RECEPTEUR A REACTION 20 M
Olivier ERNST F5LVG
Une détectrice à réaction est un récepteur simple relativement sensible du fait de la réaction. Ce procédé consiste à réinjecter à l'entrée d'un amplificateur une partie du signal de sortie qui est alors réamplifiée, ce qui augmente de façon importante le gain du montage. La théorie en a été exposée dans un article précédent, auquel il faut vous reporter (voir radio-REF juillet 2000 p19 ou mon site internet sur la technique radioamateur : http://oernst.f5lvg.free.fr/ ). La pratique montre que les performances de ces récepteurs diminuent quand la fréquence augmente. En particulier sur 20 m (14 MHz), il existe 3 difficultés importantes. La première est l'instabilité en fréquence. En général une dérive continue oblige à retoucher constamment le bouton d'accord pendant l'écoute d'une station. Dans le récepteur décrit, après une heure de fonctionnement, le battement nul avec une station de radiodiffusion a été conservé pendant 20 minutes. La deuxième correspond à un ronflement provoqué en accroché par une fuite de HF du récepteur, qui est modulé par le secteur dans un circuit de redressement quelconque, puis qui revient au récepteur. Cet effet est quasiment inexistant dans notre montage. La troisième est la réception des stations de radiodiffusion sur 13,8 MHz. Ce phénomène est rarement perceptible avec notre montage. Quand tous ces problèmes sont résolus, il est possible d'entendre en BLU sur 20 m le Canada, les USA, le Brésil, la Thaïlande et même le Japon !
Etudions le schéma de récepteur (figure 1). Un étage HF est indispensable pour éviter le ronflement évoqué plus haut et pour éviter une instabilité induite par le couplage de l'antenne sur le circuit d'accord. Bien que prévu pour les basses fréquences, les transistors employés dans ce montage ont encore d'excellentes performances à 14 MHz, identiques à celles de transistors spécialisés. Le gain RF est déterminé très simplement par le potentiomètre de 1 Kohm. La self L1 sert à empêcher les stations locales de la bande FM à pénétrer dans le récepteur. Sa valeur n'est pas critique. Le montage en base commune est apparu très stable, tout en donnant une amplification importante. Le collecteur est relié directement au circuit d'accord.
Le circuit d'accord est constitué par L1, L2, les condensateurs de 90 pF et 220 pF ainsi que par les diodes zeners de 47 V 1 W et leur retour à la masse par le condensateur de 10 nF. Ces connexions doivent être courtes et rigides. Il est indispensable d'utiliser un condensateur de 220 pF np0, c'est à dire extrêmement stable (www.selectronic.fr). Un condensateur normal aboutit à une importante instabilité. Les deux bobines L2 et L3 ne sont pas couplées (angulation de 90°, plus de 4 cm de distance). Les zeners servent de varicaps. Le potentiomètre de 20 kohm doit être démultiplié (potentiomètre 10 tours). Les variations de capacité des diodes sont logarithmiques. Il est donc indispensable d'ajouter la résistance de 2,2 kohm pour linéariser les variations de fréquences.
La réaction est provoquée par le premier transistor BC547B. La résistance de 100 ohm en série avec l'émetteur augmente son impédance d'entrée et donc diminue l'amortissement du circuit oscillant. Le gain de l'étage est déterminé par la variation de la tension base choisie par le potentiomètre de 10 kohm. Pour démoduler la BLU et la CW, le gain doit être poussé pour dépasser légèrement l'accrochage, c'est à dire le déclenchement des oscillations. La stabilité en fréquence est due à l'emploi de composants d'excellente qualité (en particulier le condensateur de 220 pF), l'importante capacité d'accord, et le choix du montage (collecteur commun).
La démodulation est effectuée par le deuxième transistor BC547B. Ce transistor agit en détecteur en ne laissant passer que les demi-alternances positives, sans aucune amplification du fait de la sortie sur l'émetteur. La linéarité est donc très bonne. Une très faible intensité de polarisation est appliquée sur la base, juste pour obtenir une minime conduction du transistor : l'intensité dans le circuit de l'émetteur est mesurée sur ma platine à 0,01 µA ! Du fait de cette faible intensité, l'impédance du transistor est extrêmement élevée, ce qui évite d'amortir le circuit oscillant. Un détecteur à transistor en collecteur commun est un détecteur quasi idéal : très bon rendement de détection y compris pour les signaux faibles, très bonne linéarité, très faible amortissement du circuit d'entrée. Remarquez la valeur élevée du condensateur d'entrée (220 nF). Son importante valeur est obligatoire pour " court-circuiter " à la masse les bruits basse fréquence induits par le secteur ou par le bruit de scintillation en 1/f. A la sortie, la résistance de 2,2 kohm et le condensateur de 100 nF servent de filtre passe-bas pour ne laisser passer que les fréquences basses correspondant à la voie.
