COURS NIVEAU 3 - emupedia.net · ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique - T34...

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    llectroniqueen partant de zro

    Niveau 3

  • Ce pictogramme mrite une explica-tion. Son objet est dalerter le lec-teur sur la menace que reprsente pour lavenir de lcrit, particulire-ment dans le domaine de ldition technique et universitaire, le dvelop-pement massif du photocopillage.Le Code de la proprit intellec-tuelle du 1er juillet 1992 interdit en effet expressment la photocopie usage collectif sans autorisation des ayants droit. Or, cette pratique sest gnralise dans les ta-blissements denseignement sup-rieur, provoquant une baisse brutale

    des achats de livres et de revues, au point que la possibilit mme, pour les auteurs, de crer des uvres nouvelles et de les faire diter correctement est aujourdhui menace.Nous rappelons donc que toute reproduction, partielle ou totale, de la prsente publication est interdite sans autorisation crite de lauteur ou de ses ayants droit ou ayants cause. Droger cette autorisation constituerait donc une contrefaon sanctionne par les articles425 et suivants du Code pnal.

    La loi du 11 mars 1957 nautorisant, aux termes des alinas 2 et 3 de larticle 41, dune part, que les copies ou reproductions strictement rserves lusage priv du copiste et non destines une utilisation collective, et, dautre part, que les analyses et les courtes citations dans un but dexemple et dillustration, toute reproduction intgrale ou partielle, faite sans le consentement de lauteur ou de ses ayants droit ou ayants cause, est illicite (alina 1er de larticle 40).Cette reprsentation ou reproduction, par quelque procd que ce soit, constituerait donc une contrefaon sanctionne par les articles 425 et suivants du Code pnal.

  • Cet ouvrage est une compilationdu Cours dlectronique en Partant de Zroparus dans les numros 55 79 de la revue

    ELECTRONIQUE et Loisirs magazine.

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    llectroniqueen partant de zro

    Niveau 3

  • SOMMAIRE COURS NIVEAU 3

    LEON N 38-1Le principe de fonctionnement desrcepteurs superhtrodynespremire partie: la thorieEndodyne - Ultradyne - Tropodyne - Htrodyne.Comment fonctionne un superhtrodyneLoscillateur dun superhtrodyne

    LEON N 38-2deuxime partie : mise en applicationConstruction dun rcepteur Ondes MoyennesLa ralisation pratiqueLe rglageLa rception des OM

    LEON N 39-1Comment concevoir un metteurpremire partie : la thorieQue signifie adapter une impdance?Relier un collecteur la base dun transistor amplificateur.Adapter un transistor final une impdance normalisede 50 ou 75 ohms.Le transistor amplificateur de puissanceLa frquence de travailLa puissance de sortieLa tension de travailLe gain en dBLes ultimes conseils

    LEON N 39-2-1Comment concevoir un metteurdeuxime partie : mise en pratiqueLe schma lectriqueLe calcul du filtre passe-basLtage de modulationLa ralisation pratique de lmetteurLa ralisation pratique du modulateurLe rglage de lmetteur

    LEON N 39-2-2Comment concevoir un metteurdeuxime partie : mise en pratiqueLa sonde de charge de 50 ou 75 ohmsComment relier le modulateurLe diple metteurLe montage dans le botier

    LEON N 40-1Les oscillateurs numriquespremire partie : la thorieLes oscillateurs numriques avec des circuits intgrs TTL et C/MOS.

    Loscillateur avec un inverseur TTL de type dclench ou triggered inverter.Loscillateur avec trois inverseurs TTL de type non dclench.Loscillateur avec deux inverseurs TTL de type non dclench.

    LEON N 40-1-2Les oscillateurs avec un inverseur C/MOS de type dclench.Loscillateur trois inverseurs C/MOS non dclenchs.Loscillateur deux inverseurs C/MOS non dclenchs.Loscillateur NE555Les oscillateurs quartz avec des circuits intgrs TTL-HC/MOS-C/MOS.Les circuits intgrs TTL, HC/MOS et C/MOSLoscillateur un inverseur HC/MOSLoscillateur NAND type HC/MOSLoscillateur trois inverseurs TTLLoscillateur inverseur C/MOSLoscillateur NAND type C/MOSLes derniers conseilsLa tolrance des quartzConclusion

    LEON N 40-2Comment convertir la gamme des 27 MHz sur les ondes moyennes?.

    Les oscillateurs numriques deuxime partie : mise en pratiqueConvertir le 27 MHz sur les ondes moyennesLe schma lectriqueLa ralisation pratiqueLa liaison au rcepteur

    LEON N 40-3Construction de deux temporisateurs NE555Les oscillateurs numriques troisime partie : mise en pratiqueLe premier temporisateurLe calcul de la dure en secondesLe calcul de la frquenceLinverseur S1 vers C1-C2Linverseur S1 vers C3-C4Le circuit intgr diviseur 4020Les dures thoriques et les dures rellesLe deuxime temporisateurComment contrler les dures maximalesLa ralisation pratique du premier temporisateurLa ralisation pratique du deuxime temporisateurLes rglagesConclusionLes contacts de sortie du relais

  • SOMMAIRE COURS NIVEAU 3

    LEON N 41-1Les amplificateurs en classe A, B ou Cpremire partieLes amplificateurs en classes A, B, AB et CPolarisation de la BaseLe courant de CollecteurGraphe dun transistorUn transistor en classe A

    LEON N 41-2Les amplificateurs en classe A, B ou Cdeuxime partie et finUn transistor en classe BUn transistor en classe ABUn transistor en classe C

    LEON N 42Les FLIP-FLOPComment fonctionne un circuit FLIP-FLOPLe FLIP-FLOP de type SET-RESET avec NANDLe FLIP-FLOP de type SET-RESET avec NORUne impulsion peut remplacer le poussoirUn relais de type ON/OFFUn commutateur lectroniqueLe FLIP-FLOP de type DLe FLIP-FLOP D comme diviseur de frquenceUn montage exprimental pour FLIP-FLOP Set-ResetLe schma lectrique et la ralisation pratique

    LEON N 43-1Un frquencemtre analogique pour multimtre aiguille ou numriqueSchma lectriqueRalisation pratiqueMontage dans le botierQuel testeur (multimtre) utiliser?RglagesSensibilit dentre

    LEON N 43-2-1Mise en pratiqueUn frquencemtre numrique 5 chiffres 10 MHzMise en pratiqueTension alternative et frquenceLtage base de tempsLtage dentretage compteur-dcodeur de LCD

    LEON N 43-2-2Les signaux de Latch et de Resettage dalimentation

    Ralisation pratiqueMontage dans le botierRglage du condensateur ajustable C16Comment construire ce montage ?

    LEON N 44CD40103Le compteur CD40103 8 bitsLa signification des indications sur les brochesUn test de comprhensionConclusionConstruire ce montage

    LEON N 45Les nombres binaires et hexadcimauxLa numration dcimaleLa numration binaire La numration hexadcimale La conversion de dcimal en hexadcimal La conversion dhexadcimal en dcimalLa conversion de dcimal en binaire La conversion de binaire en dcimal Une autre mthodepour convertir les binairesen hexadcimaux et vice versa Si vous voulez utiliser lordinateur Conclusion

    LEON N 46Le PUT ou transistor inijonction programmable Les PUT, thyristor, UJT et autre triac Le PUT, P comme programmableFacteur Z versus valeurs de R1-R2Exemples de calculs de la frquenceLa diminution de la valeur de la frquence Laugmentation de la valeur de la frquence La valeur des deux rsistances R1-R2 Le signal en dents de scie parfaitement linaire

    Premier montage dapplication : un variateur de lumire pour ampoule secteur 230 VLe schma lectriqueLa ralisation pratiqueComment construire ce montage?

    Deuxime montage dapplication : un variateur de lumire onde entireLe schma lectriqueLa ralisation pratiqueComment construire ce montage?

    Troisime montage dapplication: Un clignotant secteur 230 V Le schma lectriqueLa ralisation pratique

  • SOMMAIRE COURS NIVEAU 3

    Comment construire ce montage?

    LEON N 47-1Premire partie : Comment utiliser loscillloscopeNotre initiative La face avant Les commandes de loscilloscope Les commandes VERTICAL MODEExemples de calculLe trigger (dclencheur) dans loscilloscope

    LEON N 47-2Deuxime partie : Comment mesurer des ten-sions continues avec loscilloscopeLa sondeLe calibrage de la sondeSi vous ne voyez aucune onde carre Une sonde conomique Mesure des tensions continues Un exemple de mesure ccPour trouver les dcimalesSi on ne dispose pas du Tableau 1La mesure des tensions inconnues

    LEON N 47- 3Troisime partie : Comment mesurer des ten-sions alternatives de 50 Hz avec loscilloscopeLa mesure des tensions alternatives 50 Hz Un exemple de mesure ACTension efficace Veff et tension crte-crte VppVpp signal sinusodalVpp signal triangulaireVpp signal carr

    LEON N 47- 4quatrime partie : Comment utiliser loscillos-cope pour mesurer des tensions alternatives de 50 Hz avec loscilloscope Ltage redresseur une seule diode Ltage redresseur deux diodes Ltage redresseur quatre diodes Comment paramtrer loscilloscope La mesure de la tension redresse sur le schma lectrique de la figure 1La mesure de la tension redresse sur le schma lectrique de la figure 2La mesure de la tension redresse sur le schma lectrique de la figure 3La mesure de la tension redresse sur le schma lectrique de la figure 4La mesure de la tension redresse par pont de diodes sur le schma lectrique de la figure 6La mesure de la tension redressepar pont de diodes sur le schma lectrique de la figure 7La mesure de la tension lentre dun redresseurtage redresseur une diode (figures 1 et 2)

    tage redresseur deux diodes (figures 3 et 4)tage redresseur quatre diodes (figures 6 et 7)Le passage de la tension impulsionnelle la tension continueLe redresseur une demi onde Le redresseur double demi onde Le rsidu de tension alternative Comment liminer londulation rsiduelle

    LEON N 47- 5Cinquime partie : Le signal carr et son rapport cyclique visualiss loscilloscope Le calcul du rapport cyclique en pourcentLe calcul de la dure et de la frquence Lamplitude dun signal carr Lutilisation du rapport cyclique pour faire varier une tension

    LEON N 47- 6sixime partie : Utiliser loscilloscope comme un inductancemtre (ou selfmtre)Les premires oprations effectuerPoursuite des oprationsMesurer linductance des selfs La frquence daccord descend jusquaux khzLa bande du signal est troite La self bobine sur noyau toriqueLa capacit daccord La frquence daccord dune MFLa frquence des filtres cramiques Conclusion

    LEON N 47- 7Septime partie : Loscilloscope et les figures de Lissajous Le schma lectrique La ralisation pratique Comment rgler les commandes de loscilloscopeComment obtenir ellipses et cerclesSi vous disposez dun GNRATEUR BFInversons les entres X-YSignaux sinusodaux et signaux carrsConclusionComment construire ce montage?

  • LE COURS

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    Dans les annes trente, quand apparaissent les premiers rcepteurs s u p e r h t r o d y n e s , convertissant les signaux reus en une frquence fixe, tout le monde com-prend que le succs de ce circuit rvolutionnaire est d sa grande sensibilit et son excellente slec-tivit par rapport aux rcepteurs simples am-plification directe. Mme aprs quelque 70 ans, ce circuit conversion de frquence est toujours utilis pour raliser les rcepteurs AM - FM, les tlphones portables et les tlviseurs.

