Emetteur Récepteur Radio : Schéma, Construction, Portée...

Salut à tous !
Suite au post "Récepteur radio", où on a diverses ressources sur les postes radio, faciles à bricoler (ou à acheter) et à entretenir, je me suis posé la question de l'émission radiophonique.

Il est aisé de fabriquer un émetteur FM ou AM de quelques watts (attention à la réglementation...), mais il serait intéressant de pouvoir construire un émetteur beaucoup plus puissant, permettant de relier et rapprocher les différentes communautés qui auraient émergé aux quatre coins du continent, diffuser des infos, de la musique...

Bien entendu, afin de respecter la loi, il n'entrerait en fonction que le moment voulu.

Le meilleur que j'ai pu construire est un émetteur AM radiophonique (transistorisé) (~1000KHz) d'une portée de 25KM, un émetteur AM 137KHz (à tube, revue MégaHertz) code morse (je ne connais pas trop la portée, mais mini 50Km), un émetteur FM 3W (5km sous de très bonnes conditions), et d'un mini émetteur FM (300m).

Du fait de la législation actuelle en France, j'ai beaucoup de mal à trouver des schémas d'émetteurs plus puissants, afin de couvrir une plus large étendue.

Donc je pose la question ici afin que l'on puisse y mettre toutes les ressources possibles.

Après, je ne sais pas quel type de modulation entre amplitude et fréquence est préférable. J'affectionne la AM particulièrement pour la simplicité de sa mise en oeuvre, mais rien n'empêche d'essayer en FM (l'émission et la portée me semblent plus "locales").

Le choix de la Citizen Band me paraît moins approprié du fait que l'on aurait besoin d'un matériel plus important et perfectionné (à alimenter et à entretenir) du côté de la réception (cette technologie pourrait néanmoins représenter un atout dans d'autres sujets).

A vos claviers et merci d'avance pour votre participation !

Ce week-end en déballant mes cartons, je suis devenu tout nostalgique. J'ai retrouvé deux plans de fabrication d'émetteurs FM que je bidouillais étant plus jeune.

Le premier est un "micro-émetteur" dans le sens où sa consommation et sa portée sont faibles : entre 100 en 200 mètres sur une pile bouton 1,5V. Il provient du bouquin "minispione", que je viens de commander.




Le second est un émetteur FM 5 Watts, d'une portée d'environ 2Km en ville, et de 10 Km en campagne (voire plus si le terrain est dégagé et avec un récepteur suffisamment sélectif). Je trouve dommage que ce kit n'existe plus, mais avec la nomenclature ci dessous, vous pourrez sans aucun problème le reconstruire ! On peut même trouver presque tous les composants nécessaires à sa fabrication en faisant de la récup ici. Même la construction de l'antenne est décrite (avec tuyaux de cuivre).

1 : Nomenclature
2 : Principe et Schéma
3 : Montage
4 : Construction de l'antenne et accord

EDIT du 13 JUIN : J'ai reçu beaucoup de mails me demandant comment booster l'émission FM de ce montage pour dépasser les 10km usuels, comment décaler le spectre d'émission, bref comment jouer les pirates sans autorisation.
Comme ce projet est à la base soumis à autorisation d'utilisation, je ne fournis ses schémas et explications plus que par MP, aux internautes qui ont un motif autre que "je veux émettre sur la FM".
Merci de votre compréhension.

Bon, comme tout émetteur, il est formellement interdit de l'utiliser sans l'accord des autorités compétentes....
Bonne construction !!!


Ps : j'ai supprimé le précédent message au sujet des émetteurs tubulaires 200W et 3Kw; trop dangereux et difficiles à mettre en œuvre. Mais s'ils intéressent encore quelqu'un à l'avenir, je peux les envoyer par MP.

@ Tarsonis :pour rebondir sur ton message
On trouve encore des kits de ''micros espions '' fm pour environ 20 euros...certains sont bien stables, d'autres se balladent tous seuls sans vergogne sur toute la bandes fm..
J'en ai fait deux ou trois en kit.

un lien ( pour l'exemple ...il y en a plein d'autres). pour les fanas du fer à souder.

La portée en Fm est plus faible que l'AM et nécessite de nombreux relais...
L'avantage de la fm c'est la netteté du signal.
En Am BLU en émettant en 100 watts tu fais le tour de la terre pourvu que les conditions météo et le cycle solaire le permettent.

Je préfère aussi largement la AM. Même si la qualité du signal est moindre, elle permet d'envoyer un signal avec peu de moyens assez loin; et de pouvoir être démodulée avec une simple diode. Celui de la FM demande un peu plus de composants....

Pour le lien que tu proposes vigo, je m'en souviens ! (ouah, ça remonte en souvenirs !). L'émetteur FM en question était proposé dans le mag "électronique pratique" où le circuit imprimé était également offert. La porté était de 100M environ et la qualité était celle d'une station radio.

Si vous avez des schémas d'émetteurs AM de portée supérieure à 5km (Ou alors d'ampli HF pour la AM), je suis preneur !

Au sujet du morse :

J'ajoute un lien au sujet de la radio :
Un reportage de "La vie secrète des machines" qui passait sur Planète
il y a quelques années. C'est au sujet de la radio bien entendu.

Vers la 5e minute, il est expliqué comment on peut construire un émetteur archi-simple avec le cicuit d'allumage des bougies d'une voiture et d'un cerf-volant, avec le récepteur associé construit avec une pièce de nickel.

On peut construire aussi quelques émetteurs morse ultrasimples de ce type.

Qui peut porter à plus de 6km en terrain dégagé.

Et voilà une petite cure de rappel au sujet de l'alphabet morse (qui est pas mal utile encore en aviation dans les cas limites)

Salut à tous !

De deux choses :
D'une part, puisque l'on est dans les ondes, cela me permet de faire un petit topo sur les circuits LC, dits "circuits bouchons" pour les bidouilleurs, et qui permettent la réception des ondes radios (dans notre cas).
Cela fait pas mal de temps que certains membres me l'avaient demandé par MP, et très longtemps que je le promettais, et voici donc un petit topo !

D'autre part, je suis tombé des nues à la bibliothèque du coin, quand j'ai vu dans une vitrine exposant les vieux bouquins 'inutiles et périmés' de l'époque de nos grand parents, celui intitulé 'La radio, mais c'est très simple !', dont nous avions parlé il y a peu.

Après un petit questionnement de l'employé, ce bouquin est apparemment un vestige du passé qui 'n'intéressera plus personne'.

Pourtant, ce lire m'a permis de comprendre étant ado la plupart des notions de radiotransmission, qui sont pourtant encore d'actualité. Je m'en voulais à l'époque de l'avoir bazardé, mais heureusement que notre ami internet fut là pour le retrouver !

C'est donc en hommage à ce bouquin que je vais essayer d'expliquer le plus simplement possible toutes les notions nécessaires pour comprendre le fonctionnement d'un récepteur très sommaire (à galène),

mais qui s'étendent aussi à la radio AM et FM classique car les concepts sont sensiblement identiques.

J'ai essayé de rentre ce message aussi simple que possible afin qu'il soit compréhensible sans notions préalables (donc pour les experts, excusez les petits raccourcis qui allègent le texte sans pour autant déformer la réalité ). Ce qu'il y a entre parenthèses approfondit un chouïa mais il n'est pas primordial.

Tout d'abord, quelques petites notions élémentaires.

Un signal est 'périodique' s'il se renouvelle continuellement de la même manière. En gros, sa coure a le même motif répété indéfiniment.

Un seul motif représente une 'période'.

La fréquence du signal est le nombre de périodes par secondes et se mesure en Hertz.
La fréquence est donc juste 1/(temps d'une période).
Ainsi, le courant du secteur qui a une période de 20 millisecondes a une fréquence de 1/0.02 = 50Hz.

L'intensité d'un courant est le nombre d'électrons qui parcourt un fil du circuit par seconde (en réalité une dérivée de la charge C en Coulomb sur le temps mais on s'en privera).
Elle se mesure en Ampères. Un ampère représente par exemple 6,24*10^18 électrons par seconde. (soit un coulomb par seconde).

La modulation d'amplitude (AM) est une méthode utilisée pour transmettre un signal (et bien plus).

Lorsque l'on a un circuit, oscillant à une fréquence fixe, relié à une antenne, des ondes vont être émises de toutes parts.

Si l'on souhaites émettre de manière rudimentaire, il suffit de mettre un simple interrupteur qui coupera ou fermera l'alimentation du circuit. On aura donc grossièrement du morse. L'onde envoyée est dite 'onde porteuse'.
Cette onde a une fréquence identique à celle du circuit oscillant.

Maintenant, on peut s'amuser à bricoler cette onde porteuse : Si l'on remplace l'interrupteur par un microphone (dont la résistance électrique varie avec les pressions sur la membrane), on va faire varier la puissance émise au grès des variations du microphone. C'est la modulation d'amplitude, où on 'module' l'amplitude de l'onde porteuse'.

