Récepteur 20 composants
Ce récepteur s’adresse à ceux qui désirent construire leur premier récepteur pour l’écoute des ondes courtes, radiodiffusion et radioamateurs.
Le montage le plus simple est un récepteur à réaction. La technique est simple. Un circuit oscillant est relié à un transistor amplificateur. La sortie du transistor est elle aussi connectée au circuit oscillant. Le signal d’entrée est donc amplifié par le transistor puis réinjecté à l’entrée ce qui permet de compenser les pertes du circuit oscillant. Il faut pouvoir doser le gain de l’amplificateur. Dans notre montage, on modifie simplement par un potentiomètre la tension d’alimentation du transistor amplificateur.
Examinons ce qui se passe quand on augmente progressivement la tension d’alimentation du transistor. Quand la tension est nulle, le récepteur est muet. Puis, les plus puissantes stations de radiodiffusion modulées en amplitude commencent à être audibles. Plus on augmente la tension plus les stations faibles sont reçues et mieux séparées des stations puissantes. On augmente encore la tension. Brutalement un souffle devient audible, même sans station, et de multiples sifflements surviennent en balayant la bande : c’est l’accrochage. Ce point correspond au moment où le gain du transistor compense parfaitement les pertes du circuit oscillant. Passé ce point, le transistor oscille. Cette onde radiofréquence produite par le récepteur va interférer avec les ondes incidentes. Les stations modulées en amplitude sont couvertes par le sifflement d’interférence entre cette onde et la porteuse. Si les fréquences sont identiques, le sifflement disparaît. C’est le battement nul. En pratique il faut écouter les stations modulées en amplitude juste en dessous de l’accrochage. Par contre, ces interférences vont permettre de décoder la télégraphie (A1A) et aussi les émissions en bande latérale unique (BLU, SSB en anglais, J3E). En effet, l’onde produite par le récepteur permet de remplacer l’onde porteuse supprimée dans l’émetteur. La télégraphie et la BLU s’écoute donc au-delà de l’accrochage.
Voilà tout le secret d’un montage à réaction. Cette technique simple permet un grand gain, une sélectivité acceptable et la démodulation de la télégraphie ainsi que des stations modulées en amplitude ou en BLU. La détection se fait par la non-linéarité du transistor.
Pour obtenir un niveau sonore suffisant, il faut faire suivre le détecteur à réaction par un amplificateur audio-fréquence. Un simple circuit intégré est suffisant.
Examinons le schéma du récepteur. L'antenne est connectée à un potentiomètre afin de doser le signal d'entrée. En effet, moins l'antenne est couplée, moins le récepteur est sensible, mais meilleure est la sélectivité. Le compris à choisir fait partie du doigté indispensable pour obtenir des bons résultats d’un récepteur à réaction. Le couplage du circuit d’antenne au circuit oscillant se fait par une capacité de très faible valeur, approximativement 2pF. Elle est réalisée en torsadant sur 4 cm 2 fil de câblage.
Le circuit oscillant est constitué par une bobine interchangeable associée à 2 condensateurs variables avec démultiplicateur d'au moins 3 tours. Le condensateur de forte capacité permet de se régler dans la bande de fréquence désirée, le condensateur de faible capacité permettant l'accord fin. Ces condensateurs se trouvent souvent sur Ebay. Le signal du circuit oscillant est envoyé sur la base du transistor puis en sortie du transistor (émetteur) est réappliqué au circuit oscillant sur une prise intermédiaire. Les bobines interchangeables utilisent des fiches DIN 4 broches. Un fil électrique de 6cm de long et 2,5mm2 de section (20A) est soudé sur la broche de masse et sert de « tuteur » au bobinage. Le bobinage est fixé sur le tuteur par 2 fils torsadés. Quand tout est au point, les spires sont collées à la colle cyanolite liquide (superglue). Chaque condensateur variable est fixé par une patte d'assemblage 60 mm et 2 boulons poêliers 4 x 50 mm. Les bobines d'accord sont réalisées avec du fil de câblage monoconducteur à isolation PVC (câble YV). Le diamètre extérieur du câble est de 1,1 mm, le diamètre du conducteur 0,5 mm, et sa section 0,2 mm². J’ai réalisé les bobines sur un mandrin cylindrique de 22 mm de diamètre (lampe novale). Pour les 3 gammes (30-11/15-6/7-3 Mhz), le nombre total de spires est de 4/10/20 avec une prise à 1/2/2 spires à partir de la masse.