    Ce qui a chang avec les superhtrodynes moder-nes, par rapport ceux des annes trente, cest seulement les composants actifs : en effet, les tubes thermooniques, ces mastodontes, si gourmands en nergie et en tension, ont t remplacs par les minuscules transistors, FET ou MOSFET, mais le principe de fonctionnement est rest inchang.

    Cette Leon, en deux parties, vous explique justement le principe de fonctionnement dun rcepteur superhtrodyne dune manire simple et nous sommes certains quainsi vous le comprendrez tous. Dans cette premire partie nous allons tudier la thorie. Dans la seconde, nous passerons la pratique avec la ralisation dun rcepteur superhtro-dyne simple pour ondes moyennes (OM ou PO ou MW*).

    Comme nous venons de le dire dans notre introduction : place, dabord, la thorie en tudiant tout de suite le fonctionnement dun rcepteur supe-rhtrodyne.

    Le principe de fonctionnement des rcepteurs superhtrodynes

    Au dbut de ce Cours, nous vous avons dj propos de construire un rcep-teur pour Ondes Moyennes simple uti-lisant deux FET et un circuit intgr comme tage final. Dans les annes trente, pour acqurir un rcepteur radio aussi simple, mais utilisant des tubes lectroniques ou lampes (puisquil nexistait aucun transistor ou FET ni encore moins des circuits intgrs), il fallait dbourser six fois le salaire men-suel dun employ et douze fois celui dun ouvrier ! Ces postes taient donc des objets de luxe que bien peu de gens pouvaient se payer.

    Figure 361 : Une des toutes premires publicits, datant des annes vingt, in-citant acheter un poste de radio. Le texte en allemand dit : Quel poste de radio choisir ?.

    *Plusieurs appelations peuvent tre donnes cette bande de frquences :OM = Ondes Moyennes ( ne pas confondre avec lexpression radioamateur OM qui signifie Old Man). PO = Petites Ondes et MW = Middle Wave en anglais ou Mittelwelle en allemand.

    LEO

    N N38

    -1

    NIVE

    AU 3

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    llectroniqueen partant de zro

    Le principe de fonctionnementdes rcepteurs superhtrodynes

    premire partie : la thorie

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    Tant que les stations mettrices se comptaient sur les doigts dune main, de tels rcepteurs permettaient une bonne rception, mais petit petit les metteurs se multiplirent et augmen-trent leur puissance sans limite : en effet, cause de leur faible slectivit, ces rcepteurs captaient, en plus de la station sur laquelle ils taient accords, la musique ou la parole des metteurs voisins en frquence, le tout accompa-

    gn de sifflements fastidieux. Ces siffle-ments se produisaient quand deux fr-quences adjacentes, en se mlangeant, produisaient une troisime frquence comprise de la bande audio.

    En fait si le rcepteur tait accord sur une station mettant sur 1 200 kHz et sil existait une station voisine en frquence sur 1 210 kHz, ces deux frquences entrant en mme temps

    dans le rcepteur produisaient deux frquences supplmentaires. Lune gale la somme des deux frquen-ces :

    1 200 + 1 210 = 2 410 kHz

    et lautre gale la diffrence entre la frquence suprieure et la frquence infrieure :

    1 210 1 200 = 10 kHz

    La frquence de 10 kHz entrant dans la gamme audio, on lentendait dans le poste comme un sifflement aigu.

    Si le rcepteur tait accord sur une station mettant sur 750 kHz et sil existait une station voisine en fr-quence sur 763 kHz, ces deux frquen-ces entrant en mme temps dans le rcepteur produisaient deux frquen-ces supplmentaires. Lune gale la somme des deux frquences :

    750 + 763= 1 518 kHz

    et lautre gale la diffrence entre la frquence suprieure et la fr-quence infrieure :

    763 755 = 8 kHz

    Figure 362 : Dans les tout premiers postes de radio, qui ntaient pas encore des superhtrodynes, on avait besoin de beaucoup de boutons pour accorder tous les tages amplificateurs HF. Comme les transistors nexistaient pas encore, on utilisait deux grosses piles, lune de 6 V pour chauffer les filaments et lautre de 90 V pour fournir la tension anodique des lampes ou tubes lectroniques, encore appels thermooniques.

    Figure 363 : En 1924, on pense embellir les postes de radio en les insrant dans un coffret en bois, lb-nisterie. Le haut-parleur nest encore quun cornet et la fidlit du son laisse beaucoup dsirer.

    Figure 364 : Dans les annes 1928-1930 apparaissent les premiers rcepteurs superhtrodynes. Le coffret, toujours en bois, est rendu plus lgant et le cornet est remplac par un haut-parleur, ou saladier, interne et la qualit sonore samliore. Plus tard, les postes de bas de gamme seront en baklite.

  • LE COURS

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    Comment fonctionneun superhtrodyne

    Nous allons maintenant vous expliquer comment, dans un rcepteur superh-trodyne, on peut convertir une fr-quence quelconque en une troisime nentrant pas dans la gamme audio. Si nous ralisons un tage amplificateur HF, comme le montre la figure 365, nous savons que sur le collecteur du transistor nous obtenons la frquence accorde par la self L1 et le condensa-teur variable C1. Si, en tournant laxe de C1, nous faisons laccord sur une station mettant sur 1 200 kHz, sur le collecteur nous obtenons les 1 200 kHz amplifis. Donc, si nous nous accordons sur une station mettant sur 1 480 kHz, nous obtenons sur le collecteur les 1 480 kHz amplifis. Par consquent, si nous assimilons ces kHz des poids en grammes, en les mesurant avec une balance, nous lisons 630 - 1 200 - 1 480 grammes, comme le montre la figure 368. Si, sur lmetteur du transistor de ltage amplificateur de la figure 366, nous

    appliquons un signal prlev sur un gnrateur HF externe, sur le col-lecteur nous retrouvons bien quatre frquences :

    F1 = frquence daccord de L1 et C1,F2 = frquence du gnrateur HF appli-que sur lmetteur,F3 = frquence gale la somme F1+F2,F4 = frquence gale la diffrence entre la frquence la plus leve et la frquence la plus basse.

    Donc, si nous accordons L1-C1 sur la frquence de 630 kHz et si nous appliquons sur lmetteur du transis-tor une frquence de 1 085 kHz, sur le collecteur nous obtenons ces qua-tre frquences :

    F1 = 630 kHz F2 = 1 085 kHzF3 = 1 780 kHz (630 + 1 085)F4 = 455 kHz (1 085 630)

    Si nous montons sur le collecteur un

    Figure 365 : Sur le collecteur du transistor dun pramplificateur HF ordinaire, on trouve la frquence accorde par le circuit dentre L1-C1.

    E

    BC

    F1

    L1 C1

    C2

    C3

    R1

    R2

    R3

    R4

    TR1 F1

    La frquence de 8 kHz entrant dans la gamme audio, on lentendait dans le poste comme un sifflement aigu.

    Pour liminer ces sifflements pro-duits par le mlange de deux fr-quences proches lune de lautre, certains chercheurs conurent des rcepteurs plus slectifs, brevets sous des noms assez fantasques :

    Endodyne - Ultradyne - Tropodyne - Htrodyne.

    Pour tous ces rcepteurs, le signal capt tait mlang avec un signal HF produit par un oscillateur interne, de manire obtenir une troisime fr-quence nentrant pas dans la gamme audio par soustraction de la fr-quence la plus basse la frquence la plus haute. De tous ces rcep-teurs sortit un rcepteur technique-ment perfectionn, cest le fameux superhtrodyne. Dans un superh-trodyne se trouve un double con-densateur variable : une cage (cest ainsi quon appelle une section de ce CV) tait utilise pour saccorder sur lmetteur et lautre pour faire varier la frquence produite par loscillateur local HF.

    Figure 366 : En appliquant sur lmetteur du transistor un signal prlev sur un g-nrateur HF, on trouve sur le collecteur quatre frquen-ces diffrentes.

    E

    BC

    F1

    L1 C1

    C2

    C3

    R1

    R2

    R3

    R4

    TR1

    (F1)(F2)(F1+F2)(F1-F2)

    F2

    GENERATEUR HF

    E

    BC

    F1

    L1 C1

    C2

    C3

    R1

    R2 R4

    TR1F4

    F2

    L2L3

    C4

    GNRATEUR HF

    Figure 367 : En appliquant sur le collecteur un cir-cuit accord sur 455 kHz (L2-C4), on prlve seule-ment F4 et non les autres F1-F2-F3.

    630 g

    630 g

    1200 g

    1200 g

    1480 g

    1480 g

    Figure 368 : Considrons les kHz comme des poids en grammes, si vous accordez le circuit L1-C1 de la figure 365 sur 630 kHz et que vous mettez ce poids sur une ba-lance, cette dernire vous indique 630 grammes. Si en revanche vous vous accordez sur 1 200 kHz ou 1 480 kHz, la balance vous indi-que respectivement 1 200 et 1 480 grammes.

  • LE COURS

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    circuit daccord (L2-C4) accord sur les 455 kHz, comme le montre la figure 367, nous prlevons seulement F4 et non les frquences F1-F2-F3.

    Si nous accordons L1-C1 sur la fr-quence de 1 200 kHz et si nous appliquons sur lmetteur du transis-tor une frquence de 1 655 kHz, sur le collecteur nous obtenons ces qua-tre frquences :

    F1 = 1 200 kHz F2 = 1 655 kHzF3 = 2 855 kHz (1 200 + 1 655)F4 = 455 kHz (1 655 1 200)

    Comme il y a un circuit accord sur 455 kHz sur le collecteur (L2-C4), nous prlevons seulement la fr-quence F4 de 455 kHz et non les fr-quences F1-F2-F3.

    Si nous accordons L1-C1 sur la fr-quence de 1 480 kHz et si nous appli-quons sur lmetteur du transistor une frquence de 1 935 kHz, sur le collecteur nous obtenons ces quatre frquences :

    F1 = 1 480 kHz F2 = 1 935 kHzF3 = 3 415 kHz (1 480 + 1 935)F4 = 455 kHz (1 935 1 480)

    L encore nous prlevons sur le col-lecteur la seule frquence F4 de 455 kHz, car L2-C4 sont accords sur cette frquence. Nous avons dmon-tr que, quelle que soit la frquence accorde avec L1-C1, nous pouvons la convertir en une frquence fixe de 455 kHz, condition dappliquer sur lmetteur une frquence F2 de 455 kHz, suprieure la F1.

    La comparaison avec la balance, aussi simpliste soit elle, sert nanmoins mieux clairer le concept de superh-trodyne : en effet, en appliquant sur ses deux plateaux les diffrents poids, on obtient toujours le poids total. Si, sur lun des plateaux, nous posons un poids de 630 grammes et sur lautre un poids de 1 085 grammes, la balance indique un poids de :

    1 085 630 =455 grammes (figure 369)

    Si, sur lun des plateaux, nous posons un poids de 1 200 grammes et sur lautre un poids de 1 655 grammes, la balance indique nouveau un poids de :

    1 655 1 200 =455 grammes (figure 369)

    Si, sur lun des plateaux, nous posons un poids de 1 480 grammes et sur lautre un poids de 1 935 grammes, la balance indique encore un poids de :

    1 935 1 480 =455 grammes (figure 369)

    En convertissant toutes les frquen-ces captes en une frquence fixe de 455 kHz, il est plus simple de rali-ser des tages amplificateurs Moyenne Frquence (MF) trs slectifs.

