Nouveau récepteur à réaction

Accueil

La découverte des ondes courtes dans les années 20 et 30 s'est faite essentiellement avec des récepteurs à réaction. À l'époque, ces récepteurs employaient des tubes électroniques de faibles performances. Aujourd'hui, nous disposerons de composants nettement plus performants. Le récepteur décrit a été conçu pour fonctionner avec une antenne Lévy de 2x10m. Sur 18 MHz et 21 MHz, des QSO bilatéraux ont été réalisés en SSB avec l'Amérique du Nord.

La théorie des récepteurs à réaction est expliquée ailleurs sur le site Internet. De façon schématique, il s'agit d'un montage oscillateur dont le gain est variable de façon à pouvoir régler l'étage juste avant ou juste après l'accrochage c'est-à-dire du point au apparaît l'oscillation. Théoriquement, un amplificateur à réaction peut avoir un gain infini. Si la réaction est appliquée sur un étage détecteur, il est possible de démoduler la modulation d'amplitude en réglant le récepteur juste avant l'accrochage, et la ssb ainsi que la CW en réglant juste après l'accrochage. En SSB, l'oscillation permet de recréer la porteuse qui a été éliminée dans l'émetteur, en CW l'oscillation crée une interférence qui rend audibles les signaux.

Le récepteur comporte trois étages. Il s'agit du nombre minimum d'étages permettant une réception de qualité dans la partie haute des ondes courtes (au-dessus de 14 MHz). Le premier étage est un amplificateur R.F. dont le principal but est non pas d'amplifier le signal, mais d'isoler au maximum l'antenne et l'étage à réaction. Le deuxième étage est un détecteur à réaction, indispensable pour démoduler les signaux reçus par l'antenne. À la sortie du détecteur, les signaux sont trop faibles pour être audibles, même au casque. Un amplificateur B.F. suit donc le détecteur. Pour l'étage RF et le détecteur, on utilisera des transistors au silicium (mpsh10). Ces transistors sont facilement disponibles et leur fonctionnement jusque dans les uhf permet un excellent rendement en ondes courtes. Pour l'étage B.F., nous emploierons un tda2003. Ce circuit a un grand gain et est extrêmement robuste. Il présente de longues pattes permettant un montage facile. Ces trois composants sont extrêmement solides et performants.

La sélectivité est due uniquement au circuit oscillant présent dans l'étage détecteur à réaction. Ce circuit oscillant doit donc être d'excellente qualité. Les bobines seront donc réalisées avec du fil de gros diamètre et sans support. Les bobines sont placées sur une fiche DIN ce qui leur permet d'être interchangeables. Il faudra donc réaliser une bobine par bande.

L'utilisation d'un récepteur à réaction pour l'écoute des bandes amateurs ne peut se faire de façon efficace quand ayant résolu deux difficultés : obtenir une bonne stabilité en fréquence et un faible bruit de fond.

Pour obtenir une bonne stabilité, plusieurs paramètres doivent être respectés. Tout d'abord, l'antenne ne doit pas être couplée directement aux circuits oscillants. Donc, il est indispensable de mettre un étage amplificateur entre l'antenne et le détecteur pour servir "d'isolateur ". La deuxième nécessité est d'employer des circuits oscillants avec des capacités de très forte valeur. La construction mécanique doit aussi être irréprochable. Tous les éléments du circuit oscillateur doivent être à distance de la main d'opérateur pour éviter une variation de fréquence en réglant le récepteur. Les condensateurs du circuit oscillant doivent être stables en température (condensateurs céramiques multicouches NPO). Si l'accord se fait par condensateurs variables, il faut trouver des condensateurs d'excellente qualité, à air. Aujourd'hui, il apparaît nettement plus simple d'employer une diode varicap pour l'accord.

Deux sources de bruit de fond doivent être éliminées pour obtenir un récepteur performant. La première source de bruit est une modulation à 50 Hertz que l'on entend en accroché sur certaines gammes de fréquences. En effet, l'étage à réaction en accroché équivaut un petit émetteur. Cette onde passe sur les lignes du courant secteur qui servent d'antenne puis est modulée en 50 Hertz dans une alimentation au niveau des diodes. Le moyen le plus sûr est d'éviter que l'oscillateur rayonne. Pour cela, il faut un étage séparateur entre l'antenne et l'étage à réaction. Dans certains cas, il faut blinder l'étage à réaction. Enfin, il faut mettre en parallèle de chaque diode du pont redresseur des capacités de valeur comprise entre 1et 10 nF. La deuxième source de bruit est une induction du courant secteur directement dans les premiers étages B.F. En effet, bien que minime, la capacité parasite entre les étages d'entrée B.F. et le secteur est suffisante pour ramener un bruit de fond pouvant couvrir les stations les plus faibles. À défaut de l'emploi de blindage efficace, il faut employer des circuits pour lesquels l'impédance entre l'entrée et la masse est faible pour les courants de 50 Hertz. Par effet potentiométrique cela atténue l'effet de la capacité parasite.

Examinons le schéma. Le signal de l'antenne est dosé par un potentiomètre afin d'éviter toute saturation du récepteur. Les capacités d'entrée et de sortie du transistor amplificateur R.F. doivent avoir la plus petite valeur possible permettant une amplification suffisante. Cela permet d'isoler au maximum l'étage à réaction de l'antenne.

