Le spectre

Le signal électrique issu du microphone peut être représenté soit par sa variation temporelle soit de manière fréquentielle. La variation temporelle du signal électrique est définie par l'évolution de l'amplitude du signal en fonction du temps. Plus la variation est rapide et plus le signal est aigu, plus l'amplitude est élevée et plus le son est fort. Supposons maintenant que le signal se répète (on dit qu'il est périodique). Si la variation temporelle du signal (donc l'amplitude) se répète 100 fois en une seconde, on entendra une multitude de sons, dont un à 100 Hz. Si on accélère la variation temporelle du signal jusqu'à 440 fois par seconde, on entendra une multitude de sons, dont une note à 440 Hz, soit une note plus aigue par rapport au signal à 100 Hz.

Pour illustrer cet exemple, imaginons une platine et un disque 33 tours. Pour entendre correctement le disque, il est nécessaire de le faire tourner 33 fois en une seconde. Le signal récupéré lors de la rotation du disque est envoyé sur un haut parleur. Si maintenant on fait défiler le disque à 45 tours, la même musique devient beaucoup plus aigue, les fréquences sont plus élevées.

L'oreille humaine peut percevoir des sons de 20 Hz à 20 kHz (regardez les caractéristiques des chaînes HIFI), à 20 Hz le signal varie lentement (20 fois la même période par seconde), à 20 kHz le signal varie 1000 fois plus rapidement (20 000 fois la même période par seconde). Au delà, on parle d'ultrasons. La représentation fréquentielle consiste à représenter l'amplitude d'un extrait temporel du signal en fonction de la fréquence. Plus l'amplitude est élevée plus la note est forte, plus la fréquence est élevée plus la note est aigue.

Un signal issu du microphone possède donc un spectre de 20 Hz à 20 kHz. Il s'agit du spectre issu du capteur, et non modifié. On parle alors de signal en bande de base.

Cependant, si on souhaite transmettre ce signal via une antenne, il faudra transformer l'onde électrique vers une fréquence plus élevée. On parle alors de modulation. Cette opération est nécessaire car la dimension de l'antenne est d'autant plus petite que la fréquence est élevée. Un signal à 300 Hz doit être émis par une antenne quart d'onde d'environ 250 km, un signal à 300 MHz doit être émis par une antenne quart d'onde d'environ 25 centimètres.

Bien que les bases "représentation temporelle - fréquentielle" sont supposées acquises, nous allons rappeler quelques notions et principes.

Définition 1 : Spectre