    Loscillateurdun superhtrodyne

    Au sein dun rcepteur superhtrodyne conu pour capter les frquences de la bande Ondes Moyennes, de 500 kHz 1 600 kHz, nous trouvons un oscillateur HF capable de produire une frquence suprieure de 455 kHz la frquence daccord de L1-C1. Par consquent, pour capter une station mettant sur 560 kHz, nous devons accorder son oscillateur local interne sur la frquence de 1 015 kHz : en effet, si nous calculons la diff-rence entre la frquence suprieure et la frquence infrieure, nous obtenons :

    1 015 560 = 455 kHz

    Pour capter une seconde station met-tant sur 1 310 kHz, nous devons accor-der loscillateur local sur 1 765 kHz : en effet, si nous calculons la diffrence entre la frquence suprieure et la fr-quence infrieure, nous obtenons :

    1 765 1 310 = 455 kHz

    Figure 369 : Si lon met le poids F1 (accord par L1-C1) sur le plateau de gauche et le poids F2 du gnrateur HF sur le plateau de droite, la balance vous indique la diffrence entre les deux. Si la frquence F2 est toujours suprieure de 455 grammes par rap-port F1, laiguille de la balance reste immobile sur 455 grammes, soit sur une valeur gale F2 F1 = F4.

    455 g

    630 g 1085 g

    455 g

    1200 g 1655 g

    455 g

    1480 g 1935 g

    Figure 370 : Photo trs rare dun pos-te de radio Ballila de 1934 quipant toutes les coles italiennes. Il tait vendu 490 lires, soit plus de dix fois la paie mensuelle dun ouvrier !

    Figure 371 : Les superhtrodynes fa-miliaux de 1936 ne comportaient que trois boutons, un pour passer de OM en OC et vice versa, un pour laccord sur la station dsire et le dernier pour le volume.

  • LE COURS

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    LE COURS

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    Le Tableau 17 montre quelle frquence doit produire loscillateur local pour obtenir par mlange avec la frquence recevoir une troisime frquence fixe et toujours gale 455 kHz.

    La premire colonne indique la frquence de loscillateur local ; la deuxime, la frquence recevoir et, la troisime, la moyenne frquence fixe de conversion.

    En convertissant nimporte quelle fr-quence capte en valeur fixe de 455 kHz, on peut obtenir des rcepteurs trs slectifs ne produisant plus les sifflements gnants dautrefois. Cette

    conversion de frquence peut tre ra-lise sur toutes les bandes de frquen-ces, Ondes Moyennes, Ondes Courtes, VHF et UHF. Si, par exemple, nous voulons recevoir les stations mettant en OC, entre 5 000 et 10 000 kHz, soit 5-10 MHz, il suffit que loscillateur HF local prsent lintrieur du superh-trodyne produise une frquence sup-rieure de 455 kHz la frquence que lon souhaite capter, comme le montre le Tableau 18.

    Prcisons que la frquence de conversion peut tre prtablie sur des valeurs diffrentes de celle de 455 kHz, il suffit de changer la frquence produite par loscillateur local.

    Si, par exemple, nous voulons convertir toutes les stations mettant sur les frquences de 90 100 MHz en une valeur de Moyenne Frquence de 10,7 MHz, il suffit de raliser un tage oscillateur HF produi-sant une frquence suprieure de 10,7 MHz celle que lon souhaite recevoir, comme le montre le Tableau 19.

    La valeur de MF de 455 kHz est utilise seulement pour les rcepteurs OM et OC, pour les VHF-UHF on se sert dune MF de 10,7 MHz. Cette dcision a t prise quand on a constat quen utilisant une MF de 455 kHz dans un rcepteur VHF-UHF le mme metteur tait capt deux fois sur deux f r q u e n c e s diffrentes.

    La premire fois, on le captait quand loscillateur local tait accord sur une frquence de 455 kHz plus haute, la seconde fois lorsquil saccordait sur une frquence de 455 kHz plus basse. Quand un metteur mettant sur une frquence de 90 MHz, par exemple, on le captait en accordant loscillateur

    Figure 372 : Au fil des ans on cher-che rendre lbnisterie toujours plus esthtique et donc plus mo-derne. Vous le voyez, le cadran ou chelle daccord sur les frquences des stations, indiquant la frquence en kHz pour les OM et en MHz pour les OC, sagrandit.

    Frquence recevoir

    Frquencede conversion

    Frquenceoscillateur

    955 kHz 500 kHz 455 kHz1 055 kHz 600 kHz 455 kHz1 155 kHz 700 kHz 455 kHz1 255 kHz 800 kHz 455 kHz1 355 kHz 900 kHz 455 kHz1 455 kHz 1 000 kHz 455 kHz1 555 kHz 1 100 kHz 455 kHz1 655 kHz 1 200 kHz 455 kHz1 755 kHz 1 300 kHz 455 kHz1 855 kHz 1 400 kHz 455 kHz1 955 kHz 1 500 kHz 455 kHz2 055 kHz 1 600 kHz 455 kHz

    Tableau 17

    5 455 kHz 5 000 kHz 455 kHz5 555 kHz 5 100 kHz 455 kHz5 655 kHz 5 200 kHz 455 kHz5 755 kHz 5 300 kHz 455 kHz5 855 kHz 5 400 kHz 455 kHz5 955 kHz 5 500 kHz 455 kHz6 455 kHz 6 000 kHz 455 kHz6 955 kHz 6 500 kHz 455 kHz7 455 kHz 7 000 kHz 455 kHz7 955 kHz 7 500 kHz 455 kHz8 455 kHz 8 000 kHz 455 kHz8 955 kHz 8 500 kHz 455 kHz9 455 kHz 9 000 kHz 455 kHz

    10 455 kHz 10 000 kHz 455 kHz

    Frquence recevoir

    Frquencede conversion

    Frquenceoscillateur

    Tableau 18

    local sur 90,455 MHz, mais aussi en laccordant sur 89,545 MHz. En effet, si lon soustrait 90,455 MHz 90,000 MHz, on obtient bien 455 kHz. De mme si lon soustrait 90,000 MHz 89,545 MHz, on obtient bien 455 kHz encore.

    La frquence de 90,000 MHz capte quand loscillateur local produisait une frquence infrieure de 455 kHz

    fut baptise frquence-image.

    En utilisant des rcepteurs VHF-UHF avec une MF accorde sur 10,7 MHz ce dfaut est automatiquement li-min.

    Donc, pour recevoir une station mettant sur 90 MHz, loscillateur local doit produire une frquence de 100,7 MHz afin dobtenir par soustraction entre la frquence suprieure et la frquence inf-rieure 10,7 MHz, en effet :

    100,7 90 = 10,7 MHz

    Vous devez vous demander si, en utilisant une MF sur 10,7 MHz, nous nobtenons pas nouveau

    100,7 MHz 90 MHz 10,7 MHz101,7 MHz 91 MHz 10,7 MHz102,7 MHz 92 MHz 10,7 MHz103,7 MHz 93 MHz 10,7 MHz104,7 MHz 94 MHz 10,7 MHz105,7 MHz 95 MHz 10,7 MHz106,7 MHz 96 MHz 10,7 MHz107,7 MHz 97 MHz 10,7 MHz108,7 MHz 98 MHz 10,7 MHz109,7 MHz 99 MHz 10,7 MHz110,7 MHz 100 MHz 10,7 MHz

    Frquence recevoir

    Frquencede conversion

    Frquenceoscillateur

    Tableau 19

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    une frquence image lorsque los-cillateur local produit une frquence de 79,3 MHz. En effet, si nous sous-trayons 90 MHz cette frquence nous obtenons nouveau 10,7 MHz :

    90 79,3 = 10,7 MHz

    En fait, cette frquence image nest jamais capte car, lorsque loscilla-teur local produit 79,3 MHz, automati-quement le circuit daccord L1-C1 est accord sur la frquence de :

    79,3 10,7 = 68,6 MHz

    Par consquent le circuit daccord L1-C1 se trouvant lentre laisse passer la frquence de 68,6 MHz mais pas celle de 90 MHz distante de :

    90 68,6 = 21,4 MHz

    tant donn que dans un rcepteur superhtrodyne nous devons accor-der en mme temps la frquence recevoir et celle que doit produire loscillateur local, il faut utiliser un double CV (condensateur variable) ou CV deux cages, comme le montre la

    Figure 373 : Vers 1939-1940 les postes de radio com-portent un vaste cadran des frquences o sinscrivent en plus de ces frquences les noms des stations OM nationales ou trangres. Photo dun vieux superh-trodyne Ducati, marque bolognaise, vendu dans les annes 1940-1946.

    Les typons des circuits imprims sont sur www.electronique-magazine. com/les_circuits_imprims.asp.

    figure 374. Lune sert saccorder sur la frquence de la station recevoir et lautre faire varier la frquence de loscillateur local afin quil produise une frquence suprieure de 455 kHz ou 10,7 MHz.

    En convertissant toutes les frquences captes en une frquence fixe de 455 kHz ou 10,7 MHz on peut raliser des tages amplificateurs avec des selfs dj prrgles et connues sous le nom de moyennes frquences MF.

    Si on utilisait autrefois dans les rcep-teurs superhtrodynes un condensa-teur variable double cage, aujourdhui ce composant est remplac par de minuscules diodes varicap.

    Pour terminer la description des rcep-teurs superhtrodynes ajoutons que beaucoup de rcepteurs VHF profes-sionnels, afin dobtenir une slectivit encore plus grande, ralisent une double conversion de frquence : la premire conversion seffectue en convertissant le signal capt en la moyenne frquence fixe de 10,7 MHz, la seconde en convertissant les

    10,7 MHz en la MF fixe de 455 kHz.

    Conclusion et suivre

    Maintenant que nous avons vu et com-pris la thorie des rcepteurs superh-trodynes, il nous reste en construire un : la seconde partie de cette Leon vous proposera den tudier la concep-tion puis de le raliser.

    Figure 374 : Dans tous les rcepteurs superhtrody-nes se trouvait un CV (condensateur variable) deux cages. Une pour saccorder sur la station recevoir et lautre pour faire varier la frquence de loscillateur local.

    A B O N N E Z - V O U S A

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    Comme dhabitude, nous allons passer de la thorie la pratique. Donc, aprs les formules et les tableaux de la premire partie, vient maintenant le moment de prsenter la ralisation dun rcepteur superhtrodyne simple pour ondes moyennes qui vous permettra de capter, le jour, les stations locales et, la nuit, diffrentes stations trangres.

    les signaux HF mis par les stations de radiodiffusion.

    Ce signal, passant travers C1, atteint le circuit daccord constitu dune self L1 de 220 H et des deux diodes varicap DV1-DV2 permettant daccorder toutes les frquences de la bande OM, soit de 1 600 500 kHz. Pour laccord de L1 sur la station voulue, nous navons qu faire varier la capacit des deux diodes vari-cap : chacune a une capacit de 500 pF et, comme elles sont en srie, cela fait une capacit totale divise par deux, soit 250 pF. Soulignons que ces deux diodes varicap sont en srie et en opposition de polarit non pas pour diminuer leur capa-cit, mais afin dviter quen prsence de signaux HF forts elles ne les redressent, ce qui produirait une tension continue faisant varier leur capacit. Si nous mettions en parallle L1 une seule diode varicap,

    our raliser un rcepteur il faut toujours partir du schma lectrique, comme celui de la figure 376, car en le voyant on peut recon-

    natre les divers symboles graphiques et voir par avance quoi ils ressemblent, quelles sont leurs dimensions en tant que composants concrets et comment va tre dispos le schma dimplanta-tion de ces composants, cest--dire la platine cble.

