Mini récepteur O.C

Le mini-récepteur décrit dans le présent article est un de ces projets qui emballe dès la première minute. Il s’agit en effet d’un montage à la reproductibilité aisée, à la compacité remarquable et aux performances largement supérieures à la moyenne : une courte antenne télescopique lui suffit pour permettre l’écoute, à bonne puissance, de toutes les stations radios que l’on peut imaginer!

 

Capture

Caractéristiques techniques :

Plage de syntonisation : de 5,5 à 12,5 MHz environ (bande des 25, des 31, des 41 et de 49 mètres)

 – Sensibilité : 1 μV environ (pour un rapport signal/bruit de 6 dB)
 – Plage CAG : 86 dB
 – Fréquence centrale : 455 kHz
 – Puissance audio en sortie : 1 W dans 8 Ω
 – Consommation de courant : de l’ordre de 50 mA (au repos)
 – Tension d’alimentation : 12 à 15 V

Ce mini-récepteur est un montage dont tout amateur d’électronique tant soit peu intéressé par les Hautes Fréquences (HF) ne peut pas ne pas tomber instantanément amoureux.

Une platine de quelque 8,5 fois 5 cm, dotée d’un nombre ridicule de composants, une antenne télescopique à l’entrée et un petit haut-parleur à la sortie et voici que, comme d’un coup de baguette magique, les stations radio du monde entier se « bousculent au portillon » pour entrer chez vous.

Une véritable expérience unique que de constater que cette électronique de 3 fois rien réussit à capter des stations telles que Voice of America, Radio Moscou, Radio Prague pour n’en citer que les plus connues.

On peut également capter Radio France International sur l’une ou l’autre fréquence, de sorte que ce petit récepteur Ondes Courtes s’avère une réalisation fort intéressante lorsque l’on envisage de partir en vacances hors de l’Hexagone.

4 bandes en un :

Ce récepteur a été développé spécifiquement pour les Ondes Courtes (O.C.) et ce de manière à être en mesure de capter les 4 bandes les plus importantes de ce domaine, à savoir les bandes des 25, 31, 41 et 49 mètres), sans avoir à passer d’une bande à l’autre.

L’accord (la syntonisation) se fait par le biais de capacités variables (varicaps) et d’un potentiomètre. Comme ce potentiomètre est du type 10 tours, il reste possible, en dépit de l’étendue de la plage à couvrir, d’arriver à réaliser, en tout confort, un accord précis sur la station recherchée.

Le dispositif de visualisation de la syntonisation pourra prendre la forme, soit d’une LED soit d’un galvanomètre à bobine mobile.

Le récepteur ne reçoit que les signaux en AM (Modulation d’Amplitude) vu que les émetteurs-radio trafiquant en Ondes Courtes utilisent, tous, ce type de modulation.

La largeur de bande de la fréquence intermédiaire (F.I.) a été fixée à 6 kHz, valeur largement suffisante pour garantir, côté audio, une réception AM de très bonne qualité.

Que pouvons-nous ajouter à cette introduction ? Insistons sur son faible coût et sa reproductibilité aisée, vu que la majorité des fonctions requises se trouve intégrée dans…

. . . 2 circuits intégrés :

La « matière grise » de notre mini-récepteur se résume en fait à une paire de circuits intégrés. L’un d’entre eux, IC2, est un amplificateur BF (Basses Fréquences) minuscule chargé de rehausser le signal capté appliqué à son entrée jusqu’à une puissance de 1 watt environ.

Le second, IC1, est en fait le pivot sur lequel repose notre montage. Il s’agit d’un TDA1572, un récepteur AM complet intégré sur une puce.

Ce composant comporte, entre autres, un préamplificateur HF, un mélangeur (mixer), un oscillateur, un amplificateur de F.I., un réglage de commande automatique de gain (CAG) et un détecteur AM.

Nous ne pouvons pas entrer, dans le cadre de cet article, dans les détails du TDA1572, mais nous proposons aux plus curieux d’entre nos lecteurs, ailleurs dans ce magazine, une fiche de caractéristiques concise sous la forme d’une info-carte.

Nous nous limiterons à signaler que le mélangeur est du type à double symétrie et que les aspects critiques auxquels il a été porté une attention particulière, lors de la conception du préamplificateur HF et du détecteur, furent une plage de dynamique importante et une distorsion faible.

