Types de brouillage

La plupart des équipements radio, y compris les microphones sans fil, connaissent occasionnellement des problèmes de brouillage. Ces problèmes vont d’une interférence légère à l’impossibilité totale de faire fonctionner l’appareil. Les brouillages importants sont plus rares qu’on ne le croit souvent, surtout si l’on prend quelques précautions simples. Néanmoins, lorsqu’il survient, le brouillage apporte son lot de frustrations.

On distingue trois principaux types de brouillage : le brouillage radioélectrique (RFI radio frequency interference), l’interférence électrique et l’intermodulation. Le brouillage radioélectrique se doit aux émetteurs de radio ou de télévision, aux équipements de communication, à la télévision par câble et à tout autre type d’équipement générant une énergie RF. L’interférence électrique est due aux ordinateurs et appareils numériques, à l’équipement électrique lourd, aux installations d’éclairage, aux appareils électriques défectueux, etc. L’intermodulation constitue pour sa part un type de brouillage provoqué par la combinaison de signaux radio forts dans un récepteur sans fil.

Pour régler efficacement ces trois types de brouillage, il faut connaître certaines notions essentielles concernant leurs causes et leurs symptômes. Le fait de ne pas savoir par où commencer engendre bien des frustrations lorsque vient le temps de résoudre ce type de difficultés. On a parfois l’impression que tout intervient et que rien ne résoud le problème. En décelant le type d’interférence, on ne perd pas son temps puisqu’on simplifie la recherche de la cause du problème.

Brouillage radioélectrique
Il s’agit d’un brouillage incombant aux signaux RF à proximité de la fréquence du récepteur ou directement dessus. Les signaux provoquant ce brouillage ont été transmis, intentionnellement ou non, en raison d’un défaut ou d’une caractéristique indésirable de la source. Le signal qui cause l’interférence n’est pas forcément sur la même fréquence que le système sans fil. Les signaux RF puissants qui se trouvent à proximité de la fréquence sans fil risquent d’altérer le fonctionnement du récepteur, provoquant ainsi des problèmes d’audio et de réception.

On doit réaliser que ce que certains utilisateurs de sans fil considèrent comme du brouillage est considéré par d’autres comme une communication essentielle ou un divertissement. Tous les systèmes de microphones sans fil partagent les gammes de fréquences de la télévision et d’autres types de communications radio. En conséquence, les utilisateurs de microphones sans fil doivent garder à l’esprit qu’ils ne disposent pas de droits exclusifs sur les fréquences utilisées.

Nombre de systèmes de microphones sans fil fonctionnent sur les bandes de fréquence de la télédiffusion. Les émetteurs de télévision, généralement très puissants, risquent d’interférer avec les récepteurs sans fil, même à des distances considérables. Les systèmes sans fil utilisant les fréquences de télédiffusion ou se rapprochant de ces dernières doivent s’attendre à un brouillage intense même hors des zones où une bonne réception des chaînes de télévision est impossible.

Les autres émetteurs sans fil représentent souvent la cause d’un brouillage électrique. Dans certains cas, un système sans fil comprend à la fois un émetteur de poche et un émetteur à main. À moins de prendre des précautions extraordinaires, il n'est pas rare que deux émetteurs soient allumés en même temps, accidentellement. Si c’est le cas, le récepteur produira un son audio extrêmement fort, rendant le système complètement inutilisable.

Pour les mêmes raisons, si deux systèmes sans fil se trouvent à fonctionner sur la même fréquence, on ne pourra utiliser qu'un seul émetteur. Cette situation se présente beaucoup plus souvent qu'on ne le pense, spécialement lorsque les utilisateurs du sans fil vont et viennent avec leur propre système. Les équipements à synthétiseur posent également des problèmes puisque chaque modèle partage généralement une gamme réduite de fréquences particulières. Le fait de changer la fréquence d’un émetteur augmente grandement les risques de créer un encombrement avec un autre système de même type.

On devra donc envisager la présence d'autres systèmes sans fil à proximité. Les systèmes sans fil arrivent à interférer avec d’autres à des distances de 600 mètres (2 000 pi) et même supérieures. Le brouillage provient fréquemment d'un autre système sans fil dans une autre section d'un bâtiment ou d'un local, dans un lieu de culte juste en face, ou dans un club au coin de la rue. En raison de l'utilisation intensive que font les équipes de journalistes de radio et télévision, on peut s'attendre à un brouillage temporaire à proximité des zones où se déroulent des événements d'importance.