Le transistor utilisé dans le montage est un BF199. Des transistors BF494, MHPS10 et même BFR90A ont été essayés avec un succès identique de 3 à 30 MHz, sans changement de valeur. En pratique, il faut employer des transistors RF fonctionnant à 100 MHz. La commande du gain se fait par la variation de la tension d’alimentation. La valeur de la capacité de couplage entre le circuit oscillant et le transistor doit être la plus élevée possible sans entraîner une constante de temps trop longue qui induit un retard notable aux variations de tensions lors du réglage du gain de l’étage. La résistance dans l’émetteur découplée par une faible capacité de 100pF est indispensable pour induire une contre-réaction en basse-fréquence pour éviter que surviennent des auto-oscillations en basse fréquence en même temps que l’accrochage en haute fréquence. La capacité de 47 nF reliant le collecteur à la masse est indispensable pour dériver la RF à la masse. Sa valeur importante permet d'atténuer les aiguës, ce qui donne une certaine sélectivité basse fréquence.
L’amplificateur AF est constitué par un TDA2003 qui fonctionne encore à 3,7V. Son gain permet une bonne écoute au casque. Il présente de longues pattes de connexion, ce qui permet un emploi facile. L’écoute se fait avec un casque standard. Quand tout est câblé, il est facile de vérifier le bon fonctionnement du circuit intégré en touchant avec un doigt la broche 1. Un ronflement important doit alors s'entendre dans le casque.
La tension normale du montage est de 5V, mais le récepteur fonctionne encore parfaitement à 3,7V. Une simple pile de 4,5V ou 4 accus 1,2V peuvent donc suffire. La consommation est de 35mA, essentiellement due au circuit intégré. Le découplage de l'alimentation par une forte capacité (1000µF) est indispensable pour éviter des auto-oscillations en basse-fréquence.
Le montage utilise deux plaques de bakélite cuivrée mesurant 15 * 20 cm. La première plaque est horizontale, le cuivre vers le haut, et repose sur quatre pieds constitués par quatre équerres de 5 cm. La deuxième plaque sert de face avant, la surface cuivrée étant orientée vers l'arrière. Elle est fixée sur les deux équerres servant de pieds avant. Pour obtenir une bonne rigidité, il faut ajouter deux autres équerres fixées au-dessus de la plaque horizontale. On obtient ainsi un châssis en forme de chaise. Il est préférable de faire tous les trous pour la fixation des condensateurs variables, des potentiomètres, de la prise d'antenne, de l'arrivée d'alimentation et de la sortie casque avant l'assemblage définitif du châssis. En fin d'assemblage, il est utile de souder la plaque horizontale à la plaque verticale entre les deux condensateurs variables pour améliorer encore la rigidité du montage. Une astuce permet de réaliser à coût modique des points de connexion isolés de la masse pour réunir différents composants. Il suffit d'utiliser 2 résistances de 10 Mohm, de torsader leurs pattes, et de les souder (d'un seul côté) à la plaque de bakélite cuivrée. La connexion qui est soudée à la masse peut être pliée horizontalement à 90° de façon à ce que les résistances de 10 Mohm soient en position verticale juste au-dessus de la plaque. Dans la grande majorité des montages, une résistance de plus d'un Mohm entre un composant et la masse est totalement négligeable. C’est presque une résistance infinie ! Le schéma d’implantation montre clairement comment disposer les éléments. Les deux condensateurs variables doivent obligatoirement être fixés sur la plaque horizontale et non sur la face avant.
Les résultats ? Avec 3 bobines la gamme 3 – 30 MHz est couverte. Avec une antenne de 2x10 m, j’ai entendu en BLU des stations amateurs d’Amérique du Nord sur 15 17 20 et même 40 m ! J’ai fait aussi quelques QSO francophones sur 80 m en utilisant ce récepteur et un émetteur de ma fabrication.
Bonne construction !
Olivier Ernst
F5LVG