Ainsi, le signal à la sortie du circuit oscillant dont la courbe est :

sera modulé par le signal du microphone (théorique car, dans notre cas, le microphone fait varier l'intensité, donc la courbe n'est que positive....)  :

pour donner l'onde qui sera émise (c'est une simple multiplication des coordonnées entre elles):



On remarque cependant que la fréquence de l'onde porteuse doit être beaucoup plus élevée que celle du signal qui la module, afin de conserver au mieux l'information.
C'est un moyen très simple de transmettre un signal car la technologie à mettre en œuvre est très faible, aussi bien pour l'émission que pour la réception.

La AM a cependant quelques défauts, en premier lieu le spectre d'émission. En effet, il est compris entre 150KHz et 3000KHz (sur les radios classiques), alors que la FM a un spectre situé entre 88MHz et 108MHz.

La AM a aussi un défaut quant à l'onde porteuse. En effet, lorsque la courbe qui module le signal approche de zéro, le signal émis est également pratiquement nul. Cela laisse donc entendre tous les bruits de fond qui baignent notre planète, et d'autant plus que l'émetteur est loin.
Les autres sont de l'ordre de la qualité ainsi que du nombre limité de stations qui peuvent émettre sans se parasiter.

La FM a un peu remplacé la AM car elle pallie à beaucoup de ces inconvénients. FM signifie bien entendu 'modulation de fréquence'. Le singal du micro va donc moduler uniquement la fréquence de l'onde porteuse, qui a donc toujours la même amplitude (qui ne devient donc jamais faible). Ainsi, à l'aide d'un mélangeur de fréquences, un signal de 100MHZ se transformera en une porteuse dont la fréquence pourra varier de 100MHz +-75KHz.

Mais la technique de la FM n'est pas le sujet de ce post et en sera sans doute celui d'un autre...

Maintenant, abordons le fonctionnement de la réception AM :


I) En premier lieu, le circuit LC :

Un circuit LC est en fait un circuit oscillant. Le 'L' est le symbole électronique de l'inductance, le 'C' étant bien entendu celui du condensateur.



Avant d'entrer dans le vif du sujet, qu'est-ce qu'une inductance ?

A) L'inductance.

Sur la photo :
De gauche à droite de haut en bas : Une barre ferrite sur laquelle est enroulée du fil de cuivre, une self sur tore, une inductance sur ferrite, une inductance gravée sur un circuit imprimé d'un émetteur FM, deux selfs blindées et une self variable à mandrin; ce sont toutes des inductances

(Symbole)



L'inductance est une simple bobine de fil enroulé dans le même sens.
Tout le monde a déjà bidouillé un électroaimant en enroulant une centaine de tours du fil de cuivre autour d'un clou...voici une belle inductance.

Lorsque l'on fait passer un courant électrique continu à travers un fil conducteur, il se crée un champ magnétique autour; on le concentre donc avec un nombre important de tour : c'est l'électroaimant. Il génère donc un champ magnétique.

Si maintenant on déconnecte la pile et que nous faisons passer un aimant devant cette bobine, un courant électrique sera créé (proportionnellement au nombre de tours); mais un aimant immobile n'en créera aucun. C'est donc le déplacement de l'aimant qui aura créé un courant dans la bobine. Dans le cas des lampes sans piles à induction, c'est ce principe : un aimant cylindrique fait des aller-retours dans une bobine.

Si maintenant, nous ne relions pas une pile aux bornes de notre électro aimant mais une source alternative (dynamo, générateur basses fréquences, etc...), le champs de l'électroaimant sera lui aussi alternatif.

Si l'on place dans le même axe une autre bobine de fil, on remarquera qu'elle produit à son tour un courant alternatif à ses bornes. La première bobine fait donc office d'aimant qui se déplace devant la deuxième. C'est l'induction et....le principe du transformateur de tensions, dont le rapport n'est en fait que le rapport du nombre de tours : 1/2 pour diviser par deux, ou 2 pour doubler la tension.

On remarque un phénomène qui sera très important par la suite : Lorsque le courant augmente dans la première bobine, il induit dans la second un courant de sens inverse.

Au passage, il faut que les bobines soient dans le même axe, sinon les champs ne sont pas induits. C'est pour cela que toutes les bobines sont placées perpendiculairement dans les anciens postes radios (avant d'être blindées) afin d'éviter tout parasite.

On vient de voir qu'une bobine pouvait générer un courant dans une autre bobine, mais elle en génère aussi un dans ses propres spires (tours de fils).

Ce courant a les mêmes propriétés que celui induit dans la seconde bobine. Nous sommes donc confrontés à un phénomène intéressant : la self-induction.

Donc lorsque l'intensité du courant qui circule dans une bobine augmente, un courant de self-induction naît en sens opposé et ralentit l'augmentation du courant inducteur.

Dans le cas d'une tension continue, le courant qui y circule n'atteint pas instantanément l'intensité normale, il y a donc un certain laps de temps. Si on diminue la tension, la diminution d'intensité arrivera avec un certain retard. Nous avons donc un déphasage entre la tension et l'intensité.

Une expérience intéressante que l'on faisait en physique au collège: On relie une grosse bobine sur du 220V. Si on coupe brusquement le courant, sa variation brutale induira un courant de très forte intensité, d'où la grosse étincelle sur l'interrupteur (une lime d'acier afin de rendre compte de l'éclair).
Cela cause aussi pas mal de soucis avec les composants dans les TV par exemple, pour les condensateurs haute tension couplés aux bobinages du tube cathodique. Ils peuvent supporter 2Kv sans soucis, mais il peut arriver que la tension dépasse cette valeur, et une étincelle traverse la couche isolante du condo et le fait éclater.

Une bobine a une résistance simple (ohmique) dû à la résistivité du fil de la bobine.

Mais si la bobine est traversée par un courant alternatif, nous venons de voir qu'elle a une certaine tendance à résister à ce courant.

Cette résistance est appelée "inductance" et s'exprime en Ohm. Résistance et inductance sont des impédances simples (nom général de toutes les résistances). Elle s'ajoute à la résistance de la bobine.

L'inductance est une impédance qui a la particularité de ne pas être fixe une fois pour toute.

En effet, si la fréquence augmente, les variations du courant inducteur rapides, et les courants de self induction  sont plus intenses, donc s'opposent proportionnellement.

Donc la self-induction croit avec la fréquence.

La self a des propriétés directement liées à sa fabrication. Le nombre de spires en augmentent la valeur. Si l'on ajoute un noyau à la bobine, le champ s'intensifie et multiplie dans de grandes proportions sa valeur.

La self induction d'une bobine s'exprime en Henrys.
On a une belle formule approchée :
Si L est l'inductance d'une bobine en Henrys, un courant de fréquence f y rencontre une inductance de 6.28 *L * f   ohms.

Maintenant, voici un petit topo du second composant présent dans le circuit LC :

B) le condensateur.

Ce composant est bien connu de tous (surtout pour avoir souffert avec ses 'équa-diff de charge' au collège ).



Schématiquement, ce sont deux plaques métalliques qui sont séparées par un isolant, qui peut être aussi bien du plastique que de l'air (condensateur variable à lamelles des anciennes radios).

Les deux lamelles s'appellent 'armatures'. Le symbole d'un condensateur simple (non polarisé) représente bien sa forme :

La capacité représente l'énergie que peux emmagasiner un condensateur, elle s'exprime en Farad (de Faraday), mais le plus souvent en sous unités car le Farad est une unité trop importante pour l'électronique habituelle.

Le fait de faire traverser un courant continu dans un condensateur modifie ses propriétés.
L'armature A, reliée à la borne + aura un défaut d'électrons du fait de leur manque de la borne, mais l'armature B, reliée à la borne moins aura un excédant d'électrons.
L'armature A sera donc chargée positivement et la B négativement et de ce fait, les atomes de la A appelleront à travers la mince cloison les électrons de l'armature B. Ceci aura pour effet d'attirer beaucoup plus d'électrons sur l'armature B et d'augmenter drastiquement la capacité du condensateur.

Contrairement à ce que l'on pourrait penser, la capacité du condensateur ne dépend pas de l'épaisseur des armatures, mais est proportionnelle à leur surface (là où les charges s'y accumulent, c'est pour cela que parfois plusieurs couches sont enroulées), inversement proportionnelle à leur éloignement et de la nature du diélectrique (air de constante 1, plastique, céramique, etc...).

Pour augmenter la capacité, on peut donc rapprocher les armatures, mais de ceci dépendra la tension maximale du condo. Si on la dépasse, une étincelle jaillit entre les armatures et s'il y a une couche autre que l'air, elle est crevée et peut brûler.
Pour des valeurs plus élevées, les constructeurs optent plutôt pour un stockage électrochimique, mais dans ce cas, ils deviennent le plus souvent polarisés à cause de la nature de l'électrolyte.

Maintenant, les propriétés des condensateurs :

Une fois la capacité maximale atteinte (qui varie en fonction de la tension de notre pile), plus aucun courant de passe dans le circuit, le condensateur est chargé. Si l'on a une pile, une DEL et un condo montés en série, la DEL va éclairer puis progressivement s'estomper et s'éteindre à la charge complète du condo.

