Auto-test :
Lignes de transmission
Réponses

1. Citez les 4 types de phénomènes qui agissent défavorablement sur la transmission d'un signal sur une ligne.

Atténuation du signal
Perturbateurs externes : parasites électromagnétiques - diaphonie
Distorsions du signal dues aux différences de comportement de la ligne aux diverses harmoniques du signal
Echos : réflexions du signal aux extrémités ou aux discontinuités d'impédance du câble (déformations).

Question 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Quelles sont les diverses causes d'atténuation du signal ?

L'effet Joule (résistance des conducteurs) Pertes diélectriques Pertes par courants induits

Question 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Comment diminuer les pertes d'un support de transmission ?

En utilisant des conducteurs à faible effet Joule : cuivre, or En choisissant des matériaux isolants dont les pertes diélectriques sont faibles aux fréquences du signal. En éloignant les câbles de boucles conductrices provoquant des pertes par induction.

Question 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Les perturbateurs sont-ils d'origine électrostatique ou magnétique ?

Les décharges électrostatiques, malgré des potentiels très élevés, ont des intensités très faibles pendant des temps très courts : ils influent très peu sur les câbles. Les forts courants abruptement variables (comme par exemple les extracourants de rupture) sont au contraire la cause principale de parasites externes.

Question 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Quels sont les systèmes perturbateurs externes les plus courants ?

Les systèmes produisant de forts courants, principalement lors de la coupure de circuits à forte intensité (extracourants de rupture) : moteurs électriques, génératrices, disjoncteurs magnétostatiques etc. La présence de câbles d'alimentation à proximité des câbles transportant le signal.. N'oublions pas la diaphonie entre paires du même câble de transport de signal.

Question 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Comment éviter les perturbateurs externes ?

En les éloignant des sources de parasites. En antiparasitant les systèmes producteurs de ruptures de circuit : moteurs etc. En blindant les câbles ( cage de Faraday) En utilisant des câbles coaxiaux. En utilisant des câbles à paires torsadées. En pratiquant la transmission différentielle des signaux.

Question 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Quel est l'intérêt des paires torsadées ? expliquez en le principe.

Elles sont moins sensibles à la diaphonie et aux parasites externes. Elles rayonnent moins d'énergie électromagnétique. Principe : elles constituent une suite de boucles dans lesquelles le sens de rotation du courant est inverse pour eux boucles voisines ; annulant ainsi les effets magnétiques sur les conducteurs voisins (moins de diaphonie active). De même, si un signal perturbateur se présente, il induit des courants opposés dans deux boucles voisines, ce qui a pour effet de les annuler.

Question 8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Qu'est ce que la diaphonie ?

C'est le passage du signal d'une paire à une autre dans un câble de transmission par effet d'induction électromagnétique.

Question 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Comment mesure-t-on la "télédiaphonie" dite aussi "orthodiaphonie" ?

On injecte un signal à l'extrémité d'une paire. On mesure la tension induite à l'autre bout (par rapport au générateur) d'une paire voisine. Toutes les paires doivent être fermées par leur impédance caractéristique.

Question 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Comment mesure-t-on la "paradiaphonie" ?

On injecte un signal à l'extrémité d'une paire. On mesure la tension induite sur l'extrémité d'une paire voisine du côté du générateur. Toutes les paires doivent être fermées par leur impédance caractéristique.

Question 11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11. Comment éviter les diaphonies ?

En utilisant des câbles à paires torsadéées. En isolant chaque paire par un blindage métallique dans le câble.

Question 12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12. Quelle est la cause de la "distorsion harmonique" ?

Quels sont ses effets ? La distorsion harmonique est due à ce que l'atténuation du signal n'est pas la même à toutes les fréquences et que par conséquent, toutes les harmoniques du signal initial ne seront pas transmises avec le même rapport d'intensité. La composition fréquentielle étant perturbée le signal sera déformé.

Question 13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13. Par quel phénomène se produisent les échos sur un câble.

Toute discontinuité d'impédance de la chaîne de transmission qui conduit le signal depuis le générateur
jusqu'à l'équipement terminal à alimenter est propice à l'apparition d'échos.

Une telle discontinuité d'impédance peut apparaître à cause de défauts de pose des câbles :
- déformation partielle des conducteurs- cavaliers de fixation trop enfoncés.
Mais aussi, les divers équipements intermédiaires : amplificateurs, connecteurs etc. peuvent ne pas être
conformes en présentant une impédance d'entrée ou de sortie inférieure ou supérieure à celle du câble.