Le dernier étage est l'ampli AF. Un TDA2003 est largement suffisant. Du petit haut-parleur est possible sur 20 m car son gain est extrêmement élevé. Les capacités de couplages, bien qu'inhabituelles, ont été choisies pour éviter les auto-oscillations. Il n'y a pas de gain AF. Si vous voulez ajouter ce contrôle, il faut mettre en sortie du récepteur un potentiomètre de 100 ohm.
Le récepteur est fabriqué sur un châssis de type chaise. Sur une première plaque de bakélite cuivrée simple face 15x20 cm sont fixés 4 équerres de 5 cm de côté qui servent de pieds. Le cuivre doit être situé sur la face supérieure de la plaque, afin de servir de plan de masse. Une deuxième plaque de 15x20 cm est fixée sur les 2 équerres de l'avant. Cette plaque sert ainsi de face avant, le côté cuivré étant vers l'avant (figure 3). Des résistances de 10 Mohm servent de point de soudage des composants. Il ne faut pas hésiter à torsader ensemble 2 résistances pour faire un point de connexion rigide. Un gros fil de cuivre dénudé est utilisé pour faire une longue connexion +9V. Ce fil est fixé à la masse par l'intermédiaire de 2 résistances de 10 Mohm. Ces résistances sont négligeables, sauf pour le circuit de base du transistor détecteur où elles doivent être prohibées. Ce câblage en l'air, permet de réaliser facilement des montages ne comprenant pas trop de circuits intégrés. Les bobines sont réalisées avec du fil de câblage rigide de petit diamètre. Sur un bic on bobine les unes sur les autres les spires nécessaires. On termine le bobinage en torsadant les 2 fils de sortie sur 2 tours. On retire alors le bobinage du bic. Après avoir parfaitement réglé le récepteur, il est conseillé de faire couler de la colle cyanolite sur les connexions de ces bobines afin de les rigidifier.
Le schéma d'implantation est donné figure 4. Les traits gras correspondent à des connexions reliées à la masse par les résistances de 10 Mohm. Quand ces connexions dépassent 2 cm, le fil des résistances n'est pas suffisant, et il est donc complété par du fil électrique de gros calibre, type fil rigide d'installation 10A dénudé. Une échelle de 5 cm est donnée sur le schéma. Les potentiomètres sont sur la face avant. Attention, il ne doit y avoir aucune résistance entre la base du transistor détecteur et la masse.
Les possesseurs d'un grid-¦dip régleront facilement le récepteur. Pour les autres, il faut brancher l'antenne et vérifier que le montage accroche : de multiples sifflements doivent être entendus en modifiant l'accord. Ensuite en restant en accroché, il faut écouter sur un récepteur de trafic avec comme antenne un simple fil allant près de votre montage. En accroché votre récepteur à réaction émet et sera donc bien audible sur votre récepteur de trafic. Le condensateur ajustable de 90 pf permet de caler l'accord. Si l'accord ne peut se faire sur 14 Mhz, il faut modifier le nombre de spire de L2 et L3. La valeur de ces 2 bobines est critique.
Pour terminer signalons qu'en remplaçant le condensateur de 220 pf par un condensateur de 470 pF et en modifiant le nombre de spires de L2 (5 spires) et L3 (10 spires) il est possible de recevoir très bien le 40 m. J'ai ainsi reçu l'Argentine en BLU sur 40 m !
Bon montage et bonnes écoutes qui vous rappelleront les premiers temps du radio-amateurisme.
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Figure 1 : le récepteur
Figure 2 : fabrication du " châssis "
Figure 3 : bobinage
Figure 4 : schéma d'implantation
Figure 5 : brochage des éléments
Olivier Ernst F5LVG octobre 2003