La commande de l’oscillateur se fait en tension (VCO = Voltage Controlled Oscillator = oscillateur commandé en tension); il est prévu une compensation en température; il lui suffit d’une simple self et d’un réglage par varicap prévu à cet effet pour prendre vie.

Il est intéressant en outre de savoir que le circuit intégré dispose d’une sortie spéciale destinée à attaquer un indicateur de puissance de champ.

Il est temps maintenant de jeter un coup d’œil au schéma représenté en figure 1. Dans le but de simplifier le concept de ce récepteur le plus possible nous avons opté pour une approche « super-hétérodyne » (simple) à F.I. de 455 kHz.

Vu la plage de fréquences à battre, nous aurions pu opter pour une F.I. un peu plus élevée, sachant que nous rencontrons, avec cette F.I. de 455 kHz, quelques problèmes de fréquences-miroir (cf. l’encadré).

Cet inconvénient ne pèse pas lourd lorsqu’il est confronté à la simplicité de la réalisation et à la facilité de trouver le filtre 455 kHz utilisé, et cela à un prix très abordable.

Comme le montre un examen du schéma, notre récepteur possède 2 réseaux accordés, un réseau à l’entrée constitué de L1, C2, D1 et C1 et le réseau de l’oscillateur qui se compose de L2, D2, C7 et C9.

Les réseaux sont syntonisés (accordés) par le biais des varicaps D1 et D2, de façon à être synchrones, à ceci près que la fréquence du réseau de l’oscillateur est, toujours, supérieure de 455 kHz à celle du récepteur.

Les varicaps dérivent leur tension de commande du curseur d’un potentiomètre 10 tours, P1, qui se trouve, à son tour, à une tension régulée de 9 V fournie par IC3.

Remarquons au passage qu’il ne vous sera pas nécessaire de bobiner vous-même les selfs L1 et L2; on pourra utiliser des mini-selfs de choc du commerce.

L’antenne (télescopique) est connectée au « sommet » du réseau d’entrée au travers du condensateur de couplage C3. Bien que nous aurions pu connecter ce réseau directement à la broche d’entrée correspondante (broche 17) du TDA1572 nous ne l’avons pas fait à dessein.

Vu que l’entrée en question possède une impédance relativement faible, cela se traduirait par une atténuation trop forte du réseau.

Ceci explique la présence, entre le réseau d’entrée et le circuit intégré récepteur, d’un tampon prenant la forme d’un transistor monté en source-suiveur, T1.

Son impédance d’entrée élevée constitue une charge insignifiante tant pour le réseau que pour l’antenne télescopique (à l’impédance élevée). Ceci ne peut avoir que des effets bénéfiques sur la sensibilité et la sélectivité du récepteur.

Le filtre céramique de F.I., MF1, est du type symétrique, ses 2 résonateurs étant couplés par le condensateur externe C20. Les mini-selfs L3 et L4 adaptent l’impédance du filtre à l’impédance du filtre.

Ces selfs également pourront être des selfs dont la forme rappelle celle de résistances.

Depuis la broche 8 du TDA1572, le signal BF (audio) capté pré-amplifié attaque, au travers de la commande de volume que constitue P4, l’amplificateur de puissance intégré, IC2.

Détail frappant de ce fameux TDA7052, l’absence totale de composants externes; de par la symétrie de la sortie, on peut même se passer de condensateur de sortie !

1

Figure 1. Le circuit qui bat au cœur de cette réalisation est un TDA1572, un récepteur AM intégré.

2

Figure 2. Il est étonnant de constater qu’en dépit de ses dimensions compactes, on se trouve ici en présence d’un récepteur O.C. complet associé à un amplificateur BF (audio).

Liste des composants :

Résistances :
R1,R3 = 470 kΩ
R2 = 470 Ω
R4 = 220 kΩ
R5 = 22 kΩ
R6 = 22 Ω
R7 = 2kΩ2
R8 = 10 kΩ
R9 = 820 kΩ
P1 = 100 kΩ 10 tours
P2 = ajustable 2kΩ5
P3 = ajustable 10 kΩ
P4 = 100 kΩ log.