Libre à nous de le décharger à travers ce que l'on veut : une résistance, un haut parleur, etc...afin de rétablir l'équilibre des charges entre les armatures; c'est le courant de décharge.

Maintenant, si l'on connecte une source de courant alternative sur un condensateur (non polarisé, sinon boum !), un phénomène intéressant apparaît : Il va se charger lorsque le courant va augmenter, puis se décharger quand le courant va changer de sens, puis ce cycle va recommencer avec une recharge.

Donc dans le circuit circule un courant alternatif sans être coupé. C'est comme si le courant pouvait 'traverser' le condensateur (mais il n'en est rien) !
Donc le condensateur n'empêche pas la circulation du courant alternatif.
Cependant, le condensateur n'étant pas parfait, il va opposer une petite résistance (impédance) à ce passage : la capacitance (original, non ?).

Elle dépend de la capacité : plus elle est grande, moins la capacitance est élevée, ce qui est donc le contraire de l'inductance, qui croit avec la self-induction.

Mais elle dépend aussi de la fréquence de la source alternative : Plus la fréquence est grande, plus le nombre de charge et de décharge est grand, et donc le nombre d'électrons circulant dans le circuit (l'intensité) est important. L'intensité croit avec la fréquence, donc la capacitance diminue quand la fréquence augmente.

Une petite formule approchée permet de trouver la capacitance d'un condensateur : 1/ (6.28 * fréquence * C) Ohm ). C étant exprimé en Farad. Donc pour un courant continu, une fois chargé le condo a une résistance 'infinie'.

On remarque donc que l'inductance et le condensateur ont des propriétés opposées vis à vis de la fréquence.

On avait remarqué que l'inductance 'déphasait' le courant vis à vis de la tension.

Dans le cas du condo, on remarque que pendant la charge quand la tension est maximum à ses bornes le courant s'arrête (aucun électron ne circule) , puis augmente quand la tension décroit.

Elle devient maximum lorsque la tension passe par 0V, puis, quand la tension change de sens (le condo se recharge), l'intensité diminue pour devenir nulle où la tension atteint sa valeur maximum (négative).
L'intensité du courant varie donc 'en avance' sur les variations de tension. Lorsque la tension est nulle, l'intensité est maxi.

Le déphasage est donc dans le sens opposé de l'inductance.

Dans le cas d'un condo ou une inductance parfaite, le déphasage est d'un quart de période; mais les composants sont réels et ont une résistance ohmique propre, ce qui fait que ce déphasage n'est pas maximum.

Maintenant que l'on a éclairci quelques notions sur ces deux composants, on peut entrer dans le vif du sujet :

Supposons que l'on relie en série un générateur alternatif, une inductance et un condensateur.

C'est l'impédance principale qui prévaut : Si l'inductance est plus grande que la capacitance, c'est elle qui prévaudra et vice versa car la capacitance doit être déduite de l'inductance, car elles agissent de façon opposée.

Maintenant, que se passe-t-il lorsque l'on fait varier la fréquence du générateur alternatif ?
Si la fréquence augmente, l'inductance augmentera tandis que la capacitance diminue. Si la fréquence diminue, l'inductance diminue tandis que la capacitance augmentera !

Il y a donc une fréquence pour laquelle l'inductance et la capacitance auront exactement la même valeur, et comme elles s'opposent, l'impédance du circuit deviendra complètement nulle (hormis la résistance ohmique propre des composants)!
Il n'y aura plus de déphasage entre la tension et l'intensité : c'est la fréquence de résonance.

On dira que le circuit est en résonance avec le générateur.


Puisque les deux composants ont des effets opposés, que ce passe-t-il quand on connecte seul un condensateur chargé sur une inductance ?

Le condensateur va se décharger une première fois dans la bobine, mais comme l'inductance a la propriété de 'retenir' le courant, une fois le condo déchargé, l'inductance continuera de passer dans le même sens et... le condensateur se rechargera ! (en changeant de polarité car les électrons ont circulé dans l'autre sens que celui de la charge initiale)!

Et le cycle va recommencer : charge, retenue, décharge...
Mais cette variation s'estomper progressivement en raison de la résistance ohmique de chaque élément : ce sont les oscillations amorties.

Maintenant, quelle sera la fréquence de ce circuit ?
L'électronique suit la loi du moindre effort et le circuit va naturellement résonner à la fréquence de résonance...pas plus compliqué !


F se calcule facilement :
f = 1/6.28 * racine carrée(L*C).... vous aurez sans doute reconnu 2* Pi
C'est la formule de Thompson, très amusante, mais qui est à prendre pour connaitre grosso modo f, car les composants ont aussi des valeurs de tolérances (les condos peuvent avoir entre 1% et 50% de marge !), et c'est pour cela qu'il y a des inductances variables dans tous les circuits radio, afin de permettre un ajustage final avant la sortie d'usine.


Nous avons donc un circuit dont la fréquence de résonance est fonction de la valeur du condo et de l'inductance...on peut donc modifier la fréquence de résonance en faisant varier leur valeur !

Dans certains postes de radio, c'est une barre ferrite qui se déplace dans une bobine avec un condensateur fixe, voire une diode varicap, mais dans la plupart, on utilise un condensateur variable (plus simple et plus solide).

Condo variable dont le diélectrique est l'air

Le condensateur variable suit les principes généraux aux condensateurs : deux jeux de lamelles séparées par une couche d'air (ou de plastique s'entrecroisent. On fait varier avec un bouton la surface de métal qui se font face, et donc la valeur du condensateur.

Maintenant que nous avons un circuit oscillant, comment entretenir les oscillations indéfiniment afin de compenser les pertes dues à l'effet joule ?

En insérant un générateur A connecté en parallèle.


(Ici, c'est un générateur de signaux carrés lissés avec un condo)

Un phénomène important apparaît ici : Puisque les pertes à chaque passage sont minimes, la quantité empruntée au générateur A est minime pour les compenser.
Donc vis à vis de ce générateur, l'impédance du circuit oscillant est très élevée !
Le courant est donc très élevé dans le circuit oscillant, mais très faible dans le circuit du générateur (à cause de l'impédance élevée).

Si le générateur A injecte une fréquence différente, les oscillations forcées qui prendront naissance dans le circuit en résonance seront très faibles; en revanche, si il injecte des oscillations de fréquence égale à celle du circuit de résonance, il engendrera un courant fort, qui ira compenser les pertes du circuit oscillant.
C'est grosso modo le même principe que le diapason, qui a une fréquence de résonance propre, à savoir un La3 440Hz et ses harmoniques) : on a beau le taper fort sur une table, c'est toujours le même son qui est produit.

Donc le circuit oscillant a une propriété de sélectivité : Parmi toutes les fréquences qui peuvent être injectées, celle ayant la même fréquence de résonance passera et compensera les pertes, tandis que les autres n' interviendront pas.

Le lien avec la radio : Les propriétés de l'antenne !

Lorsque les ondes électromagnétiques rencontrent un fil métallique (ou un corps quelconque), elles y créeront un courant de fréquence analogue (mais d'intensité très faible).

A travers une antenne circulent donc une quantité de tensions de fréquences différentes. Si l'on relie cette antenne à notre circuit oscillant (avec la masse; parfois on la relie par induction), seule la fréquence de résonance y entrera.

Notre antenne/circuit oscillant permet donc de sélectionner une seule fréquence.
Les variations d'amplitude du signal AM sont répercutées dans les variations d'intensité du Circuit Oscillant.

Maintenant, comment détecter le signal que l'on a aux bornes du circuit oscillant ?

En effet, la courbe complète génèrerait un son incompréhensible. Ce qui nous intéresse est l'enveloppe, mais aussi la zone supérieure de la courbe, c'est à dire la partie positive.


C'est exactement le rôle d'une diode. Mais les courants étant ici très faibles, une simple diode a une tension seuil trop élevée (1V) pour filtrer la zone qui nous intéresse. Il faut donc une diode dont la tension seuil est bien plus basse. Une diode Schottky (anciennement, c'était la galène qui était utilisée, et elle a donné son nom au fameux poste 'à galène')., ou au Germanium (0.3V) sont tout à fait appropriées. Dans le pire des cas, wiki donne quelques techniques de fabrication de diodes à partir de rien.

Diode au germanium:

Leurs propriétés font qu'elles sont encore assez présentes dans l'électronique, et il n'est pas rare d'en dégotter dans des magnétoscopes/radios/hifi/TV/ordi...

De cette manière, on récupère uniquement cette courbe :



Malgré ceci, il ne faut pas oublier que les oscillations ont une fréquence très élevée, a savoir celle de l'onde porteuse; par exemple 550KHz en modulation d'amplitude.
Les écouteurs ne peuvent émettre un son car ils contiennent un bobinage qui est aussi une inductance, et donc filtrent ce signal tout en déformant le spectre (les écouteurs crystals n'ont pas non plus les propriétés mécaniques idéales pour émettre dans cette plage de fréquences; même si le son peut être reproduit (les propriétés mécaniques font une 'moyenne'), le son reproduit sera très déformé.

