou d'un téléviseur, comportant les circuits haute fréquence. Le terme français correct est syntoniseurArrêté du 24 janvier 1983 relatif à l'enrichissement du vocabulaire de l'audiovisuel et de la publicité, JO du 18 décembre 1983.
Galerie de photos
Les ondes radioélectriques
Les ondes électromagnétiques sont caractérisées par leur fréquence ou leur longueur d'onde. On a défini un certain nombre de bandes de fréquences (voir ci-dessous, spectre des ondes électromagnétiques). Les autorités compétentes définissent les applications autorisées dans les différentes bandes de fréquence. Par exemple :
bandes pour radiodiffusion, en modulation d'amplitude (AM) ou en modulation de fréquence (FM) ou en systèmes numériques ; bandes pour la télévision ; bandes radioamateur ; bandes pour transmission radio professionnelle (civile et militaire) ; bandes pour la téléphonie mobile ; bandes pour les radars et systèmes de détection ; etc.
Fonctions d'un récepteur radio Les signaux formés par les ondes électromagnétiques sont captés par une antenne. Celle-ci, quelle qu'elle soit, reçoit de nombreux signaux qu'il faut différencier. Un récepteur doit donc être capable de : sélectionner, parmi les nombreux signaux, le signal désiré ; amplifier ce signal afin de permettre son traitement ultérieur ; démoduler le signal, qui est modulé en amplitude, en fréquence, en phase ou de type numérique, afin de récupérer une copie fidèle du signal original, appelé signal modulant.
Histoire de tuner (ampli)
Les diverses modulations FM : Frequency Modulation
AM : Amplitude Modulation LW (GO) : Long Wave (Grandes Ondes) MW (OM) : Medium Wave (Ondes Moyennes) SW (OC) : Short Wave (Ondes Courtes)
DAB+ : Digital Audio Broadcasting (anciennement appelé RNT en France : Radio Numérique Terrestre)
La modulation d'amplitude (AM)
Les principes de fonctionnement des récepteurs de radio AM (Modulation d'amplitude) sont multiples : amplification directe ; réflex ; réaction ; super-hétérodyne.
La modulation à bande latérale unique thumb|Récepteur pour radioécouteur. La bande latérale unique (BLU ou SSB en anglais) est une variante de l'AM permettant d'émettre et de recevoir plus efficacement en radiotéléphonie professionnelle ou radioamateur.
Le principal intérêt de ce type de modulation est sa bande réduite, environ le tiers de celle d'une radio AM, permettant d'augmenter le nombre de canaux dans une bande limitée et de réduire le bruit, et son efficacité due à l'élimination de la porteuse à l'émission.
Ces deux facteurs combinés permettent à puissance égale d'atteindre des distances supérieures.
La modulation de fréquence (FM : Fréquence Modulée)
Les récepteurs de radio FM (Modulation de fréquence) fonctionnent sur le même principe que décrit ci-dessus, à ceci près qu'un circuit détecteur ou démodulateur spécial transforme la variation (ou modulation) de fréquence FM du signal haute fréquence HF (Haute Fréquence) à amplitude constante en une variation d'amplitude BF (Basse Fréquence), ce circuit est appelé « discriminateur ».
Le procédé d'émission et de réception en FM est particulièrement insensible aux parasites permettant ainsi la diffusion de programmes en « haute fidélité » et le plus souvent en « stéréophonie ».
La modulation numérique (DAB+)
Le DAB+ est la nouvelle technologie de radio, qui remplace peu à peu la FM dans le monde (pour exemple, la Norvège a totalement éteint la FM depuis 2018, la Suisse a arrêté le les radios publiques. Les radios privées pouvant continuer jusque fin 2026.
En France, le déploiement du DAB+ s'est accéléré en 2018.
On observe une forte croissance du marché des récepteurs DAB+ dans le monde entre et : République tchèque (+82 %), Belgique (+44 %) et France (+31 %)..
Caractéristiques principales d'un récepteur Sensibilité La sensibilité d'un récepteur définit sa capacité à recevoir des émetteurs faibles ou lointains.
Pour les récepteurs grand public en modulation d'amplitude, incluant l'amplificateur audio et le haut-parleur, on définit souvent la sensibilité comme la tension qu'il faut appliquer à l'entrée pour obtenir une puissance de dans le haut-parleur.
Pour les récepteurs portatifs à antenne ferrite intégrée, on indique le champ électrique nécessaire pour obtenir le rapport S/B déterminé et on donne donc la sensibilité en V/m.
Sélectivité La sélectivité d'un récepteur décrit l'aptitude du récepteur à séparer le signal désiré de signaux perturbateurs (autres émetteurs, par exemple) à des fréquences voisines.
Souvent les constructeurs se bornent à donner le facteur de réjection du canal adjacent ou du canal alterné, c'est-à-dire le rapport entre les puissances mesurées dans le haut-parleur lorsque, le récepteur étant réglé sur la fréquence Fp, le générateur est réglé à la fréquence Fp, Fp + LC ou Fp + 2LC. LC, la largeur d'un canal, est de 5 ou pour les émissions AM en ondes courtes, 9 ou pour les émissions AM en ondes moyennes ou longues, 200 ou pour les émissions en FM en ondes ultra-courtes.
Stabilité Cette caractéristique indique comment l'accord du récepteur change si la température ambiante ou la tension d'alimentation changent. Dans les récepteurs superhétérodynes, les plus courants, la stabilité du récepteur est déterminée par la stabilité en fréquence de l'oscillateur local.