Condensateurs :
C1 = ajustable 22 pF ou 40 pF
C2 = 390 pF
C3 = 6pF8
C4 à C6,C10 à C12,C19,C21,C22 = 100 nF
C7,C8 = 220 pF
C9 = 3pF9
C13 = 220 nF
C14 = 10 nF
C15 = 1 μF/16 V radial
C16 = 10 μF/16 V radial
C17 = 3nF3
C18 = 150 pF
C20 = 39 pF
C23 = 100 μF/10 V radial
C24 = 220 μF/25 V radial

Selfs :
L1 = 3μH9
L2 = 4μH7
L3 = 82 μH
L4 = 680 μH

Semi-conducteurs :
D1,D2 = BB509
T1 = BF245C ou BF256C
T2 = BC550C ou BC549C
IC1 = TDA1572 (DIL18)
IC2 = TDA7052 (DIL8)
IC3 = 78L09

Divers :
MF1 = SFD455
M = galvanomètre à bobine mobile 50 à 200 μA
L = LED haut rendement (high efficiency)
LS1 = haut-parleur 8 Ω/1 W tel que, par exemple, Philips AD2071Y8) boîtier tel que, par exemple, Hammond type1590B

Indicateur d’accord et alimentation :

Il existe, au niveau de l’indication d’accord, 2 approches possibles. On pourra prendre un galvanomètre à bobine mobile de 100 μA (M) directement, au travers de la résistance R7 il est vrai, sur les curseurs de P2 et P3.

Les résistances R8 et R9 sont alors à remplacer par un pont de câblage, le transistor T2 pouvant être oublié. Par le biais de P2, on ajuste le débattement à pleine échelle du galvanomètre, P3 servant à régler le point zéro.

Si l’on dispose de moins d’espace ou que l’on préfère utiliser une LED comme « oeil de syntonisation », il faudra mettre T2, R8 et R9 en place et intercaler ladite LED (à haut rendement) entre R7 et le +9 V.

P3 pourra dans ce cas-là être supprimé. IC3, le régulateur, nous fournit la tension de 9 V régulée requise pour l’alimentation sous 9 V de IC1 et pour l’accord des varicaps.

L’amplificateur audio, IC2, pourra être alimenté directement par la tension d’entrée en amont du régulateur.

Cette tension doit se trouver entre +12 et +15 V. On pourrait envisager l’utilisation de piles, mais vu l’encombrement d’un set de 10 piles-bâton et la consommation de quelque 50 mA, il nous paraît plus judicieux d’opter pour un adaptateur secteur.

Réalisation et réglage :

De par l’existence d’une platine, dont on retrouve le dessin en figure 2, la réalisation de ce mini-récepteur ne devrait pas prendre plus d’une heure ou d’une heure et demie, même à un amateur relativement inexpérimenté.

Assurez-vous de la polarité des condensateurs électrochimiques et des circuits intégrés et respectez le code des couleurs des selfs L1 à L4, sachant qu’une interversion de 2 des selfs se traduira par un fonctionnement insatisfaisant du récepteur, si tant est qu’il fonctionne.

Les potentiomètres P1 et P4 pourront être montés à même la platine. La LED d’accord, si on opte pour ce mode de visualisation, verra sa cathode (broche courte) reliée au picot marqué « L », son anode étant elle soudée au point marqué « + ».

Un galvanomètre sera pris entre les bornes marquées « M », sa borne négative étant reliée au point « – ».

Nous avons évoqué plus haut les conséquences d’un choix entre une LED et un galvanomètre.

3

Figure 3. La mise en place des composants ne devrait pas avoir de quoi vous effrayer.

On pourra, une fois la platine terminée (cf. figure 3), pour procéder à un premier test de fonctionnement, connecter au point A une antenne télescopique, voire un morceau de câble de quelque 50 cm de long, prendre un petit haut-parleur entre les picots LS et brancher un adaptateur secteur aux points d’alimentation (broches 0 et +12).

Dès cet instant on devrait entendre du bruit dans le hautparleur.

Une action progressive sur P1 devrait se traduire par des pics de bruit voire par l’apparition de musique ou de parole.