Les harmoniques des stations de radio FM et les émetteurs de communication constituent une autre source de brouillage. Les puissants émetteurs des radios FM ont un petit volume de sortie équivalent au double de leur fréquence de fonctionnement (« la seconde harmonique ») qui provoque parfois un brouillage pour les systèmes sans fil se trouvant sur la bande de fréquence télévisuelle VHF. À moins que la puissance de l’émetteur FM soit très élevée et que ce dernier se trouve à proximité, le brouillage provient rarement de cette source. Il est toutefois préférable d'éviter les fréquences sans fil à proximité des harmoniques des stations de radio FM locales.

Les sorties harmoniques des émetteurs de communication risquent potentiellement de brouiller la réception des systèmes sans fil. En règle générale, les rares fois où le brouillage provient d'un émetteur de communication, il est le résultat d'une intermodulation ou d'un équipement défectueux. Les émetteurs de communication mal entretenus ou mal réglés produisent des harmoniques excessives ou des sorties parasites. Le brouillage se produit dans ce cas lorsque l’émetteur de communication se trouve à proximité. Les antennes des émetteurs de communication sont généralement situées au sommet des édifices. Dans le cas d'un émetteur puissant localisé près d'une antenne, on peut envisager un brouillage. La même hypothèse se vérifie lorsqu'un véhicule doté d'un émetteur bidirectionnel puissant passe à proximité d'un système sans fil en cours d'utilisation. Dans une telle situation, les signaux parasites en provenance d’un émetteur défectueux ou mal réglé risquent de provoquer du brouillage. Dans d'autres cas, le puissant signal d'un émetteur peut surcharger le récepteur sans fil et provoquer du brouillage attribuable à l’intermodulation.

Les sorties parasites de différents types d’équipements RF constituent des sources de brouillage. La télévision par câble, les récepteurs de communication, les téléphones sans fil, les ouvertures de garage automatiques et même les récepteurs de télévision ou de radio FM peuvent dans de rares cas provoquer un brouillage Après avoir éliminé les sources de brouillage les plus évidentes, on fera bien de rechercher les appareils électroniques susceptibles de transmettre ou de recevoir un signal RF ou utilisant un tel type signal en état de marche.

Les stations de radio AM constituent souvent une source de brouillage. Néanmoins, dans la vaste majorité des cas, le problème ne se doit pas à une interférence directe avec la station AM. Les systèmes sans fil fonctionnant à des fréquences bien inférieures à celle des émetteurs AM, il est donc particulièrement rare que l'harmonique ou la sortie parasite d'un émetteur puisse interférer avec le fonctionnement d'un récepteur sans fil. Les émetteurs de radio AM entrent parfois en concurrence avec certains types d'équipements audio, y compris les mélangeurs, les amplificateurs, les processeurs et autres dispositifs non RF.

Généralement, le brouillage des stations de radio AM ne constitue un problème que lorsque l’émetteur se trouve à proximité. Les niveaux élevés d'énergie RF présents ont une incidence de directe sur le circuit audio sensible, faisant généralement pénétrer le programme AM dans ce système. En général, le brouillage est capté par les câbles audio ou encore transite par l'intermédiaire des lignes d'alimentation et peut perdurer même lorsque le récepteur sans fil est éteint. Pour résoudre le problème, on doit procéder à un filtrage et à un blindage des câbles d'alimentation et des câbles audio – un processus différent des techniques requises pour éliminer le brouillage RF direct.
La résolution des problèmes de brouillage radioélectrique implique bien souvent l’élimination de la source du signal brouilleur ou la modification de la fréquence du système sans fil. Bien des problèmes de ce type pourraient être évités complètement en sélectionnant simplement des fréquences différentes de celles des chaînes de télévision locales ou des systèmes sans fil environnants. Comme il est pratiquement impossible de convaincre quelqu'un d'autre de changer sa fréquence ou de le forcer à réparer un émetteur défectueux, la seule option réaliste consiste en définitive à changer la fréquence du système sans fil.

Interférence électrique
Ce type d'interférence ne convient à personne et, la plupart du temps, n'est pas intentionnel. À de rares exceptions près, les équipements qui provoquent cette interférence électrique n'ont pas été conçus pour émettre une énergie RF. Bien souvent, cette interférence provient d'un défaut, d'une panne ou d'un problème d’entretien pouvant être rapidement résolu. Certains types d'équipements électroniques ont simplement tendance à générer des interférences par leur simple fonctionnement.

En règle générale, les fabricants doivent concevoir et produire des appareils ne provoquant aucun brouillage préjudiciable. Dans bien des cas, il s'agit d'une exigence réglementaire, les gouvernements ayant défini des limites strictes quant à l'émission non intentionnelle de brouillage RF. Les fabricants font de leur mieux pour respecter ces règlements et ainsi éviter les sévères sanctions frappant la vente d'appareils ne respectant pas les normes.