Il faut donc un composant supplémentaire capable de 'lisser' la courbe afin de n'en conserver que l'enveloppe.
C'est le rôle du 'condensateur de lissage'.
Beaucoup d'électroniciens se sont posés la question de sa présence dans le cas des radios à galène. Il  est vrai que sa présence est nécessaire dans les radios à tube (afin de dévier les hautes fréquences du courant anodique), et beaucoup ont pensé à un reliquat de son utilisation., mais elle est tout autre.

Voyons comment ce composant placé en parallèle opère pour l'extraction du son à partir de la haute fréquence (HF):



Lorsque la tension de la HF croit, elle charge le condensateur; lorsqu'elle a atteint son maximum, le condensateur est chargé (pas forcément à son maximum).
La tension commence à décroitre, mais de manière brutale (fréquence élevée).

Mais le condensateur commence seulement à se décharger dans les écouteurs, ce qui ralenti la chute réelle de tension aux bornes de l'écouteur (le trait rouge).



Mais, alors que le condensateur n'a pas fini de se décharger la tension a ré augmenté et se remet à charger le condensateur.

Ceci a pour effet de ne plus avoir de variations brutales de courant; le condensateur agit comme avec une certaine 'inertie'. Ceci 'lisse' donc la courge et permet d'extraire la courbe initiale et donc de produire un son (courbe orange).

La valeur du condensateur doit bien entendu être adaptée :
Si sa valeur est trop faible, il se déchargera trop rapidement et le courant aura tendance à suivre de trop près la courbe HF :


Si sa valeur est trop importante (comme les condos de lissage des alimentations), il aura trop 'd'inertie' (courbe verte) et le son reproduit s'éloignera encore une fois de la courbe réelle.



Une valeur d'une centaine de picoFarads fait en général l'affaire.****

Comme la gamme des fréquences AM conventionnelles est relativement étroite; ont peut donc fixer un condo une fois pour toute, mais on peut également adapter un condensateur variable que quelques pF, afin d'ajuster au mieux l'écoute qui est déjà tout un sport....

Pour l'écouteur, les meilleurs sont ceux qui ont une résistance très élevée, de l'ordre du kilo-Ohm, comme les crystal, mais un écouteur miniature classique peut à la rigueur suffire.

Dans le cas de la radio à galène, il faut bien comprendre que toute l'énergie est tirée uniquement de ce que l'antenne capte, donc une longueur importante est nécessaire afin de capter au mieux (entre 7 et 20 mètre de fil). La prise de terre est soit une canalisation de radiateur, soit un fil relié à un piquet planté dans la terre.

Maintenant que les principales notions ont été abordées (antenne, circuit de résonance, détection par la diode, lissage), le reste n'est qu'une suite logique : si on utilise une source de courant, on peut alors joindre un amplificateur basses fréquences (Ampli BF, pour les spectre sonore), et améliorer dans une certaine mesure notre petite radio.

L'un des points cruciaux est bien entendu la sélectivité. Un poste très sélectif pourra bien 'séparer' deux stations proches dans le spectre, au lieu de capter deux stations) simultanément (comme il arrive fréquemment lorsqu'on se déplace d'une région à l'autre où deux stations émettent sur une fréquence proche).


En prenant le cas de la radio AM fonctionnant avec la puce MK484 (qui assure la démodulation en l'amplification), j'avais utilisé d'une part deux bobinages sélectionnalbe avec un interrupteur afin de couvrir presque tout le spectre de la AM possible avec le MK (300/3000KHz)


Et d'autre part un condensateur variable 20/500pf. Mais cette plage est couverte sur un demi-tour de son axe.

On a beau avoir des doigts de fée qui triturent tous les jours, on arrive vite aux limites possibles pour ajuster les stations au mieux.
Une solution très simple à mettre en œuvre consiste à ajouter en parallèle un condensateur variable, de capacité moindre (50pf). Cette bidouille est réalisable très facilement avec les 'plaquettes d'expérimentation' dont nous avions discuté plus haut. Il suffit d'enlever la bande adhésive et de souder sur les pistes.

Mettre en parallèle deux condos permet d'additionner leurs capacités.
Le plus gros permet donc de trouver à la louche les stations, et le second d'affiner si on le souhaite. La plaquette permet aussi d'ajouter quelques condos afin de compléter le spectre des grandes ondes (150/300KHz).

L'antenne de cette radio est un peu particulière : c'est une antenne fabriquée en ferrite.

Certains, au lieux d'utiliser un long fil de cuivre comme antenne, on construit des 'antennes cadres' qui font office d'inductance du circuit oscillant.
C'est une bobine dont le diamètre est très élevé, de 10cm à plusieurs mètres (si vous vous souvenez des anciens cadres immenses fixés sur les navires militaires).
L'avantage indéniable du cadre, est d'être une antenne directive (et donc de trianguler la position de l'émetteur...), donc on peut supprimer une bonne partie des parasites, et donc augmenter la sélectivité de la radio.

La puissance créée dans ses spires est maximale lorsque l'émetteur est sur un axe perpendiculaire à l'axe de la bobine.

Afin d'augmenter les capacités de réception, on peu augmenter les dimensions du cadre, mais on se retrouve vite avec une bobine un peu bourrin à transporter.
C'est ici qu'intervient la ferrite. Ce matériaux a des propriétés intéressantes qui lui permettent d'être utilisée dans toutes sortes d'applications (antennes, filtres, self...).
Entre autres, sa perméabilité aux ondes est beaucoup plus élevée que celle de l'air. C'est donc en quelques sortes un concentration d'ondes et permet d'offrir un chemin plus facile que dans un cadre classique.
Cela a pour effet la diminution notable des dimensions du cadre. La ferrite permet donc de se passer d'antenne puisqu'elle est incorporée à l'inductance du circuit oscillant.

Voilà, j'espère que cela va aider certains à comprendre quelques phénomènes au sujet de la radio AM (ou du moins sur les radis rudimentaires à galène), et que cela n'a pas trop été bourrin à lire ().  
Bon bidouillages à tous !

Génial, bravo pour ce superbe boulot

Tu a éclairé ma lanterne sur de nombreux détails, essentiel.

J'avais un peu laissé tomber la CB ces derniers temps, mais ce week end, je n'ai pas pu résister dans un marché aux puces à cette antenne CD Président Electronics négociée 1,5€ (modèle Europa, à moitié effacé).
Sa base est pourvue d'un énorme aimant (qui peut soulever un bon 10Kg) permettant de la fixer sur le toit d'une voiture.
A vue de nez, cela ressemble à une 1/4 d'onde, pour une taille proche de 1,50m.
Le câble a sans doute été raccourci, et je ne me suis pas cassé la tête à trouver un adaptateur fils_dénudés/prise de CB, donc c'est à l'arrache et au scotch qu'ils sont reliés à la sortie de la CB.



Je n'ai pas attendu de la fixer pour la tester : un bon bout de métal, pour remplacer la masse métallique représentée par la voiture et petit test.... pour m'apercevoir que TOUTES les fréquences sont occupées par des conversations !
On est bien loin de mon antenne bricolée à l'arrache sur la page précédente.

Maintenant, petite curiosité : une fréquence ne débitait que du morse (à peu près 5 bips courts / s)en continu sur une durée de plusieurs minutes, est-ce que c'est courant pour les habitués ?
Autre chose : Sur une seconde fréquence (pleine de parasites), deux personnes parlaient en Russe ! Ils étaient sans doute du coin (routiers, étudiants, habitants, etc...), mais cela montre que beaucoup de choses transitent encore dans les ondes !

Bon bidouillage !  

Slt tu habite dans une zone peuplée ? Moi dans le département de l'ain pour l instant je ai capté que dalle avec ma petite cb Midland 75-790.

Bon vu l'engin je sais qu'il faut pas s'attendre a des miracle mais j'aimerai bien capter un ou deux truc pour me confirmer qu'elle fonctionne bien.

Je pense que l'antenne toute rikiki y est pour beaucoup.

@Tarsonis

Tu étais sur quel canal ou quelle fréquence ( si tu la connais )
en mode AM FM BLU ?

Tu avais peut être des radios amateurs qui trafiquaient en morse ( souvent code ''Q'') ou des balises ( signal répétitif ) destinée à l'orientation ( suivant ta position par rapport à la balise le signal est différent) .
Voire certaines ambassades ou alors 007 lui même

Bah les canal j ai un peu tout essayer, y compris le canal d 'appel, est j'ai pas la selection am fm blu. Quant a la frequence ....

vigo a écrit:@Tarsonis

Tu étais sur quel canal ou quelle fréquence ( si tu la connais )
en mode AM FM BLU ?
Tu avais peut être des radios amateurs qui trafiquaient en morse ( souvent code ''Q'') ou des balises ( signal répétitif ) destinée à l'orientation ( suivant ta position par rapport à la balise le signal est différent) .
Voire certaines ambassades ou alors 007 lui même

J'étais en mode classique, juste pour tester, mais je sais qu'il y a quelques radio amateurs dans le coin qui bidouillent pas mal !