    Mme sil existe des circuits intgrs conte-nant tous les tages dun rcepteur supe-rhtrodyne, soit ltage amplificateur/mlangeur, ltage oscillateur, les tages amplificateurs MF et ltage dtecteur/dmodulateur BF, nous avons prfr les raliser sparment avec des MOSFET, des transistors et des FET. Certes avec ces circuits intgrs nous aurions obtenu un

    Figure 375 : Photo dun des prototypes du rcepteur superhtrodyne pour OM ins-tall dans son botier plastique, que nous vous invitons maintenant construire.

    circuit beaucoup plus compact, mais nous naurions pas pu vous en expliquer assez clairement le fonctionnement : nous nous serions forcment contents de vous dire que le signal capt par lantenne entre par une broche et que le signal dmodul BF sort dune autre broche prt tre dirig vers le haut-parleur ! Non, ce qui prime nos yeux, cest de vous faire comprendre le principe de fonctionnement du circuit superhtrodyne en dtail.

    Pour raliser un superhtrodyne, le signal capt par lantenne doit tre mlang avec le signal produit par un oscillateur HF, de faon obtenir par soustraction une troisime frquence de 455 kHz. En haut gauche du schma lectrique de la figure 376 se trouve une douille den-tre indique Antenne laquelle nous connectons lextrmit dun fil de cuivre de 3-4 mtres utilis pour capter tous

    LEO

    N N38

    -2

    NIVE

    AU 3

    Apprendre

    llectroniqueen partant de zro

    Le principe de fonctionnementdes rcepteurs superhtrodynes

    deuxime partie : mise en application

    Construction dun rcepteur ondes moyennes

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    celle-ci redresserait tous les signaux forts, comme le ferait toute diode au silicium et la tension continue ainsi obtenue modifie-rait sa capacit, ce qui ferait varier laccord de manire intempestive. En mettant les deux diodes varicap en srie avec polarit inverse, cet inconvnient est vit car, redressant la demie onde positive et la demie onde ngative, ce montage produit deux tensions en opposition de polarit qui sannulent.

    Pour faire varier la capacit des deux diodes varicap de faon saccorder sur la gamme des OM nous appliquons ces diodes varicap, travers un potentiomtre R18, une tension conti-nue positive allant de 0 V 10,5 V. Avec ces valeurs de tension nous obte-nons les capacits suivantes :

    TENSION CAPACIT SUR DV1-DV2 TOTALE (volt) (picofarad) 0 250 1 245 2 175 3 125 4 83 5 50 6 30 7 20 8 13 9 10 10 9

    Mais comment, vous demandez-vous peut-tre, acheminer vers ces diodes varicap une tension de 10,5 V seulement, alors que, lorsque nous tournons le bouton du

    potentiomtre R18 pour la tension posi-tive maximale, nous trouvons 12 V ses bornes ? Si vous regardez attentivement le schma lectrique vous verrez que les 12 V, avant datteindre les deux diodes varicap DV1-DV2, passent par le pont R19-R21-R22 qui les ramne 10,5 V. Le second potentiomtre R22 de 2,2 kilohms insr dans ce pont permet daccorder trs finement la self L1.

    La frquence accorde avec L1 et les deux diodes varicap est applique la gchette 1 du semiconducteur MFT. Ce composant, que vous ne connaissez pas encore, est un MOSFET double gchette (Dual-Gate). Un MOSFET est constitu de deux FET en srie lint-rieur dun seul botier, comme le mon-tre la figure 379 et cest pourquoi nous navons que quatre pattes : le drain, la source et les deux gchettes 1 et 2. Si lon applique un signal sur la gchette 1, il ressort du drain amplifi en fonction de la tension positive applique sur la gchette 2. Si lon polarise la gchette 2 avec une tension positive de 4 V envi-ron, le MOSFET amplifie le signal entrant par la gchette 1 environ 12 fois. Si lon applique une tension positive den-viron 1 V, il lamplifie environ 3 fois. Vous aurez compris quil suffit de faire varier la tension sur la gchette 2 pour modifier le gain de cet tage amplificateur.

    Pour convertir le signal appliqu sur la

    Figure 376 : Schma lectrique du rcepteur superhtrodyne utilisant un MOSFET, un FET, deux transistors, un circuit intgr IC1 pour piloter le haut-parleur et un autre IC2 pour stabiliser la tension dalimentation sur 12 V.

    G1

    G2 D

    S

    MFT1

    E

    BC

    E

    BC

    S

    GD

    345710202 1 0 1 2 3

    VU

    12

    43 6

    5

    8C1

    L1

    C2

    DV1

    DV2R1

    R2

    R3

    C4

    C3 C5R4

    R5

    R6

    R7

    C6 C7

    R8

    R9

    FC1

    R10

    R11

    MF1

    C8R12

    R13C9

    MF2

    C12

    C10

    R14

    C11

    DG1

    C13

    C14

    C15

    R15

    R16

    R17

    R20

    R18

    C16

    R19 R21

    R22

    R23DV3

    DV4

    L2

    C17

    DS1R24

    C18

    C19

    C20

    R25

    R26

    R27

    S1-A S1-B

    C21

    FT1

    TR1TR2

    IC1

    12 V

    12 V 12 V

    ANTENNE

    AP

    S-METER

    ACCORD

    ACCORD

    ACCORD FIN

    VOLUME

    MA

    ALIM. CLAIRAGE

    Figure 377 : Schma lectrique de ltage alimentation fournissant la tension de 12 V stabilise requise par le rcepteur superhtrodyne.

    E

    M

    SRS1

    T1

    SECTEUR230 V

    C22 C23 C24

    IC2VERS

    12 V

    ALIM.CLAIRAGE

    S2

    12 V0,5 A

    R28

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    ltage oscillateur compos de L2 et DV3-DV4 oscille automatiquement sur 1 055 kHz. Si nous faisons la diffrence entre les deux frquences nous trouvons :

    1 055 600 = 455 kHz.

    Si le circuit daccord compos de L1 et DV1-DV2 est accord sur 800 kHz, le circuit de ltage oscillateur com-pos de L2 et DV3-DV4 oscille auto-matiquement sur 1 255 kHz. Si nous faisons la diffrence entre les deux frquences nous trouvons :

    1 255 800 = 455 kHz.

    Dans le drain de MFT nous trouvons lenroulement du primaire de la MF1, accorde sur 455 kHz : donc, toutes les autres frquences qui ne sont pas gales 455 kHz ne peuvent passer travers son enroulement secondaire. La frquence de 455 kHz est prleve sur lenroulement secondaire de la MF1 pour tre applique sur la base du transistor qui lamplifie. Sur

    le collecteur de TR1 est mont un filtre cramique FC1 de 455 kHz utilis pour ne laisser passer que cette seule frquence. Comme la sortie de ce filtre est reli la base de TR2, celui-ci amplifie les 455 kHz traversant le filtre. Le collecteur de TR2 est reli lenroulement primaire de MF2, lui aussi accord sur 455 kHz et donc le signal prsent sur cet enroulement pri-maire est transfr par induction sur son enroulement secondaire.

    Le signal amplifi, prsent sur le secon-daire de MF2, est redress par la diode au germanium DG1. Pour la dtection on a choisi cette diode car elle peut redresser nimporte quel signal alternatif dpassant une amplitude de seulement 0,3 V (alors que les diodes au silicium commencent redresser les tensions dpassant 0,7 V environ). Cette diode au germanium limine toutes les demies ondes positives et ne laisse passer que les demies ondes ngatives, comme le montre la figure 381. Pour supprimer, dans les demies ondes ngatives, le

    Figure 378 : Photo dun des prototypes de la platine du rcepteur superhtrodyne, alimentation secteur 230 V/12 V comprise.

    gchette 1 en une frquence fixe de 455 kHz, il est ncessaire dappliquer sur sa source un signal HF ayant une frquence suprieure de 455 kHz par rapport celle accorde avec L1 et les dio-des varicap. Pour obtenir cette frquence nous utilisons comme tage oscillateur le FET FT1. Le circuit daccord compos de L2 (100 H) et des deux diodes varicap DV3 et DV4, nous permet de produire un signal HF couvrant la gamme de 2 055 955 kHz. La frquence produite, prleve sur la source du FET FT1, est applique directement sur la source du MOSFET MFT travers R25.

    Le potentiomtre R18 (recherche des sta-tions) utilis pour faire varier la tension sur DV1 et DV2, est utilis aussi pour faire varier la tension sur DV3 et DV4 : par consquent en diminuant ou augmen-tant la capacit de DV1-DV2 on diminue ou augmente aussi automatiquement la capacit de DV3 et DV4. Si, par exemple, le circuit daccord compos de L1 et DV1-DV2 est accord sur 600 kHz, le circuit de

    Figure 380 : Brochages du circuit intgr TDA7052B vu de dessus, des MF, des diodes varicap BB112, du FET 2N5248, du transistor BF495 vus de dessous et du circuit intgr rgulateur L7812 vu de face.

    B

    E

    C

    BF 495

    D

    G

    S

    2N 5248BB 112MF1 - MF2

    PRIMAIRE SECONDAIRE

    1234 5

    678

    TDA 7052 B

    SORTIEN.C.GNDSORTIE

    E M S

    L 7812

    K A

    VccENTRE

    GNDVOLUME

    Figure 379 : Le MOSFET BF966 est constitu de deux FET en srie, cest pourquoi on trouve une g-chette 1 et une gchette 2. La patte source se diffrencie de la gchette 2 par un petit ergot repre-dtrom-peur.G2BF 966

    9 DG1

    G2

    S

    66FB

    VUE DE DESSUS VUE DE DESSOUS

    DG1

    SERGOT

    ERGOT

    G2

    G1

    SOURCE

    DRAIN

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    ou contrle automatique de gain. Vous comprenez bien que tous les signaux BF capts par lantenne nont pas la mme intensit. Les signaux des stations loin-taines arrivent faibles alors que ceux des stations proches sont trs forts. Par con-squent, les signaux faibles doivent tre amplifis au maximum, de faon obte-nir un signal plus que suffisant pour tre redress, alors que les signaux trs forts doivent tre attnus afin dviter quils ne saturent les tages amplificateurs MF. Si un signal saturait les tages amplificateurs MF, on aurait en effet en sortie un signal BF trs distordu. Pour faire varier le gain du rcepteur, de manire amplifier au maximum les signaux faibles et trs peu les signaux forts, nous utilisons la tension ngative que DG1 a redresse.

    Vous le verrez ci-dessous, en mettant le double inverseur S1 sur S-mtre,

    laiguille du galvanomtre MA dvie en fond dchelle si le signal capt est trs fort et il ne dvie que trs peu si le signal est faible. Pour faire varier le gain de MFT nous faisons varier seule-ment la tension sur la gchette 2. La R2 de 120 kilohms, relie la gchette 2, polarise le MFT avec une tension posi-tive de 3,5 V environ : cest avec cette tension que nous obtenons le gain maximum. Si lantenne capte un signal trs fort, DG1 fournit une tension nga-tive pouvant atteindre 3 V, si le signal lantenne est faible, cette tension ne dpasse pas 0,5 V. Cette tension ngative est applique, travers R14 et R3, la gchette 2 de MFT et, ainsi, la tension positive applique sur cette gchette 2 est rduite. Quand un signal fort arrive, DG1 fournit une tension ngative de 3 V environ et donc la ten-sion positive sur la gchette 2 descend

    signal HF de 455 kHz encore prsent, il suffit dappliquer entre anode et masse un petit condensateur C11 de 15 nF. Ce condensateur dcharge la masse le seul signal HF de 455 kHz et on retrouve donc aux bornes de DG1 seulement le signal BF, comme le montre la figure 381 ( droite).