Néanmoins, ces règlements ne s’appliquent pas à certains types d'équipements, comme les dispositifs d'éclairage et les appareillages électriques industriels. En outre, même les équipements électroniques qui se conforment à la réglementation risquent parfois d'occasionner des brouillages avec les systèmes sans fil si l'on ne prend pas les précautions requises. L'âge, l'usure, et un entretien inadéquat peuvent également endommager les équipements, lesquels finissent par devenir source de brouillage. Dans certains cas, ces équipements, fabriqués avant la promulgation des règlements, n'ont simplement pas été conçus pour réduire le brouillage.

On distingue trois principaux types d’interférence électrique : le bruit provenant des équipements électriques, qu'il s'agisse d'appareils électroniques tels que les ordinateurs ou de sources naturelles comme l'éclairage. Cela peut paraître surprenant, mais l’ensemble des causes d'interférence électrique ne représente qu'un très faible pourcentage de tous les problèmes de brouillage. Cela s'explique, en grande partie, par l'intervention prioritaire des gouvernements et des fabricants pour réduire le brouillage préjudiciable dans les dernières années. L'amélioration de la conception des équipements sans fil y a également contribué.

Lorsque les interférences électriques posent problème, il s'agit le plus souvent de bruits RF provoqués par les ordinateurs ou les équipements numériques. Le vrombissement où le bourdonnement caractéristique de ce type interférence numérique se reconnaît facilement. La force et le caractère du son se modifient habituellement lorsque que l'ordinateur effectue certains types d'opération, ou lorsque l'on modifie les réglages des dispositifs numériques. Il arrive qu'un appareil en particulier provoque un brouillage lors de son fonctionnement, brouillage qui cesse dès que l'on éteint l’appareil.

Les unités de retard numériques, les processeurs numériques et les autres équipements contenant des processeurs de signal numérique (DSP) sont plus susceptibles de provoquer ce type d'interférence que les ordinateurs. Pour la bonne raison que ce type d'appareil est souvent monté sur la même baie ou le même rack que les récepteurs sans fil. La plupart du temps, ce type d'interférence ne constitue un problème que lorsque le récepteur se trouve à proximité du dispositif numérique. À titre d'exemple, un récepteur sans fil souffrant d'un brouillage intense lorsqu'il est monté directement sur un dispositif numérique n’aura plus aucun problème une fois éloigné de 30 cm (12 po) de ce dernier.

Les dispositifs numériques provoquent des brouillages qui se transmettent le long du câblage d’alimentation CA ou des câbles audio et finissent par atteindre le récepteur. Aux fréquences supérieures, ce brouillage risque parfois de se transmettre à l’extérieur des câbles jusqu’au récepteur. En laissant une distance entre ces dispositifs, leur alimentation et les câbles audio, on parvient généralement à minimiser le problème. Dans de rares cas, l’utilisation d’une alimentation séparée pour ce dispositif numérique ou d’un filtre de ligne peut s’avérer nécessaire.

Les fabricants d’ordinateurs et d’équipements numériques sont astreints à effectuer un contrôle du volume de brouillage de leurs appareils pour obtenir l’approbation gouvernementale pour chacun des modèles ou des types d’équipements qu’ils vendent. Néanmoins, malgré cette réglementation, les dispositifs numériques ont toujours la permission d’émettre un faible volume de brouillage, parfois suffisant pour interrompre le fonctionnement des récepteurs sans fil, particulièrement sensibles, qui se trouvent à proximité Les vis de boîtiers manquantes, ou simplement lâches, risquent parfois d’augmenter sensiblement le niveau de brouillage des dispositifs numériques approuvés. De plus, les équipements anciens n’ont pas été conçus pour minimiser le brouillage qui, à l’époque, ne constituait pas une préoccupation.

Les sources naturelles, essentiellement l’éclairage, représentent un très faible pourcentage des problèmes d’interférences électriques. L’amélioration de la conception des récepteurs les rend moins vulnérables aux rafales de bruits RF de l’éclairage. Néanmoins, lorsque ces rafales concernent la ligne d’alimentation CA, elles risquent d’altérer le fonctionnement des récepteurs et autres équipements audio sensibles, particulièrement lorsque la foudre tombe sur les lignes d’alimentation. Dans les zones où les orages sont fréquents, des limiteurs de surtension associés à des filtres de ligne CA de hautes performances constituent un investissement judicieux.