Pour SuperEc : Je suis pas vraiment dans une zone de grande densité. Il y a à la rigueur une voie rapide à quelques km, et la plus grande ville (~15000 hbts) du coin est à 20 km.... mais c'est peut être le relief qui m'a donné autant d'écoute possible; en tous cas, la longueur de l'antenne influe, mais aussi sa conception....je fais quelques recherches là dessus en ce moment, je te redirai ça !

Pour le morse, je n'ai pas eu le temps de décoder, tout juste comprendre ce qui se passait et ajuster le signal pour gicler les parasites, mais à l'oreille, ce n'était pas du tout périodique... avis aux spécialistes (Vigo, Wasicum, et les autres ! )

Bonjour,

Tes russes étaient soit du coin (routiers, etc.), soient très loin (pas mal de compagnie de taxies, etc., travaillent encore en CB, à l'est).

Le fait que tous les canaux étaient occupés fait penser à une ouverture ionosphérique amenant des conversations de divers pays, plus ou moins éloignés, ce qui expliquerait aussi les russes...

Pour ton signal, sans un enregistrement, il n'est pas évident de poser un diagnostic sûr (télémesure, etc.).

Ton antenne devrait plutôt être une 1/4 d'onde (il faut compter la longueur du brin, et l'allongement radioélectrique de la self de la base).

Salut

@ tarsonis

Merci de me classer parmi les spécialistes ....mais je n'en suis pas un, je fais un peu d'écoute c'est tout...

Salut à tous !
J'ai dégotté il y a peu un ancien poste à tubes des années 50.

L'électronique, le fonctionnement et sa restauration vont me permettre d'approfondir un petit peu la description des principaux phénomènes que j'avais décrit pour la radio à galène simple (circuit d'accord/diode redressement/filtre).

Ainsi qu'introduire quelques notions supplémentaires, en particulier les tubes électroniques qui AMHA représentent la seule électronique constructible de toutes pièces LLBSV (voir en particulier le site de ce mordu pour la fabrication d'une triode).

La réparation d'une radio à tubes permet de comprendre beaucoup de principes qui peuvent la plupart du temps être transposés avec des composants modernes; mais à contrario, je n'entrerai pas dans le domaine de la radio moderne car la plupart des pannes se situe soit sur un composant grillé (un transistor, une puce), soit d'une mauvaise jonction. Donc la réparation n'en est que plus simple tant qu'on entre pas dans le monde des composants montés en surface.

Quand on bidouille et restaure de l'électronique ancienne, il convient d'être très prudent, et je n'insisterai jamais assez dessus.

Les années 50 étaient une période où s'électrocuter était à la portée de tout le monde...notre monde moderne est incroyablement plus sûr avec le paquet de normes qui est apparu.

Pour faire simple, prenons le cas du poste dégotté : un bon vieux B1F71U, de Philips fabriqué en France et qui n'a pas fonctionné depuis 20 ans selon son propriétaire :


Le "U" signifie qu'on a affaire à un 'tous courants'. C'est à dire que le poste est alimenté en 110V alternatifs. Dans le cas contraire, c'est un 'A', qui signifie que l'on a affaire à un poste alimenté en 110V continus (certains réseaux de distribution l'époque, si si !).
La particularité des tous courants est de pouvoir fonctionner aussi bien sur du continu que de l'alternatif (donc une réduction des modèles et des coûts). On verra plus loin que les électrons ne font que 'traverser' le tube redresseur.

Les postes de ces années avaient le châssis (la grosse pièce métallique où sont soudées les composants) directement relié au secteur.
La conception de certains faisait que les vis d'assemblage touchaient le châssis, et le simple fait de toucher la vis permettait de griller sur le champ.

Par ailleurs, il y a un condo entre la phase du châssis et la terre afin de ne pas faire sauter le disjoncteur. Si le condo grille, on peut s'électrocuter en touchant la terre (cad qu'on peut s'électrocuter en touchant la carcasse d'un oscillo qui teste les courants de la radio) !

Dans un deuxième temps, les axes pour régler le son (le potentiomètre) et la fréquence (arbre relié au condo variable) sont métalliques et....reliés au châssis !
Par chance, les boutons sont en bakélite donc théoriquement isolés, mais ils sont fixés à l'aide de vis métalliques !



On ne compte plus les personnes grillées rien qu'en réglant le son !
L'idéal est d'isoler cette partie en recouvrant la vis de cire ou de plastique fondu.

Enfin, pour des raisons pratiques et économiques, les transformateurs 220/110v n'étaient pas des transformateurs d'isolement comme la plupart de maintenant, mais des 'auto-transformateurs'.



La différence est conséquente : là où les deux circuits sont bien distincts (isolés galvaniquement car transfo d'isolement), il est très peu probable de s'électrocuter gravement en 110V.


Mais avec un autotransfo, le secondaire est également relié à la phase car il n'y a en fait qu'un seul bobinage d'où est prélevé le courant !



Les deux circuits ne sont plus isolés, et en cas de défaut ou de maladresse, l'utilisateur se prend bien un courant provenant du secteur (230V) sous un bon demi-ampère et se transforme en saucisse grillée.


Afin de connaitre le quotient d'un transfo, on peut dans presque (bobinage de mêmes caractéristiques) tous les cas utiliser un ohmmètre. Un ohm représente grosso modo la résistance électrique d'un fil de cuivre de 100 mètres de 1,5mm de section.

On voit que la résistance est proportionnelle à la longueur, donc on peut trouver un rapport d'un transfo.
Celui-ci a une résistance de 80 Ohms dans le 'primaire', et 45 Ohms dans le 'secondaire' on a donc bien un ratio proche de 1/2 et donc 220/120

Mais si on teste la résistance du transfo entre une borne du primaire et une borne du secondaire on trouve une résistance de 0Ohms d'un côté, et de 40Ohms pour les deux autres....d'où la non séparation des circuits et l'électrocution grave au bout...

Les tubes électroniques :

A la différence de l'électronique moderne (à partir du transistor), les tubes à vide (vacuum tube) ont une conception qui permet une compréhension presque intuitive.

Le fonctionnement des tubes est quasiment toujours le même, peut importe le modèle et l'année.

Un tube est comme son nom l'indique : un tube en verre vidé de son air fermé hermétiquement, à la manière d'une ampoule, et qui contient divers éléments :

Le premier, présent dans tous les tubes représente la base : la cathode.

Lorsque l'on porte à l'incandescence un fil électrique, il se met à émettre des électrons. Certains oxydes métalliques commencent à émettre ces électrons à des températures bien plus basses.

La cathode des lampes est communément chauffée par une résistance électrique, et pourrait tout aussi bien être chauffé par n'importe quel autre moyen (lampe à pétrole, chalumeau...), mais les constructeurs ont conservé la première option ( ).

La résistance est donc isolée et communique sa chaleur à travers une céramique à la cathode (cathode à chauffage indirect).

Maintenant, que vont bien pouvoir faire ces électrons ?
Si la technique s'arrête ici, la plupart sont stoppés par les molécules d'air environnantes.

C'est pourquoi on crée un vide poussé dans les tubes électroniques. Les électrons pourront se déplacer librement à travers le vide (sympa comme expression, non ?) et, à la manière des lampes à incandescence classiques, la durée de vie du filament sera notablement augmentée car il ne sera pas oxydé par l'air environnant.

Ce petit nuage d'électron est bien entendu chargé négativement (comme les électrons) et se trouve donc repoussé par la cathode.
C'est grosso modo le principe du tube cathodique des TV : une cathode chauffe et émet un nuage d'électrons, orienté de manière adéquate à l'aide de champs magnétiques intenses (les bobines) et se trouve projeté sur l'écran de TV, recouvert de luminophores (qui brillent lors d'une excitation par électron).

Si l'on place à proximité de cette électrode une plaque de métal (expérience de Fleming en 1904 après la découverte de l'effet Edison en 1883), et que l'on fixe son potentiel à un seuil à peine plus élevé (elle est chargée positivement par rapport à la cathode), le flux d'électrons émis par la cathode va être attiré par cette plaque : l'anode.
On aura donc un flux d'électrons entre deux éléments : c'est donc un courant électrique !


Le courant qui va de la cathode à l'anode (et après avoir traversé l'alim revient à la cathode) est appelé courant anodique, ou courant de plaque. Le courant électrique assure aussi le renouvellement des électrons, afin de ne pas détériorer la cathode.

Un phénomène intéressant apparaît : si l'on inverse la polarité de la cathode avec celle de l'anode (on retourne la pile), plus aucun courant ne traverse le tube puisque qu'aucun électron n'est émis par l'anode (non chauffée).
Notre élément filtre donc le courant selon le sens dans lequel il le parcourt : on est donc en présence d'une diode (deux électrodes).

Ce fut la première application des tubes : redresser un courant alternatif. Pendant la demi-période où l'anode est positive par rapport à la cathode, le courant passe, mais est bloqué pendant l'autre demi-période.

Afin de récupérer la seconde période, certains constructeurs ont utilisé un transformateur possédant deux bobinages secondaires, et dont chaque courant est redressé par une diode...qui par la suite ont été réunies au sein d'un seul tube : la valve-biplaque (à deux anodes).

