EVOLUTION TECHNIQUE DES RECEPTEURS
DURANT LE XXème SIECLE
Chapitre 1 : récepteurs de radiodiffusion à lampes
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Le but de cette revue est de montrer l’évolution de la technique des récepteurs pour les fréquences inférieures à 30 MHz. Ce descriptif est basé sur des schémas réels, parfois modifiés pour des raisons didactiques. N’ayant pas été construits par l’auteur, leur bon fonctionnement n’est pas certain. Nous aborderons d’abord les récepteurs pour la radiodiffusion prévus essentiellement pour les ondes moyennes (ou petites ondes PO) et les ondes longues (ou grandes ondes GO). L’intérêt de ce type de récepteur est qu’ils ont toujours du être réalisés au moindre coût, tout en ayant un bon rendement. Ils ne sont cependant prévus que pour la modulation d’amplitude, et ne permettent donc pas la réception de la télégraphie ou la BLU. Par ailleurs, même s’ils sont relativement sensibles, ils ne sont pas conçus pour recevoir des signaux très faibles. Dans un deuxième temps, nous aborderons les récepteurs spécifiques des radioamateurs. A la différence des premiers, ils sont prévus pour les ondes courtes (OC) et permettent de décoder la télégraphie et la BLU.
I RECEPTEUR DE RADIODIFFUSION
A la fin du XIXème siècle, les premiers récepteurs radio ne comprenaient qu’une antenne, un démodulateur à limaille de fer, et un galvanomètre ou un enregistreur télégraphique. Différents détecteurs furent ensuite proposés pour augmenter la sensibilité des récepteurs. Les détecteurs à cristaux, type galène, s’imposèrent vers 1910. De façon à pouvoir séparer les différentes stations, un circuit oscillant a été ajouté. Le récepteur de la figure 1 montre le montage résultant. Le circuit oscillant permet d’accorder l’antenne sur la fréquence de la station désirée. La galène (diode au sulfure de plomb) effectue la détection. Un condensateur est ajouté en dérivation sur le casque pour augmenter quelque peu la sensibilité. Ces postes sont peu sensibles du fait de l’absence d’étage amplificateur. Le casque ne permet d’entendre que l’énergie captée par l’antenne.
Figure 1 : Poste à galène
Figure 2 : Détectrice à réaction.
L’emploi des lampes triodes pour augmenter la sensibilité des récepteurs, grâce à leur amplification, est apparu vers 1915. Un montage particulier, la détectrice à réaction, permet d’obtenir une détection et une amplification considérable avec une seule lampe. La détection s’effectue par la diode formée par le filament (cathode) et la grille. L’amplification est due au pouvoir amplificateur de la lampe (inférieur à 10) mais aussi au phénomène de la réaction illustré figure 2. Dans ce montage, L2 permet de réinjecter sur le circuit oscillant une partie du signal amplifié pour compenser les pertes du circuit oscillant. Le gain peut alors dépasser nettement 100. Un couplage variable entre L2 et L1 permet de se placer en deçà de l’accrochage (moment ou le système se met à osciller) pour recevoir la modulation d’amplitude, et au-delà pour démoduler les ondes entretenues (CW) ou, aujourd’hui, la BLU. Ce type de récepteur présente souvent une sélectivité insuffisante, et ne permet pas d’écouter en haut-parleur.
Figure 3 : Récepteur C119
Nous arrivons donc au récepteur « C119 » de la figure 3. Il s’agit d’une détectrice à réaction à laquelle ont été ajoutés un amplificateur HF et 2 amplificateurs BF. L’étage HF permet d’augmenter la sensibilité et la sélectivité (grâce aux 2 circuits oscillants L1C1 et L2C2). L’écoute en haut-parleur est possible grâce aux deux étages amplificateurs BF.
Figure 4 : Superhétérodyne BGP.
La sélectivité du C119 est toutefois encore insuffisante. Ce problème de sélectivité n’a pu être résolu que par les montages superhétérodynes. Dans ce type de montage, on modifie la fréquence du signal incident pour pouvoir l’amplifier dans un circuit à fréquence fixe dite fréquence intermédiaire (FI) ou moyenne fréquence (MF). Ce changement de fréquence est obtenu en mélangeant le signal incident à celui d’un oscillateur. Pour modifier la fréquence à recevoir, il suffit de modifier la fréquence de l’oscillateur et d’accorder les circuits disposés avant le mélangeur sur la fréquence désirée. L’intérêt de ce type de montage est que l’étage FI peut comprendre un filtre extrêmement sélectif réglé une fois pour toutes en usine. Le récepteur de la figure 4 est un exemple de superhétérodyne datant de 1930. Le changement de fréquence s’effectue par une lampe bigrille sur 60 KHz. La partie oscillatrice est formée par C1AB. Deux étages FI permettent d’obtenir 4 circuits oscillants FI. En ne maniant que 2 condensateurs (C pour l’accord du circuit d’entrée, C1 pour l’accord de l’oscillateur), on obtient la sélectivité de 5 circuits oscillants (4 en FI et celui formé par le cadre). Pour un récepteur à amplification directe équivalent, il faut effectuer le réglage de 5 condensateurs variables pour modifier la fréquence, ce qui est quasi impossible.
Figure 5 : Superhétérodyne 4 lampes.
Le récepteur suivant (figure 5) n’est que l’optimisation du récepteur précédent. Ce type de schéma a été utilisé de 1935 à 1965. La durée de vie de ce schéma s’explique par ses qualités intrinsèques. Le changement de fréquence s’effectue par une lampe double (oscillatrice + mélangeuse) spécialement conçue pour cette fonction. Un étage unique de fréquence intermédiaire sur 472 KHz (ou 455 KHz) permet d’obtenir un gain suffisant, une bonne sélectivité par l’emploi des transformateurs à primaire et secondaire accordés, et une bonne élimination de la fréquence image en PO et GO. L’utilisation d’un seul étage FI minimise les risques d’accrochages en FI. Deux étages BF permettent d’obtenir une puissance de sortie comprise selon les modèles entre 1 et 5 W. A noter le fonctionnement sur antenne. Les condensateurs CV1 et CV2 sont sur le même axe (commande unique) pour que l’usager n’ait qu’un bouton à tourner pour changer de station. Un tel récepteur parfaitement mis au point permet, aujourd’hui encore, une parfaite réception des PO et GO.
Olivier ERNST F5LVG
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