La machinerie électrique et les systèmes d’éclairages représentent également des sources interférence électriques. Dans la plupart des cas, l’interférence provient des étincelles, arcs électriques ou décharges électriques. Dans de rares cas, cette interférence se doit à des dispositifs électriques de contrôle, tels que les commandes de vitesse des moteurs, thermorégulateurs et gradateurs de lumière. L’équipement sous haute tension, particulièrement les néons, constitue également une source connue d’interférence.

Les moteurs électriques à balais, particulièrement les moins récents, et certains types de gros moteurs industriels ou de moteurs dotés de commandes de vitesse ont tendance à émettre des étincelles. Nombre d’appareils électroménagers et petits outils : aspirateurs, robots culinaires et perceuses sont également équipés de moteurs à balais. On peut généralement ajouter un filtre à ce type de moteur pour réduire grandement l’interférence provoquée par les étincelles. Cette pratique n’était toutefois pas courante par le passé, et l’on a aujourd’hui tendance à éliminer les filtres des moteurs pour réduire les coûts. De vieux moteurs, usés et mal entretenus, risqueront bien plus de provoquer des interférences que des moteurs neufs.

En plus de constituer une source d’interférences, l’arc électrique représente également un danger d’incendie et un risque pour la sécurité. S’il l’on exclut la soudure à l’arc, ce phénomène se doit généralement à un câblage ou à un équipement défectueux, ou encore à des connexions lâches ou à des isolants inefficaces. Même si les circuits de haute tension ont souvent tendance à créer un arc électrique, ce dernier peut également survenir dans les circuits de basse tension, lorsque des fils dénudés sont en contact ou traînent sur le sol. De mauvais contacts électriques peuvent également provoquer un arc lors d’une vibration ou d’un choc. Une formation d’arc électrique aura tendance à être intermittente, puisqu’un arc continu brûlerait rapidement les conducteurs ou entraînerait un arrêt ou une panne complète. Le caractère intermittent du phénomène rend beaucoup plus difficile l’identification de la source.

Cette formation d’arc se produit d’autant plus fréquemment dans les néons qu’il s’agit d’appareils sous haute tension. Cette formation survient à proximité du support du tube ou des points de connexion. Il arrive que les fils des néons soient simplement épissés au lieu d’être soudés. Cela n’influence pas négativement le fonctionnement du tube, mais risque de causer de graves interférences avec les systèmes sans fil. Les tubes au néon peuvent induire une haute tension dans les objets métalliques à proximité, entraînant des arcs électriques secondaires dans les supports et structures de montage.

Ces hautes tensions dans les systèmes au néon peuvent provoquer une décharge de fuite, connue sous le terme d’effet corona et créant des parasites d’origine électrique. Les autres appareils recourant à de hauts voltages, telles la télévision et les machines à rayons X, ont également tendance à provoquer des effets corona et, par conséquent, des brouillages. Dans des conditions normales, la décharge des tubes au néon ne provoque en général qu’une faible interférence. Cependant, si on réduit l’intensité de ces tubes en baissant la tension en dessous d’un certain point, ces derniers génèrent de fortes interférences radio. On évitera donc de doter les tubes au néon de gradateurs d’intensité lorsque l’on utilise des microphones sans fil.

Les régulateurs électriques, spécialement les régulateurs d’intensité et les régulateurs de vitesse pour moteur, constituent souvent des sources importantes de brouillage. Les anciens contrôleurs de lumières dans les théâtres ont une malencontreuse tendance à provoquer un brouillage, spécialement s’ils sont utilisés conjointement avec des systèmes au néon. Si l’on se sert de régulateurs d’intensité avec les tubes fluorescents, ces dispositifs risquent tous deux de devenir des sources d’interférences Les régulateurs d’intensité modernes et les contrôleurs ont beaucoup moins tendance à créer ce type de problème, mais il convient toujours de placer les antennes des récepteurs sans fil loin de ces dispositifs.

Les systèmes d’auto-allumage avaient tendance à créer de sérieux problèmes de brouillage avec le sans fil, mais ce n’est plus le cas. Une conception améliorée des récepteurs sans fil et des câbles résistant à l’ignition, de même que des bougies d’allumage dans les voitures a pratiquement éliminé ce problème. Il est très rare qu’une bougie d’allumage défectueuse provoque une interférence notable lors de l’ignition. Néanmoins, ce problème persiste toujours avec les voitures anciennes, les moteurs de bateaux, les moteurs à gaz industriels, les tondeuses à gazon et toutes les machines sans dispositifs de suppression du bruit d’ignition.