En voici une des années 20 (on a fait mieux depuis... ) :



Si on alimente ce circuit redresseur (cas décrit plus haut), avec un courant continu, il n'y a pas de demi période, et le courant ne fait que traverser la lampe.

Une autre amélioration a été faite peu après la découverte de la diode : le chauffage direct. Au lieu d'avoir une résistance intermédiaire, le fil chauffant est directement utilisé en tant que cathode.

Ce n'est pas le cas de mon redresseur sur la radio en question : le tube UY41, qui est une diode simple à chauffage indirect.

Afin d'obtenir un courant continu, il convient de le filtrer à l'aide du gros condensateur couplé à la diode.

Si l'on regarde de plus près, c'est le même principe que le redressement après la détection par la diode à germanium de la radio à galène du post précédent.

Nous avons donc une diode, mais on peut aller plus loin.
Deux ans après l'invention de la diode, De Forest crée la Triode (trois électrodes).

Le principe est simple : on intercale entre la cathode et l'anode une grille métallique.

Lorsque l'on fait varier le potentiel de cette grille par rapport à la cathode, on fait varier sa capacité à repousser les électrons. En effet, plus elle est négative, plus elle repoussera vers la cathode le nuage d'électrons, et moins il en arriveront jusqu'à l'anode.

Donc en rendant de moins en moins négative la grille, on va voir apparaître un courant dont l'intensité va croitre.

Un phénomène important apparaît : si on fait varier faiblement le potentiel de la grille, le courant anodique va suivre des variations bien plus importantes : c'est l'amplification !
Avant la venue des semi-conducteurs, c'était l'une des seules manières d'amplifier un signal.

Chaque tube a une pente caractéristique, qui indique comment varie l'intensité du courant en fonction de la tension de la grille. Elle s'exprime le plus souvent en mA/V. Les tubes classiques ont une pente qui varie de 2 à 15mA/V.

Le coefficient d'amplification de la lampe se mesure avec le rapport de deux tensions.
Pour faire simple : pour augmenter le courant d'1mA, de combien faut-il augmenter la tension anodique ( par exemple 20V) / de combien faut-il augmenter la tension de la grille (par exemple 1V).
Notre lampe aura ici un coeff d'amplification de 20.

Pour les triodes, on dépasse rarement un coefficient de 100.

Après les triodes sont arrivées les tétrodes, pentodes, hexodes, heptodes.

Il faut savoir qu'il y a peu de mystères dans leur conception car elle repose toujours sur le principe de l'émission thermoïonique.
Donc dans la tétrode, c'est juste une autre grille qui a été ajoutée entre la grille de commande et l'anode permettant d'éviter certains parasites inhérents à la conception des tubes (et leur utilisation)

Maintenant que nous avons différentes lampes, nous pouvons bidouiller nos signaux radio !

Voici le schéma de mon poste (un schéma très courant et qui s'adapte à presque toutes les situations, et même aux postes d'avant guerre) :



Dans le cadre rouge, on repère tout de suite le circuit d'accord composé de CV1 et de l'antenne, décrit auparavant. CV1 est relié à CV2 par un axe (en fait c'est un unique composant).
Le signal ne va pas être démodulé tout de suite car il est très faible à la sortie du circuit d'accord. Il va d'abord être bidouillé à l'aide de la lampe UCH42, qui est une triode-hexode changeuse de fréquence.

Les circuits MF nous orientent tout de suite vers un fonctionnement en mode superhétérodyne.
Son principe est simple. Les amplificateurs ont un spectre de fréquences d'utilisation bien défini à leur conception.

Malheureusement, la gamme des fréquences radio est trop large pour chacun d'eux. C'est pourquoi certaines plages sont beaucoup moins bien amplifiées (dans les vieux modèles, on devait réaccorder les oscillateurs).

L'idée est donc que l'on ait un ampli Hautes fréquences (HF) réglé pour amplifier une seule fréquence (imaginons 150KHz). On a donc la meilleures amplification possible.

Afin d'amplifier tout signal détecté, on va donc changer sa fréquence en celle de l'ampli HF, avec une lampe changeuse de fréquence (cadre bleu).
Ainsi, la plage écoutée 950KHz sera transformée en 150KHz et attaquera directement l'étage d'un ampli HF.

Comment notre lampe "changeuse de fréquence opère" ?

C'est bien simple : si l'on croise deux signaux de fréquence différente, il apparaît un 'battement' de fréquence égal à leur différence. Tout ceci à cause du décalage entre leurs fréquences (Les deux signaux vont se superposer et, en fonction de la différence de phase entre eux, voir leurs amplitudes s'additionner ou se soustraire - comme en FM)

Si on y regarde de plus près, c'est exactement le principe du détecteur de métal : on a un oscillateur fixe, et un variable dont la self est une bobine qui balaye le sol.
Les deux oscillations (de haute fréquence ~300Khz) sont égales par défaut (réglées par le constructeur) et sont mélangées.
Comme elles ont la même fréquence, aucun son ne sort. Mais lorsqu'un bout de métal approche, la valeur de la self aérienne va être modifiée, ce qui va légèrement changer la fréquence de résonance du circuit variable. Une fois mélangées, il va en résulter une battement 'poc poc' de plus en plus rapide au fur et à mesure que la self s'approche du métal, pour finir par se transformer en un son aigu (les deux fréquence sont très décalées).

Donc notre lampe UCH42 est une changeuse de fréquence et, à l'aide d'un circuit oscillant secondaire (CV2), va transformer la fréquence choisie (CV1) en une fréquence fixe (de battement) qui va attaquer l'ampli UF41 (carré vert) via la liaison par transformateur MF1 (les bobinages sont identiques, c'est en fait pour transformer une variation d'intensité en variation de tension).

Pour le fonctionnement de la lampe, rien de bien sorcier : chaque oscillateur est relié à une grille. Donc chacun influe sur le courant qui transite dans la lampe. Le battement résultant n'est autre que celui du nuage d'électrons.

Dans la pratique, l'oscillateur CV2 est relié au premier et lui soustrait à chaque fois la fréquence correspondante (grâce à un décalage de leur capacité) et l'adéquation est ajustée par le fabricant (via quelques selfs d'accord et de condos ajustables en bas du schéma) afin que la fréquence de sortie à amplifier ait toujours la même fréquence.

Afin d'éviter les couplages parasites entre les deux signaux envoyés à la lampe, on a adjoint une grille-écran.

Après ceci, on couple la sortie à une transformateur  l'amplificatrice UF41 se charge du signal.

Une fois ce signal amplifié, on le couple enfin à une diode détectrice UBC41 (carré violet) via un transformateur MF2.

Contrairement à ce qu'on pourrait le croire, c'est ici qu'influe le potentiomètre pour régler le son, via son action sur le potentiel de la grille.

N'oublions pas au passage le condensateur réservoir (carré vert) à la sortie de la diode, qui permet de lisser la courbe obtenue en un son audible.

Il est placé ici parce qu'en sortie de l'anode, il y a deux composants : une résistance (résistance de fuite), qui filtre la composante continue, et un condensateur, qui filtre les hautes fréquences, afin d'éviter de parasiter les grilles avec ces signaux indésirables à la sortie.

En jouant sur la valeur du condo de cette lampe, on peut filtrer uniquement les hautes fréquences, et ne conserver que les basses, qui sont bloquées ici et orientées vers la dernière lampe via un condensateur de liaison.

Cette lampe UL41 (carré orange), une penthode amplificatrice de puissance va délivrer le signal BF amplifié au haut-parleur.

Allons bon, rien de bien compliqué dans toute cette affaire :
Les lampes fonctionnent toutes sur le même principe : cathode-grilles-anode,
on peut réaliser des liaisons entre les tubes avec différentes impédances : condensateurs, transfo etc...

Mais bien entendu, on manipule pas ici du 1,5V , mais bien du 110V, donc attention aux doigts.


Pour revenir à mon poste, il convient de tester les lampes (leur filament en particulier). Par chance, elles sont toutes bonnes !
Il faut absolument tester les condos. Avec le temps, le diélectrique sèche et la plupart sont inopérants.
La cas classique est qu'un courant de fuite traverse le condo (ceux en papier surtout). Sous 110V, on arrive vite à quelques watts, une petite fumée et un boom qui peut détruire toutes les lampes et la carcasse (bel exemple répertorié ici ).

Les lampes au démontage :


dans la pratique, on reconnaît tout de suite :
L'antenne self en ferrite sur le dessus, les tubes (avec leur poussière ...), le condensateur variable, séparé en deux parties CV1 et CV2, et les blindages des différentes self.

Pour nettoyer les tubes, rien de bien compliqué, la poussière est souvent collée par la chaleur, mais part avec un peu d'eau (attention toutefois aux références, qui sont peintes sur les tubes !) :


Petite astuce qui peut servir dans d'autres domaines :
Une fois que le constructeur a trouvé les bonnes valeurs des composants ajustables à tâton, il convient qu'ils ne bougent plus, même avec les vibrations et chocs. C'est pourquoi ils avaient l'habitude d'appliquer une goutte de verni dessus.
C'est le cas ici des self d'ajustage qui sont prises dans le verni rouge.