    Ce signal BF est transfr, travers C14, sur la broche dentre 2 du bloc noir IC1 (un petit circuit intgr amplificateur BF capable de fournir une puissance de 1 W environ). Sur ses deux broches de sortie 5 et 8 nous pouvons donc appliquer un petit haut-parleur permettant dcouter le signal BF de la station slectionne. Le potentiomtre R15 reli la broche 4 de IC1 sert contrler le volume.

    Ici nous devons ouvrir une parenthse propos du CAG (Automatic Gain Control)

    Figure 381 : Du secondaire de la MF2 sort un signal HF comme celui du dessin de gauche. La diode DG1 limine la demie onde positive. Si lon connecte entre la diode et la masse un condensateur de 15 nF, il dcharge la masse seulement la frquence HF car, pour les 455 kHz, ce condensateur se comporte comme une rsistance de quelques ohms, alors quen BF il se comporte comme une rsistance de 1 kilohm.

    HF + BF

    SIGNAL HFREDRESS

    SIGNAL BFSEUL

    C11

    DG1

    Figure 382 : Installation de la platine dans le botier plastique. Elle est fixe au fond horizontal du botier par six entretoises autocollantes. Avant de fixer les potentiomtres daccord et de volume en face avant, raccourcissez leurs axes afin de pouvoir ensuite monter les boutons de manire les tenir le plus prs possible de la surface du panneau en aluminium.

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    de 4 1 V et avec cette tension MFT amplifie le signal seulement deux fois. Quand un signal faible arrive, DG1 fournit une tension ngative de 0,5 V ngatif environ et donc la tension sur la gchette 2 descend de 4 3,5 V et avec cette tension MFT amplifie le signal dix fois.

    Note : les valeurs de tension donnes par cet exemple sont approximatives

    et servent seulement vous faire bien comprendre comment fonctionne un CAG dans un rcepteur.

    Le galvanomtre MA de ce rcepteur est utile aussi pour une autre fonction : en effet, en mettant S1 sur Accord, nous pouvons savoir quelle tension est applique sur les diodes varicap et, avec une bonne approximation, si nous sommes accords sur 1 600 kHz

    (laiguille dvie au maximum) ou sur 1 000 kHz (elle dvie vers le centre) ou sur 500 kHz (elle reste au dbut de lchelle).

    Pour alimenter ce rcepteur il faut une tension stabilise de 12 V, prleve sur ltage dalimentation compos du trans-formateur T1, du pont redresseur RS1 et du circuit intgr rgulateur IC2 L7812, comme le montre la figure 377.

    SECTEUR230 V

    CURSEUR

    ACCORD

    S1-BS1-A

    S1ACCORD FIN VOLUME

    ANTENNE

    R16

    C11

    C10 C4

    R14

    C3

    R2

    R4 C5

    MF1

    R6

    R3

    C1 C2

    L1

    C16

    R19

    R20 R25

    R21

    R1

    R5

    C19 C18 C20

    R26R27

    DS1

    R24

    R7

    C7

    C6R9

    L2

    C17

    R23

    STRAP

    C12

    C13

    FC1

    R8 R10R13

    R11 R12

    C8

    C9

    DG1

    R17

    C21

    MF2

    DV1

    DV2

    DV4

    DV3

    A K

    A K

    A K

    A K

    FT1

    MFT

    TR1

    D

    R18 R22 R15

    C14

    C15

    IC1

    SORTIEHAUT-PARLEUR

    T1

    IC2

    RS1

    C22

    C23C24

    S2

    TERRE

    MA

    R28

    TR2

    S

    G2

    G1

    JAUNE-VERT

    NC

    Figure 383a : Schma dimplantation des composants du rcepteur superhtrodyne. Pour la mise en page le dessin est en deux parties, mais le rcepteur et son alimentation tiennent sur un seul circuit imprim. Noubliez pas le strap prs de R23 et C12. Le fil vert/jaune de terre du cordon secteur 230 V va la borne de gauche du bornier trois ples.

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    Pour conclure cette analyse, rsumons les fonctions remplies par les diffrents semiconducteurs utiliss pour construire ce rcepteur superhtrodyne :

    MFT = ce MOSFET sert pramplifier le signal accord par L1 pour faire varier son gain et pour convertir la frquence capte en valeur fixe de 455 kHz, en appliquant sur sa source le signal HF prlev sur ltage oscillateur FT1,

    FT1 = ce FET est utilis comme oscilla-teur HF pour produire un signal lequel, mlang au signal capt par lantenne, permet dobtenir la conversion de la frquence capte en une frquence fixe de 455 kHz,

    TR1 = ce transistor sert prampli-fier le signal de 455 kHz prlev sur le secondaire de MF1,

    TR2 = ce transistor sert prampli-fier le signal de 455 kHz prlev la sortie du filtre cramique FC1,

    DG1 = cette diode sert redresser le signal de 455 kHz, de manire prlever le signal BF ainsi que la tension ngative appliquer la gchette 2 de MFT pour faire varier le gain automatiquement,

    IC1 = ce circuit intgr sert amplifier le signal BF redress par DG1, de faon obtenir en sortie une puissance plus que suffisante pour piloter le haut-parleur,

    SECTEUR230 V

    CURSEUR

    ACCORD

    S1-BS1-A

    S1ACCORD FIN VOLUME

    ANTENNE

    R16

    C11

    C10 C4

    R14

    C3

    R2

    R4 C5

    MF1

    R6

    R3

    C1 C2

    L1

    C16

    R19

    R20 R25

    R21

    R1

    R5

    C19 C18 C20

    R26R27

    DS1

    R24

    R7

    C7

    C6R9

    L2

    C17

    R23

    STRAP

    C12

    C13

    FC1

    R8 R10R13

    R11 R12

    C8

    C9

    DG1

    R17

    C21

    MF2

    DV1

    DV2

    DV4

    DV3

    A K

    A K

    A K

    A K

    FT1

    MFT

    TR1

    D

    R18 R22 R15

    C14

    C15

    IC1

    SORTIEHAUT-PARLEUR

    T1

    IC2

    RS1

    C22

    C23C24

    S2

    TERRE

    MA

    R28

    TR2

    S

    G2

    G1

    JAUNE-VERT

    NC

    Liste des composants

    R1 ............ 220 kR2 ............ 120 kR3 ............ 22 kR4 ............ 100 R5 ............ 2,2 kR6 ............ 120 kR7 ............ 12 kR8 ............ 1,5 kR9 ............ 680 R10 .......... 10 kR11 .......... 1,8 kR12 .......... 680 R13 .......... 100 R14 .......... 22 kR15 .......... 100 k pot. lin.R16 .......... 22 kR17 .......... 22 kR18 .......... 10 k pot. 10 toursR19 .......... 1,2 kR20 .......... 47 kR21 .......... 8,2 k R22 .......... 2,2 k pot. lin.R23 .......... 47 kR24 .......... 47 kR25 .......... 100 R26 .......... 100 R27 .......... 68 k R28 .......... 100 1/2 WC1............. 27 pF cramiqueC2............. 100 pF cramiqueC3............. 100 F lectrolytiqueC4............. 1 F lectrolytiqueC5............. 100 nF cramiqueC6............. 100 nF cramiqueC7............. 100 nF cramiqueC8............. 100 nF cramiqueC9............. 100 nF cramique

    C10 .......... 1 F polyesterC11 .......... 15 nF polyesterC12 .......... 100 nF polyesterC13 .......... 220 F lectrolytiqueC14 .......... 470 nF polyesterC15 .......... 100 nF polyesterC16 .......... 10 F lectrolytiqueC17........... 100 pF cramiqueC18 .......... 150 pF cramiqueC19 .......... 150 pF cramiqueC20 .......... 100 nF cramiqueC21 .......... 4,7 F lectrolytiqueC22 .......... 1 000 F lectrolytiqueC23 .......... 100 nF polyesterC24 .......... 100 nF polyesterL1 ............. self 220 HL2............. self 100 HMF1.......... MF jauneMF2.......... MF noireFC1........... filtre cramique 455 kHzDG1.......... diode AA117DS1 .......... diode 1N4148RS1 .......... pont 100 V 1 ADV1 .......... varicap BB112DV2 .......... varicap BB112DV3 .......... varicap BB112DV4 .......... varicap BB112TR1........... transistor NPN - BF495TR2........... transistor NPN - BF495FT1........... FET 2N5248MFT .......... MOSFET BF966IC1............ intgr TDA7052BIC2............ rgulateur L7812T1 ............. transfo. 6 W

    secondaire 8-15 V 0,4 AS1A+B...... double interrupteurS2............. interrupteurMA............ galva. 200 AHP ............ haut-parleur 8

    IC2 = ce circuit intgr sert stabiliser 12 V la tension positive prleve la sortie du pont redresseur RS1.

    La ralisation pratique

    Une fois en possession du circuit imprim, dont la figure 383b donne le dessin lchelle 1 (pour le cas o vous voudriez le raliser vous-mme par la mthode dcrite dans le numro 26 dELM), montez tous les compo-sants dans un certain ordre, comme le montre la figure 383a. Si vous faites ainsi, votre montage fonctionnera tout de suite.

    Tout dabord enfoncez et soudez tous les picots dinterconnexions avec les composants de face avant et panneau arrire. Puis placez le strap prs de R23/C12. Prenez alors le MOSFET MFT quatre pattes (au lieu de trois pour un FET ou transistor ordinaire, voir

    Sauf spcifica-tion contraire, toutes les rsis-tances sont des 1/4 W 5 %.

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    Figure 383b : Dessin, lchelle 1, du circuit imprim du rcepteur superhtrodyne.

    figure 384) : la patte la plus longue est le drain, la patte de gauche est la gchette 1 et les deux autres, dispo-ses en croix, sont la gchette 2 et la source (la source est reconnaissable son petit ergot repre-dtrompeur). Cette patte de source avec son ergot doit tre oriente vers le bas, comme le montre la figure 384. Avec une pince becs fins, repliez en L ces 4 pattes et insrez-les dans les trous prvus cet effet. Si la patte source tait replie en L dans le sens oppos celui requis, elle serait tourne vers R2 et non, comme il le faut, vers R5.

    Insrez et soudez alors le support de IC1, puis vrifiez que vous navez fait ni court-circuit entre pistes ou pastilles ni soudure froide colle. Montez prs de R24 la diode au silicium DS1, bague noire repre-dtrompeur tourne vers le haut et, prs de MF2, la diode au germanium DG1, bague noire repre-dtrompeur oriente vers le haut galement, comme le montre la figure 383a. DG1 se distingue facilement de DS1 par ses dimensions suprieures.

    Montez tous les condensateurs cra-miques, puis les polyesters et enfin les lectrolytiques en respectant bien la polarit +/ de ces derniers (la patte la plus longue est le + et le est inscrit sur le ct du botier cylindrique).

    Prenez la self L1 (220 est indiqu sur son botier) et placez-la prs de DV1-DV2, puis L2 (marque 100) et placez-la prs de DV3-DV4. Entre R9 et R11, placez le filtre cramique FC1 (botier jaune). La MF1 a un noyau jaune et elle doit tre place prs de MFT, MF2, noyau noir, prs de TR2. Noubliez pas de souder sur le circuit imprim les deux languettes du blindage de cha-cune des deux MF.

