Détection hétérodyne

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Optique[modifier | modifier le code]

En optique, la détection hétérodyne consiste à transposer l'énergie d'une partie du spectre à plus basse fréquence (dite « intermédiaire ») avant de la détecter. Ce signal est mélangé sur un élément non-linéaire rapide (par exemple une photodiode) avec le rayonnement monochromatique d’un oscillateur local (laser...) dont la fréquence est proche de celle du signal de sorte que leur différence soit dans la bande de fréquences intermédiaires (en général dans le domaine radio-fréquences).

Réception radio, TV...[modifier | modifier le code]

Le principe de la détection hétérodyne aussi appelée super hétérodyne, établi par le canadien Reginald Fessenden, est identique à celui décrit ci-dessus. C'est le système le plus utilisé dans les récepteurs de radio ou TV.

Idée directrice[modifier | modifier le code]

Il faut se ramener à une fréquence plus faible pour pouvoir amplifier et démoduler plus facilement le signal reçu.

Relation de base[modifier | modifier le code]

|F{_S}-F{_O}|=F{_I}

  • F_S: fréquence du signal utile. Elle varie avec la station ou la chaine à recevoir.
  • F_O: fréquence de l'oscillateur local. Elle est variable.
  • F_I: fréquence intermédiaire. Elle est fixe et beaucoup plus faible que les deux précédentes.

F_O est réglé pour avoir |F{_S}-F{_O}|=F{_I}. Changer de chaine sur une télévision revient à changer la fréquence de l'oscillateur local.

La fréquence intermédiaire faible et fixe permet de disposer d'une meilleure sélectivité avec l'emploi de circuits accordés fixes à bande passante étroite comme les transformateurs FI et les filtres ou résonateurs céramique ou quartz.

Définitions[modifier | modifier le code]

Le récepteur est dit infradyne si F{_O}<F{_S} : ce qui est dynamique dans l'appareil (oscillateur local) est à une fréquence plus faible que la fréquence reçue.

Le récepteur est dit supradyne si F{_O}>F{_S} : ce qui est dynamique dans l'appareil (oscillateur local) est à une fréquence plus grande que la fréquence reçue.

Le mélangeur[modifier | modifier le code]

Pour se ramener à la fréquence intermédiaire, on fait le produit des 2 signaux : V{_S}*V{_O}. On obtient après filtrage le signal V_S décalé à la fréquence F_I.

Le problème des fréquences images[modifier | modifier le code]

Le problème est qu'un récepteur infradyne est aussi un récepteur supradyne et vice versa :

Tout signal tel que |F{_S}-F{_O}|=F{_I} est reçu.

Un montage avec un oscillateur local calé sur F_O reçoit donc par défaut 2 fréquences : F_O + F_I et F_O - F_I. La fréquence non désirée (fréquence image) doit être à l'extérieur de la bande passante du filtre d'antenne.

Le double changement de fréquence[modifier | modifier le code]

Il faut donc F_I grande pour éloigner la fréquence non désirée de la fréquence à recevoir (l'écart entre les deux étant 2F_I) mais il faut aussi F_I petite pour qu'elle soit facile à amplifier et à démoduler.

On utilise donc souvent une architecture de double hétérodynage, où le signal est transposé 2 fois successivement. F_I1 est grande (éloigne la fréquence non désirée) ; F_I2 est petite (facilite la suite du traitement).

Bioacoustique[modifier | modifier le code]

La détection hétérodyne acoustique est appliquée en zoologie pour transposer les ultrasons émis par certains animaux (chauves-souris ou orthoptères par exemple) dans des gammes de fréquence audibles et faciliter ainsi la détermination des espèces animales émettrices. C'est une technologie auxiliaire de la bio-acoustique.