La stabilité s'exprime en Hz/°C ou en Hz/V.
Dynamique La dynamique du récepteur est le rapport entre le signal le plus grand toléré à l'entrée (si le signal est trop grand, des distorsions apparaissent) et le signal le plus faible (déterminé par le bruit du récepteur). Elle s'exprime en dB.
Description détaillée
Un récepteur radio est constitué de plusieurs blocs ayant chacun une fonction bien précise.
Il existe divers schémas de réception, comme l'amplification directe, ou la super-réaction, mais le récepteur superhétérodyne est la structure de récepteur la plus utilisée, tant en radio qu'en télévision ou en hyperfréquences (radar, GSM, GPS...). Elle est caractérisée par l'utilisation d'un étage changeur de fréquence, ce qui permet une amplification plus aisée du signalLe montage Super-hétérodyne - Pierre Dessapt, dspt.club.fr (voir archive).
Le schéma ci-dessous montre la structure du récepteur superhétérodyne. frame|center|Structure d'un récepteur superhétérodyne.
Un filtre d'antenne élimine les signaux indésirables ; il est souvent placé avant l'ampli RF, de façon à éviter que des signaux indésirables éventuels, de forte amplitude, ne saturent l'ampli RF. L'amplificateur RF assure une première amplification ; il est conçu de façon à obtenir le meilleur rapport signal/bruit possible ; ceci est particulièrement important pour les récepteurs destinés à la réception de signaux à des fréquences élevées (supérieures à ) ; en effet, à ces fréquences, le bruit extérieur au récepteur est faible, il est donc important que le bruit interne soit le plus faible possible. Le mélangeur est la pièce maîtresse du récepteur superhétérodyne ; lorsqu'on applique à ses entrées des signaux de fréquences Fo (oscillateur local) et Fp (signal à recevoir, modulé en amplitude ou fréquence), on retrouve en sortie des signaux non seulement à Fo et Fp mais aussi à Fo + Fp et |Fo - Fp|. Le filtre FI va supprimer les composantes Fo, Fp et Fo + Fp, ne laissant que la composante |Fo - Fp|. On a donc réalisé un changement de fréquence, c'est-à-dire une modification de la fréquence centrale du signal modulé, sans changer l'allure du spectre. La nouvelle fréquence centrale |Fo - Fp| s'appelle fréquence intermédiaire, FI. L'oscillateur local pilote la seconde entrée du mélangeur ; on règle sa fréquence Fo de façon que la fréquence intermédiaire soit fixe, indépendante de la fréquence du signal d'entrée ; deux fréquences sont possibles : Fo = Fp + FI ou Fp - FI. Grâce au changement de fréquence, on peut utiliser un filtre de fréquence centrale fixe ; on choisira en général un filtre céramique, qui permet d'obtenir une bonne réponse en fréquence (flancs raides) et donc une bonne sélectivité ; le filtre FI supprime les signaux indésirables à des fréquences proches de Fp, ainsi que les composantes indésirables générées par le mélangeur. L'amplificateur à fréquence intermédiaire est responsable de l'essentiel du gain du récepteur ; il est souvent constitué de plusieurs étages avec un contrôle automatique du gain (CAG); il amène le signal au niveau nécessaire pour la démodulation. Le démodulateur récupère l'information transportée par le signal modulé. Pour les signaux MA (modulés en amplitude), on emploie un détecteur à diodes ; pour les signaux MF (modulés en fréquence), le démodulateur sera un discriminateur, un détecteur de rapport ou un discriminateur à coïncidence (aussi appelé détecteur à quadrature ou détecteur synchrone). L'amplificateur audio amplifie le signal démodulé et pilote le haut-parleur.
Dans un récepteur superhétérodyne, les différentes fonctions, amplification, filtrage, démodulation, sont confiés à des étages distincts : la sensibilité est déterminée par les différents amplificateurs ; la sélectivité est déterminée par le filtre FI ; la réjection de la fréquence image est assurée par le filtre RF.
Un montage hétérodyne désigne un mélangeur où le battement entre les deux signaux d'entrée produit un signal à fréquence audible. Le terme « superhétérodyne » a été choisi pour signifier qu'ici, le signal du mélangeur est à une fréquence (la FI) très supérieure aux fréquences audibles.
L'antenne La fonction d'une antenne réceptrice est de convertir les ondes électromagnétiques provenant de l'émetteur en signal électrique (courant ou tension) qui sera appliqué au récepteur. Il existe de nombreux types d'antennes, le choix dépend principalement de la bande de fréquences que l'on désire capter : antenne dipôle, dipôle replié, antenne cadre, antenne ferrite, antenne monopôle (antenne Marconi), antenne rhombique, antenne Yagi.
Dans les récepteurs portatifs, l'antenne est directement raccordée au récepteur ; dans les récepteurs fixes, l'antenne est généralement placée à une certaine distance du récepteur. On placera l'antenne en un endroit bien dégagé, avec un minimum d'obstacles susceptibles de faire écran, souvent sur le toit des bâtiments ou en haut d'une tour. L'antenne est alors reliée au récepteur par une ligne de transmission, câble coaxial ou ligne bifilaire.
Les amplificateurs Comme les signaux captés sont généralement très petits (microvolts ou millivolts), il est nécessaire d'amplifier le signal. On distingue différents types d'amplificateurs : l'amplificateur RF (radiofréquence) : il amplifie le signal d'antenne, ou le signal provenant de l'ampli RF précédent ;