Les deux diodes 1N 41 48 sont utiles uniquement à proximité d'un émetteur. Si la tension induite dans le circuit oscillant par l'émetteur dépasse 0,6 V, les diodes deviennent conductrices et empêchent la destruction du transistor détecteur. Le circuit de l'oscillateur à réaction et un Colpitts. L'accord se fait par une diode varicap. Un condensateur en série CP permet de limiter sa valeur maximum est donc d'étaler au mieux la gamme désirée. L'accord s'effectue par un potentiomètre 10 tours. Un deuxième potentiomètre (simple tour) est facultatif. Il est utile en émission pour balayer les fréquences immédiatement au-dessus ou en dessous sans perdre l'accord précis de la station écoutée. A noter, la capacité Ct en parallèle de la bobine indispensable pour obtenir une importante capacité d'accord nécessaire à l'obtention d'une bonne stabilité en fréquence. Tous les condensateurs avec une étoile doivent être des condensateurs céramiques multicouches NPO. Le condensateur de 0,1 µF entre le circuit oscillant et la base du transistor de détecteur, doit avoir la valeur la plus élevée possible permettant « un court circuit » à la masse du 50 Hertz induit par la capacité parasite avec le secteur, tout en ayant une constante de temps suffisamment faible pour ne pas perturber le réglage de la réaction par effet d'hystérésis. Deux potentiomètres sont utilisés pour le réglage de la réaction, l'un avec une résistance série de 1 Mohm permet d'approcher de façon grossière accrochage, l'autre du fait d'une résistance de 10 Mohm permet le réglage optimal. La sortie de l'étage détecteur se fait sur l'émetteur du transistor. En effet, l'impédance entre l'émetteur et la masse est faible. À 100 µA elle n'est que de 250 Ohm. Le 50 Hertz induit par la capacité parasite avec le secteur est donc là encore quasiment « court-circuité » à la masse. Les résistances 200 et 470 Ohm reliées au transistor détecteur servent à éviter des autos oscillations UHF.

Le TDA2003 permet une importante amplification. Elle est suffisante pour l'écoute au casque, mais ne permet pas une écoute en haut-parleur. Si des accrochages apparaissent, il faut augmenter la résistance de 4,7 Ohm. La connexion entre le condensateur de 470 µF et la masse doit être courte. L'interrupteur stand-by n'est utile que si le récepteur fonctionne avec un émetteur.

La réalisation est effectuée à l'ancienne. Une planche de bois de 20 cm sur 20 cm est employée. Des petits clous servent de points de connexion en soudant sur ces clous. Des cornières en plastique permettent de fixer diverses prises, les potentiomètres, et l'interrupteur stand-by (voir photo). Un fil électrique dénudé de 20 A (2,5 mm²) fait tout le tour de la planche pour servir de masse. Le support de fiches DIN est situé au centre de la planche, à 15 cm du bord avant. Il faut impérativement respecter au minimum ces 13 cm pour éviter tout effet de main en réglant le récepteur. Le support DIN est soudé sur deux longues vis.

À l'exception de la bande de 80 m, toutes les bobines sont faites avec du fil électrique 20 A (2,5 mm²). Les différentes spires sont maintenues solidement par 2 petits fils électriques en forme de collier. La rigidité est obtenue au final avec de la colle Cyanocrylate liquide. Du fait du nombre plus important de spires nécessaire pour le 80 m, il est employé du fil mono brin de câblage d'électronique. Il faut conserver la gaine des câbles ce qui permet de conserver une bonne rigidité mécanique et d'espacer les fils de cuivre. Les capacités Ct sont obtenues par un assemblage de multiples condensateurs céramiques multicouches NP0. Cette capacité Ct est située avec la bobine sur le support DIN. Vous devrez adapter ces valeurs pour couvrir précisément les différentes gammes. Le plus simple est d'acheter un lot de condensateurs (Multilayer Ceramic Capacitors Assortment Kit npo). L'absence de condensateur ajustable améliore la stabilité en fréquence. Le condensateur Cp permet de diminuer les variations de capacité due à la varicap afin d'étaler au mieux chaque bande, en prévoyant approximativement 50 kHz supplémentaires au-dessus et en-dessous de chaque limite. Là encore il faut employer des condensateurs céramiques multicouches NPO. J'utilise des fiches DIN quatre broches qui permettent de nombreuses autres utilisations. Pour déterminer la fréquence du récepteur, il est possible d'écouter l'oscillation sur un récepteur placé à proximité en position SSB.

À noter que ce récepteur est prévu pour fonctionner avec une antenne extérieure. Si vous employez une antenne intérieure, il faut ajouter un amplificateur R.F., similaire au premier étage du récepteur, mais en augmentant les capacités de couplage (approximativement 22 pF). Les résultats seront toujours inférieurs à ceux obtenus avec une antenne extérieure. L'utilisation d'une batterie de 12V pour l'alimentation est une excellente solution pour diminuer au maximum les différents bruits apportés par le secteur.

N'hésitez pas à me contacter si vous avez des difficultés dans la réalisation de ce récepteur. Les résultats sont excellents. J'ai réalisé de véritables qso en ssb sur 80 40 17 et 15 m. Entendre des radioamateurs nord-américains sur les bandes hautes n'est pas un exploit avec ce récepteur.

Olivier Ernst F5LVG

2016