Cela s'applique aussi à toutes sortes de pièces mécaniques petites : vis de lunettes, etc...

Petite photo pour montrer que les circuits d'antan étaient peut être un peu plus compliqués à réparer que maintenant :




Au final, la panne n'était pas du tout difficile à repérer. C'est ce condo qui a fondu il y a plusieurs dizaines d'années, qui n'est rien d'autre que le condo de filtrage de la lampe limitrophe....pas étonnant qu'il ne marchait plus puiqu'aucun signal n'était filtré.


Et aucun son ne pouvait être émis....

Maintenant, d'autres composants sont en train d'être remplacé au vu de leur vétusté, et le poste semble promis à redémarrer.... d'ici le prochain post !

La technologie des lampes n'est pas encore morte; elle est même vitale dans le domaine de l'amplification des très hautes puissances, et LLBSV risque d'être une technologie redécouverte.

Pour bien plus de détails (que j'ai omis par ne pas être trop rasoir), je vous recommande toujours l'excellent "La radio mais c'est très simple" d'Aisberg version 1965 :


Qui est à la fois divertissant, instructif tout en évitant les notions barbares des mathématiques complexes pour expliquer simplement un phénomène....

Bonnes lectures et bons bidouillages à tous

Ca y est je l'ai reçu il y une semaine environ ce livre, dégoté sur ébay pour 9 euro !. pas encore eu le temps de le lire, mais cela ne saurai tarder.

N'hésitez pas on le trouve facilement aussi sur priceminister.

supercureuil a écrit:Ca y est je l'ai reçu il y une semaine environ ce livre, dégoté sur ébay pour 9 euro !. pas encore eu le temps de le lire, mais cela ne saurai tarder.

N'hésitez pas on le trouve facilement aussi sur priceminister.

Oui, le prix rebute assez souvnet car il est coté sur le marché des collectionneurs. Pourtant, je le croise souvent chez les bouquinistes et dans les foires aux livres pour une poignée d'euros comme Supercureuil !
Au vu de la quantité d'infos et des explications fournies, si vous êtes débutant dans la matière (radio, tubes, etc...), c'est un très bon investissement !

Ps : l'auteur a également pondu toute une collection de "C'est très simple" : transistor, tv, etc...

Pour le lien que tu proposes vigo, je m'en souviens ! (ouah, ça remonte en souvenirs !). L'émetteur FM en question était proposé dans le mag "électronique pratique" où le circuit imprimé était également offert. La porté était de 100M environ et la qualité était celle d'une station radio.

Je viens de retrouver l'article consultable dans les archives du site du magasine ! Au vu des composants, c'est quasiment le même montage.

La puissance est relativement faible, mais suffisante pour relier plusieurs étages d'une maison depuis la cave, et au moins deux cent mètres en terrain dégagé.
Il a l'avantage de comporter qu'une dizaine de composants, sans utiliser de diodes varicap (une plaie à trouver dans la récup) et dont les transistors sont interchangeables avec des modèles plus que courants.

Sa consommation est d'environ 20mA sous 9V et 35mA sous 12V.

MICRO EMETTEUR F.M.
Le schéma de principe du micro émetteur F.M. est d'une simplicité déconcertante puisqu'il n'est constitué que de deux étages. Pourtant son fonctionnement ne pose aucun problème, les résultats obtenus étant d'une qualité étonnante. Les sons sont captés par un micro à électret. Celui-ci est alimenté à l'aide d'une cellule de filtrage RC constituée des résistances R1, R2 et du condensateur C2. Les signaux sont transmis au transistor amplificateur T1 via le condensateur C5 destiné à bloquer la composante continue.



Une fois amplifiés, ils sont prélevés sur le collecteur de T1 à l'aide d'une capacité (C4) afin d'attaquer la base du transistor T2 qui constitue l'émetteur proprement dit. C'est un transistor monté en oscillateur dont la fréquence de fonctionnement est fixée par le réseau LC placé dans son circuit de collecteur. Le condensateur C9 de 10pF entretient les oscillations du circuit. Les signaux B.F. injectés dans la base du transistor modifient faiblement la fréquence d'oscillation, ce qui produit une modulation de la fréquence d'émission. Les signaux H.F. peuvent être prélevés directement sur le collecteur du transistor à l'aide d'un condensateur (C8) de très faible valeur et être ensuite dirigés vers l'antenne émettrice. Le réglage du condensateur ajustable C7 permet de caler la fréquence d'émission sur la bande F.M. de radiodiffusion.

Tracé du circuit imprimé (à l'échelle pour la self gravée; au pire on peut en fabriquer une avec la formule de résonance) :




Implantation des composants :




Réalisation pratique

La réalisation pratique du micro émetteur a été réduite à sa plus simple expression. En effet, la self L1 a été réalisée en piste de cuivre sur le circuit imprimé. Il suffira de mettre en place l'unique strap afin de la relier au condensateur ajustable. Il faudra débuter le câblage par la mise en place de ce strap et de toutes les résistances. On soudera ensuite les condensateurs et les transistors. L'un d'entre eux, T2, pourra être choisi parmi divers modèles. On prendra de préférence le BF199. Mais nous étant aperçus que son approvisionnement pouvait poser des problèmes, nous avons procédé à des essais avec d'autres modèles.

Ainsi, le 2N2222 fonctionne très bien, de même que les BC547 et BC550. Seulement, les brochages étant différents, il a été prévu sur la platine un trou supplémentaire qui permettra d'orienter convenablement le transistor choisi.

Réglages et essais
On réglera le récepteur F.M. sur le bas de la bande, aux alentours de 89MHz. L'émetteur étant alimenté par une pile de 9V, on manœuvrera le condensateur ajustable de manière à recevoir l'émission sur le récepteur. Pour cela, on utilisera un tournevis en plastique. Attention, car le réglage est très pointu. Une fois la réception obtenue, on pourra peaufiner ce réglage à l'aide du récepteur. Il se peut que durant les premières minutes d'émission, la fréquence dérive. C'est normal, la fréquence de l'émetteur n'étant pas stabilisée par un quartz. Lorsque nous avons procédé à des essais, sans antenne sur l'émetteur, nous avons obtenu une portée de plus de dix mètres à travers les murs d'une pièce, avec une alimentation par pile passablement déchargée. Le moindre bruit est audible tant la sensibilité du microphone est élevée. Il convient d'ailleurs de ne pas placer celui-ci trop près de la source sonore car il y aurait alors un risque de saturation. Le montage achevé, il pourra être placé dans un petit boîtier prévu pour contenir une pile de 9V. Il sera nécessaire de prévoir un interrupteur de mise en ou hors tension. Un trou devra être pratiqué pour le passage du microphone.

Nomenclature du micro émetteur F.M.

     Résistances
   * R1: 4,7 kΩ (jaune, violet, rouge)
   * R2, R4: 47 kΩ (jaune, violet, orange)
   * R3: 2,2 MΩ (rouge, rouge, vert)
   * R5: 1 kΩ (marron, noir, rouge)
   * R6, R7: 10 kΩ (marron, noir, orange)
   * R8: 100Ω (marron, noir, marron)

     Condensateurs
   * C1: 10 µF/16V
   * C2: 47 µF/16V
   * C3: 1 nF
   * C4, C5: 100 nF
   * C6, C10: 330 pF
   * C7: condensateur ajustable 3/30 pF
   * C8: 1,5 pF

     Semi-conducteurs
   * T1: BC548 ou  BC 547C
   * T2: BF199 ou  2N2222

     Divers
   * 1 microphone à électret 2 fils
   * 1 connecteur pour pile 9V
   * 1 interrupteur unipolaire
   * 1 boîtier plastique

Je crois qu'on peut pas plus simple...
Bon bidouillages à tous !  

Ps : Je le rappelle de nouveau, l'émission radiophonique est soumise à une législation très stricte à respecter (et dépend de la puissance émise en fonction de la plage d'émission); renseignez-vous sur la réglementation qui varie fortement d'un pays à l'autre; je ne suis pas responsable des bidouilles que vous ferez. Merci !

effectivement les petit "micro espion sont simple a faire, c'était l'un des projet que j ai réaliser en classe de troisiem (ya longtemps ) je pense que c'est un bon début ne serai ce que pour s'initier a l'électronique.

Oui, on peut bidouiller ça uniquement avec de la récup et des dominos ! En plus, ça apprend comme tu dis les fondamentaux des circuits LC et les transistors montés en oscillateurs.

Suite à quelques questions, je précise que ce montage peut très bien s'accommoder de tensions inférieures à 9V!
Il a relativement bien fonctionné sur une simple pile bouton 1,5V, et sur 4,5V...jusqu'à 12V !

Da a écrit:Attention aux plateaux de disque durs. J'en utilise un comme miroir de signalisation dans mon bob, mais en jouant aux élastiques avec des collègues (ben oui, on reste de grands enfants), le deuxième, qui me servait de cible, à exploser en tombant à terre... Donc c'est cassant et apriori dangereux (morceaux pointus).

