Entre la console et l’émetteur FM, il y a un signal que peu de monde regarde : le multiplex, ou MPX. C’est lui qui transporte le mono, la stéréo et le RDS dans une seule bande de base. Comprendre sa structure, c’est comprendre pourquoi une radio FM sonne — et pourquoi elle reste compatible mono.
En modulation de fréquence, l’émetteur ne diffuse pas directement vos pistes audio : il module sa porteuse avec un signal en bande de base appelé signal composite, ou multiplex (MPX). Ce signal unique empile plusieurs informations à des fréquences différentes, de façon à ce qu’un vieux poste mono et une chaîne stéréo moderne y trouvent chacun leur compte. Tout l’art du système FM tient dans cet empilement, conçu dès l’origine pour rester rétrocompatible.
D’abord le mono : la bande de base audio
Dans une diffusion mono, le composite se résume à l’audio lui-même, limité à la plage 30 Hz – 15 kHz. L’émetteur applique une déviation de fréquence proportionnelle à ce signal, avec une excursion maximale normalisée de ±75 kHz. Ce plafond n’est pas une coquetterie : le dépasser, c’est déborder sur le canal voisin et brouiller une autre station. C’est pourquoi la mise en onde encadre si strictement les niveaux avant l’émetteur.
La stéréo sans casser le mono
Quand la stéréo FM est arrivée, il a fallu ajouter la séparation gauche/droite sans rendre muets les récepteurs mono existants. La solution, toujours en vigueur, est astucieuse :
- Le canal principal (L+R) occupe la même plage 30 Hz – 15 kHz. C’est la somme des deux voies : un poste mono la lit telle quelle, comme avant.
- Un pilote à 19 kHz est inséré, juste au-dessus de l’audio audible. Il sert de référence de fréquence et de phase.
- Le canal de différence (L−R) est modulé en amplitude à porteuse supprimée (DSB-SC) autour d’une sous-porteuse à 38 kHz, soit exactement le double du pilote. Il occupe la plage 23 – 53 kHz.
Au récepteur, le décodeur régénère la sous-porteuse 38 kHz à partir du pilote 19 kHz, démodule le L−R, puis fait l’arithmétique : (L+R) + (L−R) donne 2L, (L+R) − (L−R) donne 2R. On récupère ainsi les deux voies à partir de deux canaux qui, séparément, ne contenaient ni l’un ni l’autre. Le pilote est injecté à un niveau modeste (de l’ordre de 8 à 10 % de la déviation totale) : trop faible, le récepteur ne bascule pas en stéréo ; trop fort, il vole de la place aux autres composantes.
Le RDS, à 57 kHz
Au-dessus du canal stéréo vient le RDS (Radio Data System), ces données qui affichent le nom de la station, le titre en cours ou qui déclenchent les infos trafic. Il est porté par une sous-porteuse à 57 kHz — la troisième harmonique du pilote 19 kHz, ce qui garantit sa synchronisation. Le débit est volontairement lent (environ 1,2 kbit/s) et l’injection faible, car le RDS, lui aussi, consomme une part de la déviation disponible. Il transporte entre autres le code d’identification (PI), le nom de service (PS), le texte radio (RT), le type de programme (PTY), les indicateurs trafic (TA/TP), l’heure (CT) et les fréquences alternatives (AF) pour le suivi d’une station en voiture.
Certaines stations ajoutent encore des sous-porteuses auxiliaires (historiquement les SCA, par exemple à 67 ou 92 kHz) pour des services annexes : lecture pour malvoyants, données, musique d’ambiance. Chaque ajout grignote le budget de déviation, d’où un arbitrage permanent.
Préaccentuation et génération du MPX
La FM applique une préaccentuation des aigus avant émission, compensée par une désaccentuation symétrique au récepteur : cela améliore le rapport signal/bruit dans le haut du spectre. La constante de temps diffère selon les zones — 50 µs en Europe, 75 µs en Amérique du Nord et au Japon — et tout processeur de diffusion doit en tenir compte. C’est précisément le processeur de diffusion qui génère aujourd’hui le composite : le générateur stéréo, autrefois un appareil séparé, est désormais intégré à la chaîne de traitement, juste après le clipping final. L’enjeu est d’exploiter au mieux les ±75 kHz autorisés sans jamais les dépasser — c’est là que se joue une bonne part de la sensation de niveau d’une station.
Transporter le composite jusqu’à l’émetteur
Reste à acheminer ce MPX du studio (ou du local technique) jusqu’à l’émetteur, parfois à des kilomètres. Historiquement, on transportait le composite analogique sur un câble coaxial. Aujourd’hui, la liaison studio-émetteur le fait souvent en numérique : composite sur AES, ou transport IP via des schémas compressés type µMPX, qui font passer un multiplex complet dans une fraction de la bande passante. La webradio, elle, se passe totalement de MPX puisqu’elle ne module aucune porteuse FM : diffuser en ligne et diffuser en FM ne répondent pas aux mêmes contraintes.
Mon avis
Le multiplex FM est un petit chef-d’œuvre d’ingénierie qui a plus de soixante ans et tient toujours la route : glisser la stéréo et les données dans un signal que même un poste des années 1960 sait lire, c’est élégant. Pour qui règle une chaîne de diffusion, la vraie leçon pratique tient en un mot : la déviation est un budget. Pilote, L−R, RDS, SCA se partagent les mêmes ±75 kHz, et chaque décibel gagné sur l’un se paie sur les autres. Comprendre cet empilement évite bien des réglages au jugé.