Intermodulation
L’intermodulation est un type de brouillage qu’on rencontre parfois dans les systèmes de microphones sans fil. Elle diffère des autres formes de brouillage dans la mesure où elle est produite par le système lui-même et non pas par une source extérieure. Les autres types de brouillage proviennent d’autres émetteurs sur la fréquence de fonctionnement du sans fil, des chaînes de télévision, de la sortie harmonique des émetteurs en basse fréquence, des émissions parasites provenant de divers équipements électroniques ou d’autres sources extérieures de même type. Dans tous ces cas, le signal brouilleur se trouve sur une fréquence très proche de celle du système sans fil.

L’intermodulation se doit quant à elle à des signaux puissants qui ne sont généralement pas proches de la fréquence du sans fil. Ces signaux saturent certains des circuits du récepteur, lequel génère à l’interne une distorsion de ces signaux. Ces harmoniques se combinent ensuite dans le récepteur pour créer une nouvelle fréquence qui n’était pas présente à l’entrée de ce dernier. Cette nouvelle fréquence, appelée produit d’intermodulation, interfère avec le système sans fil, un peu à la manière des autres sources de brouillage.

Prenons un exemple : imaginons qu’un système sans fil fonctionne sur une fréquence de 200,050 et 210,450 MHz dans un lieu donné. Ajoutons que la chaîne de télévision 12, porteuse d’images, fonctionne sur la fréquence 205,250 MHz. En raison de la forte puissance des émetteurs de télévision, le récepteur sans fil sur la fréquence 200,050 MHz sera légèrement surchargé par la porteuse d’image de la chaîne 12, ce qui créera une harmonique dans l’amplificateur RF du récepteur à 410,500 MHz. Cette harmonique se mélange alors avec le signal de l’émetteur sans fil sur la fréquence 210,450 MHz selon la modalité suivante :
410,500 MHzLa seconde harmonique de la porteuse d’images de la chaîne 12
-210,450 MHz

Un autre émetteur sans fil
200,050 MHzLa fréquence du premier système sans fil

Dans un tel cas, le système sans fil qui se trouve sur la fréquence 200,050 MHz sera plus ou moins inutilisable chaque fois que l’émetteur de l’autre système sans fil fonctionnera. L’inverse est également vrai, puisque 410,500 - 200,050 = 210,450 MHz. Par conséquent, l’un ou l’autre de ces systèmes pourra fonctionner dans cette zone, mais pas les deux simultanément. Sans la présence de la chaîne de télévision 12 dans cette zone, ces deux systèmes sans fil pourraient parfaitement fonctionner simultanément.

Bien souvent, les signaux des autres émetteurs sans fil à proximité sont plus forts que les signaux des stations de télévision locales et provoquent une intermodulation. La troisième et la quatrième harmonique des signaux d’entrée élevés peuvent également se combiner de diverses façons pour créer des produits d’intermodulation supplémentaires, résultant du mélange des trois signaux d’entrée. Ces combinaisons sont source de diverses complications. Afin d’obtenir un fonctionnement sans fil fiable et sûr, il faut éviter les fréquences vulnérables à l’intermodulation.

Il importe de se rappeler que, dans l’exemple susmentionné, l’harmonique 410,500 MHz de la porteuse d’images ne se trouvait pas à l’entrée du récepteur, mais que ce dernier la produisait lui-même. Le niveau de saturation d’un récepteur, c’est-à-dire le point où il génère une intermodulation, dépend presque entièrement de la conception de son circuit. Les récepteurs dotés d’un circuit résistant à la surcharge ne génèrent que très peu de produits d’intermodulation, ou s’ils en génèrent, ces derniers seront de faible intensité et peu gênants.

La qualité du filtrage RF du récepteur compte énormément, car la réduction, même faible, du niveau de signal brouilleur fait baisser de beaucoup le niveau des produits d’intermodulation. Par conséquent, une légère amélioration des possibilités de surcharge et de filtrage du récepteur se traduit par une grande amélioration de la performance au niveau de l’intermodulation. Cela explique pourquoi les équipements de qualité présentent beaucoup moins de problèmes de brouillage que les autres.

Les préamplificateurs RF et les répartiteurs actifs constituent également des sources d’intermodulation. Une fois que ces dispositifs produisent une intermodulation, le mal est fait et aucun récepteur ne peut éliminer le brouillage. C’est la raison pour laquelle il importe d’éloigner les émetteurs sans fil des antennes réceptrices pour éviter la surcharge des préamplificateurs RF. Pour la même raison, on prendra soin d’éviter ces préamplificateurs et répartiteurs actifs chaque fois que possible, en utilisant des antennes performantes et des câbles coaxiaux à faible perte.