    Montez les quatre diodes varicap, mplats repre-dtrompeurs vers le bas, comme le montre la figure 383a. Montez ensuite TR1 et TR2, mplats repre-dtrompeurs vers le haut. Montez FT1 2N5248, mplat repre-dtrompeur vers le bas. droite du circuit imprim, montez le pont RS1 en respectant bien la polarit +/ de ce dernier, puis le circuit intgr rgula-teur IC2, couch dans son dissipateur en U et fix sur le circuit imprim par un petit boulon 3MA, comme le montre la figure 383a et enfin le transforma-teur T1.

    Prs de RS1, insrez le bornier trois ples du cordon secteur 230 V et celui deux ples de linterrupteur S2.

    Vous pouvez maintenant enfoncer dlicatement le circuit intgr IC1 dans son support en orientant bien son repre-dtrompeur en U vers C14, comme le montre la figure 383a.

    Comme le montre la figure 382, la platine sera monte au fond horizon-tal du botier plastique laide de six entretoises autocollantes.

    tant donn que vous avez pens enfoncer et souder en premier les picots, il vous reste raliser les inter-connexions avec les composants de la face avant et du panneau arrire, laide de morceaux de fil de cuivre isols de couleurs (torsads pour la sortie HP) : l encore regardez trs attentivement la figure 383a et nin-tervertissez pas les trois fils du poten-tiomtre R18 multitour (le central nest pas au centre !), ni les deux de R22 et R15 (noubliez pas le strap en fil de cuivre nu entre leurs deux broches de gauche), ni les six du double inverseur S1, ni les quatre du galvanomtre MA (respectez bien la polarit des deux fils rouge/noir intrieurs destins larri-ve du signal, les deux jaunes ext-rieurs sont ceux destins lclairage de lampoule dillumination du cadran et ils ne sont pas polariss), ni les deux rouge/noir torsads du haut-parleur. Sur les borniers, insrez et vissez les trois fils du cordon secteur, fil de terre vert/jaune imprativement gauche. Connectez S2 (bornier) et Antenne (picot) sans prcaution particulire.

    Les axes des potentiomtres R22 et R15 doivent tre pralablement rac-courcis afin de pouvoir ensuite monter les boutons contre la surface de la face avant.

    Montez les trois potentiomtres, lin-verseur double S1, linterrupteur M/A et le galvanomtre en face avant et, sur le panneau arrire, la douille dan-tenne (avant de souder le fil allant

    Figure 384 : Avant de replier en L les quatre pattes du MOSFET, tournez vers le bas la patte S reconnaissable son petit ergot repre-dtrompeur.

    9 DG1

    G2

    S

    66FB

    966FB DG1G2

    S

    ERGOT

    ERGOT

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    CBLE BLIND

    Model 442STEREO SPEAKER SYSTEM

    de la MF2 jusqu trouver une position faisant dvier laiguille, aussi peu que ce soit, vers la droite,

    6 - Tournez maintenant le noyau de la MF1 et l encore vous trouverez une position de laiguille davantage vers la droite,

    7 - Essayez alors de tourner le bouton du potentiomtre R22 daccord fin jusqu une dviation de laiguille quelques mil-limtres plus droite.

    Le rcepteur est rgl, mais pour obte-nir le maximum de sensibilit vous devez retoucher les noyaux des deux MF sur un signal trs faible. Avec une station reue faisant dvier laiguille du S-mtre dun quart dchelle, tournez dans un sens ou dans lautre, mais trs peu, le noyau de la MF2 pour la dviation maximale de laiguille, puis le noyau de la MF1, sans oublier de corriger laccord fin avec le potentiomtre R22. Quand la dvia-tion maximale est obtenue, vous pouvez fermer le couvercle du botier de votre rcepteur superhtrodyne.

    La rception des OM

    Pendant la journe vous pourrez cap-ter assez peu de stations, mais vers le soir ou la nuit, quand la propaga-tion des ondes moyennes augmente, comme nous vous lavons expliqu dans le Cours et dautres occasions, vous russirez capter aussi beau-coup de stations trangres.

    La longueur du fil dantenne est dter-minante : en effet, plus long il sera et meilleure sera la rception (clart et nombre de stations). Autrefois ce fil tait tendu au-dessus du toit de la maison, ou bien dans le jardin. Quel-quun qui habite en immeuble ne peut pas toujours le faire, mais cependant il peut, dans son appartement, tendre un fil de cuivre isol plastique en lisolant aux deux extrmits accroches aux murs (avec des isolateurs en crami-que, en bois ou en plastique quil pourra facilement fabriquer lui-mme).

    lintrieur se trouve un haut-parleur) et confectionnez un petit cble blind ter-min par un jack mono mle : soignez les soudures de la tresse de masse sur la cosse longue latrale et du point chaud sur la cosse courte centrale. Et noubliez pas denfiler le capot vissa-ble avant de faire ces deux soudures ! L encore, respectez bien la polarit du haut-parleur, comme vous lavez fait lintrieur du botier plastique du rcepteur, sinon le son sortant du haut-parleur sera dform.

    Le rglage

    En branchant un fil de 3 ou 4 mtres ter-min par une fiche banane la douille Antenne vous pouvez dj capter quel-que station, mais pour obtenir la sensi-bilit maximale vous devez procder au rglage des noyaux des MF. Faites ces rglages lorsque la platine est dfinitive-ment fixe dans le botier plastique. Vous navez besoin que dun petit tournevis.

    1 - Insrez, donc, dans la douille Antenne le fil de 3 ou 4 mtres ter-min par la fiche banane et tenez-le le plus possible en position verticale,

    2 - Tournez le bouton du potentiomtre R22 daccord fin mie course,

    3 - Mettez S1 en position S-mtre de faon voir laiguille du galvanom-tre MA dvier en fonction de linten-sit du signal capt,

    4 - Tournez lentement le bouton du potentiomtre R18 daccord (recher-che des stations) jusqu la rcep-tion dune station : laiguille de MA dvie vers la droite,

    5 - Avec le tournevis, tournez le noyau

    la platine, trou de diamtre 6 mm), la prise jack femelle (trou de diamtre 6 mm) et le passe-fil en caoutchouc (trou de diamtre 8 mm) pour le cordon sec-teur 230 V que vous enfilerez, bien sr, avant de le visser au bornier trois ples (faites un nud anti-arrachement lin-trieur du panneau arrire). Pour tous ces perages, rappelons quaussi bien dans laluminium de la face avant que dans le plastique du panneau arrire, les forets bois pointe (mme bon march) font merveille.

    Comme le montre la figure 385, pre-nez une petite enceinte acoustique (

    Figure 386 : Pour rgler ce rcepteur vous devez tourner le bouton de R22 mie course et mettre S1 en position S-mtre. Aprs avoir insr un fil dans la prise antenne, cherchez avec le po-tentiomtre daccord R18 une station, puis tournez le noyau de la MF2 et ce-lui de la MF1 jusqu obtenir une dvia-tion vers la droite de laiguille du S-m-tre. Plus longue est lantenne et plus loin vers la droite dvie laiguille.

    345710202 1 0 1 2 3

    VU

    Figure 385 : De la petite enceinte acoustique, contenant le haut-parleur, sort un petit cble blind. Aprs avoir dnud son extrmit de faon s-parer les deux fils, vous devez souder ces derniers sur les cosses du jack mle. Rassemblez bien les fins fils constituant la tresse de masse afin quils ne fassent pas un court-circuit avec le point chaud.

    Les typons des circuits imprims sont sur www.electronique-magazine. com/les_circuits_imprims.asp.

    A B O N N E Z - V O U S A

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    Aprs vous avoir appris comment raliser des oscillateurs HF, nous vous expliquons ici comment augmenter la puissance de ces signaux faibles avec des tages amplificateurs HF. Cette leon vous montrera que, pour transfrer sans perte excessive le signal HF prlev sur le collecteur dun transistor amplificateur, il est ncessaire dadapter limpdance leve du collecteur la faible impdance de la base. Pour transfrer le signal HF prlev sur le collecteur dun tage final vers lantenne mettrice, il est galement ncessaire dadapter son impdance leve la valeur dimpdance du cble coaxial : 50 ou 75 ohms. Adapter deux valeurs diffrentes dimpdance nest pas difficile car, vous lapprendrez bientt, il suffit de tourner laxe des condensateurs ajustables se trouvant dans le filtre adaptateur dimpdance jusqu trouver la capacit correspondant au niveau de signal de sortie HF maximal. Cette leon proposera, dans sa seconde partie, de construire un petit metteur AM pour la gamme des 27 MHz : nous verrons, entre autres, comment rgler les condensateurs ajustables pour une parfaite adaptation aux diverses impdances et nous vous apprendrons calculer un filtre passe-bas qui, appliqu la sortie de lmetteur, empchera toutes les frquences harmoniques datteindre lantenne mettrice.

    aurons la sortie une puissance de :

    1,987 x 6,31 = 12,53 W(voir figure 387)

    Note : comme le montre le tableau 22, un gain de 6,31 correspond une aug-mentation de puissance de 8 dB.

    Cependant, pour amplifier un signal HF, il ne suffit pas, comme en BF, de prlever le signal de collecteur dun transistor puis de lappliquer, travers un condensateur, la base dun transistor amplificateur : en effet, si lon nadapte pas limpdance du signal prlev sur le collecteur limp-dance de base du transistor amplificateur, des pertes importantes se produisent.

    a plus grande aspiration dun jeune passionn dlectronique est de rus-sir raliser un metteur de moyenne puissance en

    mesure denvoyer distance sa propre voix. tant donn qu la sortie dun tage oscillateur la puissance prleve est toujours drisoire, pour rendre le signal puissant il faut lamplifier, mais pour ce faire on doit connatre, au pralable, tous les procds mettre en uvre pour raliser des tages amplificateurs HF efficaces.

    Si nous avons un tage oscillateur fournissant sa sortie une puissance de 0,05 W et si nous lappliquons un

    transistor devant lamplifier 6,31 fois, sur son collecteur nous aurons une puissance de :

    0,05 x 6,31 = 0,315 W

    Si cette puissance est insuffisante, il est ncessaire dajouter un deuxime transistor et, sil amplifie aussi de 6,31 fois, nous aurons sur son collecteur une puissance de :

    0,315 x 6,31 = 1,987 W

    Si nous voulons ensuite encore aug-menter la puissance, nous devrons ajouter un troisime transistor et, sil amplifie aussi de 6,31 fois, nous

    LEO

    N N39

    -1

    NIVE

    AU 3

    Apprendre

    llectroniqueen partant de zro

    Comment concevoir un metteurpremire partie : la thorie

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    Que signifieadapter une impdance ?

    Comme le montre le tableau 20, lim-pdance de base et limpdance de collecteur dun transistor changent avec la puissance.

    o Z est limpdance en ohms, Vcc la ten-sion maximale accepte par le collecteur du transistor, W la puissance maximale que peut fournir le transistor.

    Donc si un transistor aliment avec une tension maximale de 18 V fournit une puissance HF de 7 W, limpdance de son collecteur sera denviron :

    [(18 x 18) : (7 + 7)] = 23 ohms

    Si un autre transistor aliment avec une tension maximale de 15 V fournit une puissance HF de 7 W, limpdance de son collecteur sera denviron :

    [(15 x 15) : (7 + 7)] = 16 ohms

    Prcisons que limpdance de collec-teur ne varie pas seulement avec la tension dalimentation, mais aussi avec la frquence de travail. tant donn quon nexplique en gnral pas com-ment faire pour adapter deux impdan-ces diffrentes, on voit pourquoi ceux qui passent de la BF la HF ne peuvent comprendre pour quelle raison, quand on amplifie un signal HF, la puissance au lieu daugmenter diminue !