Une partie du signal poursuit sa route - signal réfracté - une autre revient en arrière - signal réfléchi.

Il y a donc perte de puissance du signal refracté reçu par l'équipement terminal.

Mais le plus grave est le signal réfléchi qui peut se réfléchir à nouveau sur une autre discontinuité rencontrée
et parvenir finalement au récepteur avec un certain retard dû au temps perdu en allers-retours entre points
de discontinuité d'impédance.

Il y a brouillage du signal, une sorte de bégaiement en somme : apparition d'images fatômes en télévision,
échos en radiodiffusion etc.

Question 14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14. Précautions à prendre pour éviter les échos sur une ligne de transmission ?

Veiller à ce que l'impédance caractéristique du câble soit égale à l'impédance interne du générateur et du récepteur.
En pratique, les matériels d'extrémité doivent être adaptés au câble ou inversement.
Veiller à ce que le câble ne soit pas déformé à la pose.
Un câble peut vieillir (les caractéristiques de certains matériaux plastiques changent avec le temps).
Le matériel de connectique doit avoir des caractéristiques adaptées au câble.
Si un câble possède des extrémités libres, comme c'est la cas dans un réseau de type bus,
il est impératif de fermer ces extrémités par un bouchon d'une impédance résistive égale à l'impédance caractéristique du câble.

Question 15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15. Un câble présente entre autres caractéristiques une atténuation de 0.01 dB par mètre. En le supposant adapté en impédances avec ses équipements d'extrémité, quelle est la tension à 300 m du générateur de signal fournissant une tension de 1 V ?

L'atténuation sur 300 m est de 300 * 0.01 = 3 dB. Ce qui correspond à une perte de puissance de 0.5.
Comme la puissance est proportionnelle au carré de la tension celle-ci est divisée par racine carrée de 2.
Soit : 1/1,414 = 0.707 V

Question 16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16. Un certain câble coaxial est du type "passe bande". Ses fréquences de coupure basse et haute sont respectivement de 100 MHz et 600 MHz. Il est parfaitement adapté en impédances avec ses équipements d'extrémité. L'équipement générateur envoie un signal de 1V à 100 MHz et on constate qu'à l'autre extrémité, le signal est de 0,5V. Le générateur est poussé à 600 MHz et on règle la tension qu'il fournit à 1V comme dans l'expérience précédente. On demande la tension à l'autre extrémité lors de cette deuxième expérience : expliquez pourquoi on obtient cette tension. On demande enfin la tension maximale du signal lorsqu'on fait passer la fréquence de 100 MHz à 600 MHz tout en maintenant constante la tension côté générateur à 1 V.

Par définition les fréquences de coupure sont celles pour lesquelles la signal est également atténué par rapport au maximum atteint entre ces deux valeurs.
Si l'une de ces valeurs est 0,5V l'autre est égale aussi à 0,5V.
La puissance du signal pour ces valeurs de coupure est par définition la moitié de la puissance atteinte par le signal quelque part entre ces valeurs.
Comme la puissance est proportionnelle au carré de la tension, la tension maximale sera la tension aux coupures multipliée par racine carrée de deux.

Soit Umax = 1.414 * 0,5 = 0,707 V.

Question 17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17. Avantages comparés des lignes coaxiales sur les paires torsadées ?

Les lignes coaxiales présentent une meilleure protection contre le perturbateurs de par l'effet de cage de Faraday
Les lignes coaxiales permettent la transmission en large bande par modulation de porteuse (ne se limitent donc pas à la transmission en bande de base.
Grâce à la possibilité de modulation, ces lignes supportent le multiplexage fréquentiel de plusieurs porteuses de signaux indépendants.

Question 18

18. Qu'est-ce qu'un défaut de " pairage " dans un câble de transmission ? Quelles peuvent en être les conséquences ?
Comment faut-il s'y prendre pour l'éviter ?

Dans un câble il est souvent difficile de reconnaître les deux brins de fil appartenant à la même paire.

Un défaut de pairage intervient, lors du câblage d'une installation, lorsque l'on prend par mégarde deux fils appartenant chacun à une paire différente, en croyant qu'ils appartiennent tous deux à la même paire.

La conséquence en est la " diaphonie " (passage du signal d'une paire dans l'autre par effet capacitif ou inductif).

Pour éviter le défaut de pairage, soit on dispose d'un code de couleurs du câble à installer, soit on dégage les paires sur une longueur d'une quarantaine de centimètres et on observe attentivement les brins de fil torsadés ensemble. On fait la même chose à l'autre extrémité et on vérifie la continuité électrique de la paire choisie.

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