Effectivement, les disques sont très réfléchissants, mais semblent composé d'un genre de verre qui casse sur un choc dur.

Sinon, suite à de nombreux MP quant à la radio construite dans The Colony, je vais détailler un tout petit peu mon post de la page 4 sur la radio à galène :



Dans l'épisode, on voit la personne fabriquer une radio 'primitive'. Mais on n'y voit pas grand chose. Comme elle fonctionne sans piles l'antenne, composée d'un fil de plusieurs mètres (10m fonctionnent très bien), assure l'intégrité de l'apport de l'énergie.

Le circuit oscillant est assuré par une inductance et le condensateur variable. L'antenne y apporte les ondes radio via un couplage sur le schéma, mais il est à la rigueur possible de la relier directement en parallèle au circuit oscillant (comme dans l'épisode), avec une prise de terre.

La personne a construit une inductance de toute pièces. Comme à priori elle n'a pas de barre de ferrite comme ici, qui amplifie la valeur du bobinage :


Elle est obligée d'en construire une avec un gros diamètre de bobine (5-10 cm), et ne nombreuses spires (dans la série, c'est la grosse bobine rouge).

La différence majeure entre le circuit que j'ai décrit et celui construit dans la série est la manière de faire varier la fréquence du circuit oscillant.
Habituellement, on utilise un condensateur variable, comme celui-ci :


Du papier d'alu, un film plastique et du carton. On fait varier la
surface des plaques qui se font face, et donc la capacité du
condensateur.

Mais si on est très limité avec les moyens du bord, on peut choisir de faire varier directement l'inductance. On garde donc un condensateur fixe (deux feuilles de métal qui se font face).

C'est ce que l'on voit sur la vidéo : la personne a réalisé une dizaine de prises intermédiaires sur la bobines. En reliant un fil dessus, c'est comme si on modifiait directement le nombre de spires, et donc la valeur de l'inductance.

En version améliorée, on a un sélecteur qui fait contact sur la bobine dont le fil a été légèrement émaillé pour faire une jonction avec de dernier, sans pour autant court-circuiter chaque spire.

Cette version est bien meilleure, et pas vraiment plus compliquée à fabriquer, puisque dans l'épisode, la personne doit passer à côté de nombreuses stations radio au vu du faible nombre de jonctions qu'elle a construit.


Le composant le plus difficile à trouver une fois perdu dans la nature  étant la diode à galène (quoique dans la série ils trouvent bien des alternateurs sur des carcasses de voiture...pourquoi pas un autoradio ?!), on peut en réaliser s'il fait défaut une diode de fortune (wikipedia) :

Détecteur à rouille

En appuyant légèrement une mine de crayon sur une tache de rouille (oxyde), on crée un détecteur.

Détecteur en lame de rasoir

Un récepteur à cristal se servant comme détecteur électrique: une tige d'électrode de carbone de pile saline touche légèrement une lame de rasoir.

Des récepteurs employant cette technique ont été construits pendant la Seconde Guerre mondiale, également connus avec le nom: "foxhole radio". Du nom de la station de radiodiffusion de l'armée américaine, donc des récepteurs à lame de rasoir ont été conçu pour l'écoute de cette station NVIS.

J'ai déjà tenté avec une simple diode 1N4048 (celle que l'on trouve partout), cela fonctionne aussi, mais le signal est vraiment très faible.

Voilà, je pense avoir compilé toutes mes réponses; n'hésitez pas si vous avez d'autres questions !  

tarsonis a écrit:J'ai déjà tenté avec une simple diode 1N4048 (celle que l'on trouve partout), cela fonctionne aussi, mais le signal est vraiment très faible.

Bonsoir Tarsonis,

La diode 1N4048 est une diode au silicium, de type jonction PN (ou NP, suivant le sens où on la regarde), et elle n'est pas la plus appropriée pour la détection, dans un récepteur de radio, mais elle est plutôt faite pour servir de redresseur dans des alimentations, par exemple, comme tu le sais sûrement.

Je te suggère d'utiliser plutôt une diode à pointe, au germanium, qui devrait te donner de bien meilleurs résultats, car elle est optimisée pour la détection des signaux faibles.

Pour tous :

On la reconnait au fait que l'on voit, à travers l'enveloppe de verre de cette minuscule diode, une pointe métallique qui appuie sur un substrat en germanium (dopé N), ce qui constitue la version moderne du détecteur à galène...

Pour la tester, n'utiliser qu'un contrôleur à très faible courant, sous peine de la griller (elle ne peut gérer que des intensités très faibles).

Quelques références classiques : OA91 et OA95, mais il y en a d'autres...

Pour en savoir plus, chercher sur le Net : diode pointe germanium...

Salut.

Salut !

Zapata a écrit:
La diode 1N4048 est une diode au silicium, de type jonction PN (ou NP, suivant le sens où on la regarde), et elle n'est pas la plus appropriée pour la détection, dans un récepteur de radio, mais elle est plutôt faite pour servir de redresseur dans des alimentations, par exemple, comme tu le sais sûrement.

Je te suggère d'utiliser plutôt une diode à pointe, au germanium, qui devrait te donner de bien meilleurs résultats, car elle est optimisée pour la détection des signaux faibles.

Bien entendu, je précisais l'utilisation de la diode 4048 en cas extrême où l'on a rien d'autre sous la main. Une meilleure solution est comme tu le cites la diode au germanium, qui est citée dans mon post page 5 :

...Mais les
courants étant ici très faibles, une simple diode a une tension seuil
trop élevée (1V) pour filtrer la zone qui nous intéresse. Il faut donc
une diode dont la tension seuil est bien plus basse. Une diode Schottky
(anciennement, c'était la galène qui était utilisée, et elle a donné
son nom au fameux poste 'à galène')., ou au Germanium (0.3V) sont tout
à fait appropriées. Dans le pire des cas, wiki donne quelques techniques de fabrication de diodes à partir de rien.

Diode au germanium:

Leurs
propriétés font qu'elles sont encore assez présentes dans
l'électronique, et il n'est pas rare d'en dégotter dans des
magnétoscopes/radios/hifi/TV/ordi...

Bonjour Tarsonis,

Désolé, mais il y a déjà tellemenyt d'informations accumulées sur toutes les pages de ce thème, que ce passage m'a échappé...

J'espère ne pas commettre un autre doublon en soulignant l'intérêt de la diode thermoïonique (tube électronique), comme détecteur, car elle n'a aucun seuil de tension (contrairement aux diodes à semi-conducteurs), et elle est donc plus sensible au signaux faibles.

En contrepartie, il lui faut une basse tension pour alimenter son filament et une haute tension pour alimenter sa plaque. Toutefois, il existe des tubes miniatures qui se contentent d'environ 2 volt et quelques dizaines de milliampères pour le filament, et de quelques dizaines de volts sous quelques milliampères pour la plaque.

Sûrement pas la solution la plus simple, dans la logique de la réalisation avec les moyens du bord et sans source électrique, mais un montage éventuellement amusant à tester, pourquoi pas avec des petits panneaux solaires pour chaque alimentation (filament et plaque).

Une dernière remarque, en espérant ne pas être en retard, cette fois encore, après avoir uniquement été utilisé en réception de l'AM, des bricoleur ont conçu des récepteur sans alimentation et à simple détection capables de capter la FM, si j'en juge par ce que l'on trouve dans certains ouvrages ou textes vus sur le Net.

Salut.

Zapata a écrit:Bonjour Tarsonis,

Désolé, mais il y a déjà tellemenyt d'informations accumulées sur toutes les pages de ce thème, que ce passage m'a échappé...

Pas de soucis, je m'y perds aussi

J'espère ne pas commettre un autre doublon en soulignant l'intérêt de la diode thermoïonique (tube électronique), comme détecteur, car elle n'a aucun seuil de tension (contrairement aux diodes à semi-conducteurs), et elle est donc plus sensible au signaux faibles.

En contrepartie, il lui faut une basse tension pour alimenter son filament et une haute tension pour alimenter sa plaque. Toutefois, il existe des tubes miniatures qui se contentent d'environ 2 volt et quelques dizaines de milliampères pour le filament, et de quelques dizaines de volts sous quelques milliampères pour la plaque.

Sûrement pas la solution la plus simple, dans la logique de la réalisation avec les moyens du bord et sans source électrique, mais un montage éventuellement amusant à tester, pourquoi pas avec des petits panneaux solaires pour chaque alimentation (filament et plaque).

C'est une excellente idée ! Les diodes thermoïoniques sont encore monnaie courante dans les brocantes. Si on est limité, on peut même utiliser un autre type de tube; j'ai testé avec succès une pentode à la place (le culot ne s'adaptait pas) en attendant de dénicher une diode pour l'une de mes vieilles radios. Le signal était un peu tordu, mais relativement bon tout de même.

des bricoleur ont conçu des récepteur sans alimentation et à simple détection capables de capter la FM, si j'en juge par ce que l'on trouve dans certains ouvrages ou textes vus sur le Net.

Ce serait intéressant d'en faire un petit topo ici ! Si tu en as l'envie, je suis tout ouïe !