    Afin de vous expliquer ce quadapter une impdance signifie, prenons une comparaison hydraulique : comparons le transistor un rservoir dont lentre est un tube de petit diamtre (basse impdance) et dont la sortie est un tube

    Figure 387 : Si lon applique 0,05 W fourni par un tage oscillateur sur lentre dun tage amplificateur ayant un gain de 8 dB, sa sortie nous prlevons 0,315 W. Si lon applique 0,315 W sur lentre dun deuxime amplificateur ayant un gain de 8 dB, encore, sa sortie nous prlevons 1,987 W. Pour augmenter cette puissance, il est ncessaire dajouter un troisime tage amplificateur et, si celui-ci a aussi un gain de 8 dB, sa sortie nous aurons une puissance de 12,53 W. La consultation du tableau 22 permet de voir quun gain de 8 dB correspond une augmentation de puissance de 6,31 fois.

    SORTIE0,05 W

    ENTRE0,05 W

    SORTIE0,315 W

    ENTRE0,315 W

    SORTIE1,987 W

    ENTRE1,987 W

    SORTIE12,53 W

    OSCILLATEUR 1er AMPLI. 2e AMPLI. FINAL

    GAIN 8 dB GAIN 8 dB GAIN 8 dB

    Figure 388 : Le signal HF produit par un tage oscillateur peut tre prlev par voie inductive, en en-roulant deux ou trois spires (L2) sur le ct froid de L1.

    E

    BC

    E

    BC

    L1 L2

    E

    BC

    E

    BC

    L1

    C1

    Figure 389 : Pour prlever le signal HF par voie capacitive, il suffit de relier entre collecteur et base des deux transistors un condensateur C1 de faible capacit.

    Figure 390 : Limpdance de collecteur dun transistor peut tre calcule avec cette formule. Vcc est la tension maximale que le transistor peut accepter et W la puissance HF maximale quil peut fournir. Le tableau 20 indique les valeurs moyennes dimpdances de collecteur et de base en fonction de la puissance maximale en W.

    Z ohm = Vcc x Vccwatt + watt

    Tableau 20 :Rapport entre la puissance dun transistor et les impdances de ses jonctions.

    Puissance max Impdance Impdance transistor base collecteur (W) () () 1 70 110 2 36 60 3 24 40 4 18 30 5 14 23 6 12 20 7 11 19 8 8,5 14 9 8,0 13 10 7,8 12 15 5,0 8,0 20 3,6 6,0 30 2,4 4,0 40 1,8 3,0 50 1,5 2,5 60 1,2 2,0 70 1,0 1,6 80 0,9 1,4 90 0,8 1,3 100 0,7 1,1

    Note : ce tableau, bien que purement indi-catif, sert montrer que limpdance de base dun transistor HF est toujours inf-rieure celle de son collecteur. Ces valeurs sont approximatives car limpdance varie dun transistor un autre en fonction de la tension dalimentation et de la frquence de travail.

    Etant donn que ces impdances ne sont jamais donnes dans les tables de caractristiques des transistors, vous voudrez sans doute savoir comment les calculer. On peut trouver avec une bonne approximation limpdance de collecteur grce la formule :

    Z ohms = [(Vcc x Vcc) : (W + W)]

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    de gros diamtre (haute impdance). Il va de soi que si lon abouche, comme le montre la figure 391, une sortie de gros diamtre une entre de petit diamtre, afin de transvaser un liquide, une bonne quantit de ce liquide sera perdue. Pour viter cette perte, la solution idale serait dutiliser des tubes de mmes diamtres, mais comme ce nest pas possible, il faut se procurer des raccords permettant daboucher deux tubes de deux dia-mtres diffrents, comme le montre la figure 392.

    En HF un raccord capable dadapter une basse impdance une haute impdance ou vice versa, est constitu de deux condensateurs ajustables et dune self, comme le montrent les figu-res 393 et 394. Les deux condensa-teurs ajustables C1 et C2 regardent toujours vers limpdance la plus haute et la self L1 vers la plus basse.

    Pour savoir combien de puissance on perdrait en prsence dune dsadap-tation dimpdance, on peut utiliser la formule :

    [(Z suprieure : Z infrieure) x 2] 1

    o Z est limpdance en ohms.

    Si nous reprenons le schma de la figure 387 permettant dobtenir en sor-

    tie une puissance denviron 12,53 W et si nous le montons sans adapter limpdance du collecteur et celle de la base du transistor amplificateur sui-vant, nous pouvons calculer combien de puissance est perdue.

    Si limpdance de sortie de ltage oscillateur est de 130 ohms et si le signal est appliqu sur la base dun premier transistor de 1 W ayant une impdance denviron 70 ohms, ce que nous reportons ci-dessous :

    puissance max. du transistor = 1 Wimpdance base = 70 ohmsimpdance collecteur = 110 ohms

    nous aurons une dsadaptation de :

    [(130 : 70) x 2] 1 = 2,7

    Si nous relions la sortie de ce transistor, ayant une impdance de 110 ohms, la base dun transistor en mesure de fournir une puissance maximale de 2 W, comme le montre la figure 397, en consultant le tableau 20 nous lisons les impdan-ces suivantes :

    puissance max. du transistor = 2 Wimpdance base = 36 ohmsimpdance collecteur = 60 ohms

    Si nous relions les 110 ohms du pre-mier transistor une impdance de 36 ohms, soit limpdance du deuxime transistor, nous obtenons la dsadap-tation dimpdance suivante :

    [(110 : 36) x 2] 1 = 5,11

    Si ensuite nous ajoutons un troisime transistor en mesure de fournir une puissance maximale denviron 15 W, en consultant le tableau 20 nous lisons les impdances suivantes :

    puissance max. du transistor = 15 Wimpdance base = 5 ohmsimpdance collecteur = 8 ohms

    Si nous relions le collecteur du deuxime transistor, ayant une imp-dance de 60 ohms, la base de ce troisime transistor, ayant une imp-dance de 5 ohms, nous obtenons une dsadaptation de :

    [(60 : 5) x 2] 1 = 23.

    Si maintenant nous consultons le tableau 21, o dans la deuxime colonne est indiqu par quel nombre multiplier la puissance fournie pour trouver la puis-sance obtenue en prsence dune dsa-daptation dimpdance, nous avons :

    Figure 391 : tant donn que limpdance de collecteur est toujours sup-rieure celle de base du transistor devant amplifier le signal, si lon nadapte pas ces deux impdances diffrentes on a des pertes, comme celles quon aurait si, pour transvaser de leau dun rservoir un autre, on utilisait deux tubes de diamtres diffrents.

    PERTES

    PERTES

    PERTES

    OSC.

    1er AMPLI.

    2e AMPLI.

    RACCORD

    RACCORD

    RACCORD

    OSC.

    1er AMPLI.

    2e AMPLI.

    Figure 392 : Afin dviter toutes ces pertes de transvasement, vous devrez utiliser des raccords capables dadapter lun des diamtres avec lautre. En HF, ces rac-cords sont des adaptateurs dimpdance et ils sont constitus de deux condensa-teurs ajustables et dune self, comme le montrent les figures 393 et 394.

    C1

    C2

    L1

    BASSEIMPDANCE

    HAUTEIMPDANCE

    RACCORD

    Figure 393 : Pour adapter une haute impdance une basse impdance, il est ncessaire dappliquer le si-gnal sur le condensateur ajustable C1 et de le prlever sur la self L1

    BASSEIMPDANCE

    HAUTEIMPDANCE

    C1

    C2

    RACCORD

    L1

    Figure 394 : Pour adapter une basse impdance une haute impdance, il est ncessaire dappliquer le si-gnal sur la self L1 et de le prlever sur le condensateur ajustable C1.

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    Valeur SWR ou ROS Multiplicateur de dsadaptation pour les pertes 1,0 0,000 1,1 0,002 1,2 0,008 1,3 0,017 1,4 0,030 1,5 0,040 1,6 0,053 1,7 0,067 1,8 0,082 1,9 0,096 2,0 0,111 2,1 0,126 2,2 0,140 2,3 0,155 2,4 0,169 2,5 0,184 2,6 0,197 2,7 0,211 2,8 0,224 2,9 0,237 3,0 0,250 3,1 0,260 3,2 0,270 3,3 0,286 3,4 0,298 3,5 0,309 3,6 0,319 3,7 0,330 3,8 0,340 3,9 0,350 4,0 0,360 4,1 0,370 4,2 0,380 4,3 0,390 4,4 0,397 4,5 0,405 4,6 0,414 4,7 0,422 4,8 0,430 4,9 0,437 5,0 0,445 5,5 0,479 6,0 0,510 6,5 0,538 7,0 0,563 7,5 0,585 8,0 0,605 8,5 0,623 9,0 0,640 9,5 0,650 10 0,670 11 0,695 12 0,716 13 0,735 14 0,751 15 0,766 16 0,778 17 0,790 18 0,800 19 0,810 20 0,819 21 0,826 22 0,833 23 0,840 24 0,844 25 0,852 26 0,857 27 0,861 28 0,867 29 0,870 30 0,874

    Figure 396 : Pour calculer la valeur du SWR ou ROS, vous pouvez utiliser cette formule et pour calculer le facteur de multiplication de perte, vous pouvez utiliser la formule : (SWR 1) : (SWR +1) au carr. Exemple : (4,5 1) : (4,5 +1) au carr = 0,4049.

    1Z sup.Z inf.

    x 2

    Sachant qu la sortie de ltage oscilla-teur une puissance de 0,05 W est dispo-nible, en prsence dune dsadaptation dimpdance de 2,7 nous perdons une puissance denviron :

    0,05 x 0,211 = 0,01 W

    et donc sur la base du premier tran-sistor narrive plus la puissance de 0,05 W, mais seulement :

    0,05 0,01 = 0,04 W

    tant donn que ce premier transis-tor amplifie le signal appliqu sur sa base 6,31 fois, nous prlevons sur son collecteur une puissance de :

    0,04 x 6,31 =0,252 W

    Figure 395 : Lcoute de monde est une passion partage par de nom-breux amateurs.

    dsadaptation 2,7 = x 0,211dsadaptation 5,1 = x 0,445dsadaptation 23 = x 0,840

    Note : tant donn que dans le tableau 21 on ne trouve pas 5,1, nous avons pris 5.

    Tableau 21 :

    Valeur de dsadaptation et coefficient multiplicateur correspondant. Ce coeffi-cient multiplicateur sera appliquer la puissance thorique pour obtenir la puis-sance relle transfre. Dans la premire colonne de ce tableau, on a report la valeur de SWR ou ROS (ondes stationnai-res) que lon obtient en reliant deux im-pdances diffrentes et dans la seconde le facteur de multiplication utiliser pour calculer les pertes.

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    Figure 397 : Si nous ralisons le schma de la figure 387 permettant de prlever la sortie du dernier transistor une puissance de 12,53 W, sans adapter aucune impdance, nous ne prlverons sur le dernier transistor que 0,896 W, soit la puissance prsente sur le collecteur du deuxime tage amplificateur. Le texte vous explique comment calculer les pertes causes par une dsadaptation dimpdance.

    0,05 W 0,04 W 0,252 W 0,14 W 0,883 W 0,142 W

    0,896 WZ =

    70

    Z =

    110

    Z =

    130

    Z =

    36

    Z =

    60

    Z =

    5

    Z =

    8

    SORTIE ENTRE SORTIE ENTRE SORTIE ENTRE

    SORTIE

    OSCILLATEUR 1er AMPLI. 2e AMPLI. FINAL

    GAIN 8 dB GAIN 8 dB GAIN 8 dB

    Si nous relions la sortie de ce premier transistor, fournissant une puissance de 0,252 W, la base du deuxime transistor, ayant une impdance de 36 ohms, nous perdons une puissance de :

    0,252 x 0,445 = 0,112 W

    et donc sur la base de ce deuxime transistor arrive une puissance de seulement :

    0,252 0,112 = 0,14 W

    tant donn que ce deuxime transis-tor amplifie le signal appliqu sur la base de 6,31 fois, nous prlevons sur son collecteur une puissance de :

    0,14 x 6,31 = 0,883 W

    Si nous relions la sortie de ce deuxime transistor, fournissant une puissance de 0,883 W, la base du troisime tran-sistor, ayant une impdance de 5 ohms, nous perdons une puissance de :

    0,883 x 0,840 = 0,741 W

    et donc sur la base de ce troisime transistor arrive une puissance de seulement :

    0,883 0,741 =0,142 W

    tant donn que ce troisime transistor amplifie le signal appliqu sur la base de 6,31 fois, nous prlevons sur son collecteur une puissance de :

    0,142 x 6,31 = 0,896 W

    Avec cet exemple nous venons de dmontrer que si lon nadapte pas parfaitement limpdance du collec-teur dun transistor limpdance de base du transistor amplificateur, on a des pertes de puissance leves et, en effet, la sortie du troisime transistor, au lieu dobtenir une puis-sance de 12,53 W, comme le montre la figure 387, on na que 0,896 W, comme le montre la figure 397.

    Toutes ces oprations constituent des calculs que vous ne pourrez jamais faire, car vous ne connatrez jamais ni les impdances de base et de collec-teur ni des tas dautres paramtres. Par exemple, les capacits internes du tran-sistor variant selon la frquence de tra-vail, les capacits parasites du circuit imprim et du dissipateur, etc. Tous ces problmes sont rsolus par les deux condensateurs ajustables C1 et C2 des filtres que montrent les figures 393 et 394 : une fois rgls, ils permettent dadapter parfaitement limpdance de collecteur, inconnue, limpdance de base, inconnue galement.

    Relier un collecteur la base dun transistor amplificateur

    Si lon jette un coup dil sur le tableau 20, on voit que limpdance de collecteur dun transistor est toujours plus leve que limpdance de base du transistor utilis pour amplifier le signal HF. Mme si nous ne connaissons pas limpdance de collecteur ni celle de la base, il suffit, pour les adapter, de relier le filtre comme le montre la figure 398. Au collecteur, ayant une impdance suprieure, on relie C1 et la base du transistor amplificateur on relie L1.

    Pour savoir quand ces deux impdances sont parfaitement adaptes, on procde de manire exprimentale. En srie avec le collecteur du transistor amplificateur on relie un milliampremtre, comme le montre la figure 399, puis on rgle les deux condensateurs ajustables C1 et C2 jusqu trouver la capacit pour laquelle le transistor consomme le courant maxi-mum. Si lon reprend la comparaison hydraulique, quillustre la figure 392, nous pouvons dire que C1 sert adapter le filtre au diamtre suprieur et C2 au diamtre infrieur.

    La self L1 relie la base sert accorder la frquence de travail. En effet, comme nous lavons vu ensemble propos de loscillateur quartz EN5038, si cette

    E

    BC

    E

    BCC1

    C2

    L1

    HAUTEIMPDANCE

    BASSEIMPDANCE

    Figure 398 : Pour transfrer le si-gnal prlev sur un collecteur vers la base dun transistor amplifica-teur, vous devez tourner C1 vers le collecteur et L1 vers la base.

    E

    BC

    E

    BCC1

    C2

    L1

    HAUTEIMPDANCE

    BASSEIMPDANCE

    mA

    3020 4050

    100

    Figure 399 : Pour savoir dans quelles positions tourner les axes de C1 et C2, il suffit de relier au collecteur du transistor un mA-mtre. Les deux conden-sateurs ajustables sont rgler jusqu trouver les positions correspondant au courant maximal consomm par le transistor.

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    self na pas la valeur dinductance en H requise, au lieu de saccorder sur la frquence fondamentale elle peut le faire sur une frquence harmonique, cest--dire une frquence double de la fondamentale. Cette caractristique ne peut dailleurs tre exploite que dans le cas o lon souhaite doubler la frquence prleve la sortie de los-cillateur. Par exemple pour mettre sur la frquence de 96 MHz nous pouvons utiliser un quartz de 48 MHz oscillant sur 24 MHz puis rgler le premier filtre sur la frquence de 24 + 24 = 48 MHz et les deuxime et troisime filtres sur 48 + 48 = 96 MHz, comme le montre la figure 400.

    Or calculer linductance dun filtre adap-tateur est difficile car on ne connat presque jamais les impdances de col-lecteur et de base des transistors utili-ss. Pour rsoudre ce problme, au lieu de perdre du temps dans des calculs complexes, mme les spcialistes utili-sent une mthode exprimentale beau-coup plus simple et bien plus prcise. En fait on part dun filtre constitu de deux condensateurs ajustables de 500 pF et dune self de 20 spires de fil de cuivre de 1 mm de diamtre bobin sur un diamtre de 12 15 mm.

    Quand on tourne les axes des con-densateurs ajustables le transistor un moment se met consommer un courant maximal, comme le montre la figure 399. Si ce nest pas possible, on rduit le nombre de spires 18, 15, etc. Supposons quavec 6 spires et avec C1 et C2 environ 100 pF on russisse faire consommer un cou-rant maximal au transistor, on ralise un second filtre en montant une self de 6 spires et deux condensateurs ajusta-bles de 100 pF.

    Si vous voulez monter un metteur quel quil soit, vous naurez pas faire cette manipulation, car la liste des composants indiquera la capacit des deux condensateurs ajustables et le nombre de spires de la self.

    Adapter un transistor final une impdance normalisede 50 ou 75 ohms.

    Le tableau 20 montre que limpdance de collecteur dun transistor est tou-jours infrieure aux 50 ou 75 ohms du cble coaxial allant lantenne met-trice. Mme si nous ne connaissons pas limpdance de collecteur du transistor utilis, nous savons dj quelle doit tre augmente et pour ce faire il est nces-saire de relier le filtre comme le montre la figure 401. En fait nous devons relier L1 au collecteur et C1 la sortie. Pour savoir si notre filtre peut adapter la basse impdance du collecteur une impdance de sortie de 50 51 ohms, il suffit de relier la sortie la sonde de charge EN5037. Cette sonde accepte une puissance maximale dentre de 1 W et donc, pour mesurer une puissance suprieure, il est ncessaire de rempla-cer les deux rsistances dentre de 100 ohms 1/2 W par dautres de plus gran-des puissances, mais ayant toujours une valeur ohmique de 50 51 ohms.

    Par exemple pour mesurer une puis-sance maximale de 5 W nous pouvons relier en parallle trois rsistances au carbone de 150 ohms 2 W, en effet : 150 : 3 = 50 ohms. On ne peut pas

    Figure 400 : Si L1 a un nombre de spires insuffisant, au lieu de saccorder sur la frquence fondamentale elle saccordera sur une frquence harmonique. Cette caractristique peut tre mise profit pour doubler une frquence. Par exemple, dans le cas dun tage oscillateur produisant une frquence de 24 MHz, si vous utilisez une self L1 constitue de peu de spires, vous pourrez accorder le premier filtre sur 48 MHz, le deuxime et le troisime sur 96 MHz. Si vous rglez un filtre sur une frquence harmonique, la sortie vous obtiendrez une puissance infrieure celle obtenue avec un filtre rgl sur la fondamentale produite par ltage oscillateur.

    C1

    C2

    L1

    96 MHz

    OSCILLATEUR 1er AMPLI.

    24 MHzC1

    C2

    L1

    48 MHz

    2e AMPLI.

    C1

    C2

    L1

    96 MHz

    Figure 401a : Pour adapter limpdance de sortie dun transistor limpdance normalise du cble coaxial, vous devez relier la self L1 au collecteur et le condensateur ajustable C1 la sonde de charge ayant une rsistance de 50 ou 75 ohms lentre.

    HAUTEIMPDANCE

    BASSEIMPDANCE

    COM+

    Service

    ~ =

    30A

    0,3A

    3mA

    30mA0,3A

    3A 1,5KV max1KV

    5V1,5V

    x1Kx100x10

    x1

    150V

    500V

    50V

    15V

    OHM

    MULTIMTREsur

    VOLTS

    SORTIE

    R1 R2 C1 C2 C3 C4R3

    JAF1

    DS1ENTRE

    SONDE EN5037

    50 51 E

    BC

    C1

    C2

    L1

    Figure 401b : Dessin, lchelle 1, du circuit imprim de la sonde HF de char-ge, EN5037, vu ct soudures.

    exclure, cause des tolrances, que le rsultat effectif final soit de 49 ou 51 ohms, mais cela ne constitue pas un problme. Par contre ne remplacez jamais les rsistances au carbone par des rsistances fil : tant inductives

    Liste des composants

    R1 ................ 100 1/2 wattR2 ................ 100 1/2 wattR3 ................ 68 kC1 ................ 10 nF cramiqueC2 ................ 1 nF cramiqueC3 ................ 10 nF cramiqueC4 ................ 1 nF cramiqueDS1.............. Diode schottky HP5082JAF1 ............. Self HF (32 spires fil cu mail 6/10 sur ferrite 3 mm, non critique)

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    Figure 402 : Aprs avoir lu la tension sortant de la sonde de charge sur le multimtre, comme le montre la figure 401, vous pouvez calculer la puissance en W en vous servant de la formule ci-contre. R en ohm, est la rsistance applique lentre de la sonde de charge (50 ou 75 ohms).

    Watt = V x VR+R

    Watt = mA x V1 000

    Figure 403 : Si vous savez quel courant en mA consomme ltage final et la tension dalimentation en V, vous pouvez cal-culer la puissance en W fournie en vous servant de la formule ci-contre. Comme le rendement dun transistor ne dpasse pas 80 %, la puissance calcule doit tre multiplie par 0,8.

    Figure 404 : Si lmetteur est modul en FM, vous pouvez ali-menter les transistors avec la tension maximale de travail, car la modulation fait varier seule-ment la frquence et non pas la tension de collecteur.

    Figure 405 : Si lmetteur est modul en AM, vous devez ali-menter le transistor final avec une tension gale la moiti de sa tension maximale de travail, car la modulation augmente la tension de collecteur.

    Figure 406 : Quand un transis-tor final est modul en AM, la tension du signal BF sajoute celle dj prsente sur le col-lecteur et par consquent si le transistor est aliment en 15 V, sur son collecteur il y aura une tension de 30 V.

    leur impdance nest nullement gale leur rsistance ohmique !

    Limpdance de collecteur ntant pas connue, ni la capacit parasite du circuit imprim et du dissipateur, etc., la valeur de L1 en H nest pas facile calculer, aussi, procderons-nous par mthode exprimentale. En fait on doit raliser un filtre form de deux condensateurs ajustables de 500 pF et dune self de 20 spires de fil de cuivre de 1 mm sur un diamtre de 10 12 mm. Si nous tournons les axes des condensateurs ajustables nous obte-nons en sortie une tension maximale, comme le montre la figure 401. Si le multimtre indique une tension moindre que celle correspondant la puissance requise, nous devons rduire expri-mentalement le nomb