Il vous faudra, si le récepteur devait rester muet comme une carpe, revérifier minutieusement votre réalisation. On pourra se simplifier la vie en contrôlant, à l’aide d’un multimètre, la présence des valeurs de tension mentionnées sur le schéma aux endroits  correspondant du montage.

Ces valeurs de tension s’entendent en l’absence d’antenne et hors-réception de station.

Il est temps, dès lors que le montage fonctionne comme il faut, de lui trouver un « joli » boîtier. Nous avons opté pour notre prototype, pour un coffret métallique en fonte injectée de chez Hammond (cf. la liste des composants), mais il existe d’autres boîtiers pouvant parfaitement abriter la platine et le haut-parleur.

On peut envisager l’utilisation d’un boîtier en plastique mais les effets de passage d’une main à proximité ou de rayonnements parasites directs sont plus sensibles.

Venons-en maintenant au réglage.

Cette opération se résume à peu de choses vu que le récepteur ne possède qu’un seul point de réglage, à savoir le condensateur ajustable C1.

Voici comment s’y prendre pour déterminer le réglage optimal.

On mettra le potentiomètre d’accord P1 à mi-course avant de mettre le récepteur sous tension et d’agir progressivement sur le potentiomètre de volume P4.

On joue ensuite sur C1 jusqu’à ce que le signal de bruit produit par haut-parleur soit à son maximum.

On connecte ensuite une antenne (une antenne télescopique de 50 cm suffit largement), tourne progressivement le P1 de syntonisation vers la gauche et on se cale sur la première station de bonne puissance que l’on rencontre.

On joue à nouveau sur C1 pour disposer du signal maximum.

Il ne reste plus que P2 et P3. En cas d’utilisation d’une LED d’accord il faudra ajuster P2 de manière à ce que la LED s’illumine à peine lors de la réception de stations faibles et qu’elle brille bien en présence de stations de forte puissance.

Si l’on a opté pour le galvanomètre, il faudra commencer par positionner P3 de façon à ce que l’aiguille soit à zéro en l’absence de signal.

On recherche ensuite une station puissante et on ajuste, par action sur P2, le débattement à pleine échelle.

Il est recommandé de reprendre ces 2 réglages un certain nombre de fois.

Miroirs :

Seuls les récepteurs super-hétérodyne connaissent le phénomène des fréquences miroir; elles sont inhérentes au mélange avec un signal d’oscillateur. La fréquence d’un « miroir » est décalée vers le haut d’une valeur égale à 2 fois la différence de la F.I. par rapport à la fréquence du signal reçu.

Si, sur cette fréquence, on trouve à nouveau un signal émis par une station, on retrouvera, après mélange avec le signal d’oscillateur, la même fréquence intermédiaire que précédemment.

Jetons un coup d’œil à la figure A. On constate que la syntonisation est faite sur une station travaillant à 6 MHz. Comme la F.I. est de 455 kHz, l’oscillateur est accordé à 6,455 MHz. En effet, 6,455 MHz – 6,000 MHz = 455 kHz.

Nous avons, en figure B, accordé le même récepteur à une fréquence légèrement plus faible, à savoir 5,090 MHz.

L’oscillateur se trouve à nouveau à une fréquence supérieure de 455 kHz, soit donc à 5,545 MHz. Pas de problème. C’est maintenant que les choses se gâtent.

Bien que le récepteur soit accordé à 5,090 MHz, on peut également y détecter (recevoir) la fréquence-miroir de la station trafiquant à 6 MHz.

En effet, 6,000 MHz moins la fréquence d’oscillateur de 5,545 MHz nous donne à nouveau une fréquence intermédiaire de 455 kHz !

Comment faire pour nous débarrasser de cette fréquence-miroir ?

On pourra commencer par opter pour une F.I. élevée.

La différence entre le miroir et la fréquence d’origine est alors tellement importante que le miroir est bloqué par le réseau d’entrée.

On peut ensuite, au niveau de l’entrée, en amont du mélangeur donc, augmenter la sensibilité d’entrée.

Dans le cas d’un amplificateur aussi simple que celui décrit ici, il n’existe que peu d’options, le remède le plus efficace contre les miroirs étant d’utiliser une antenne courte.

Capture2

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

*

Ce site utilise Akismet pour réduire les indésirables. En savoir plus sur comment les données de vos commentaires sont utilisées.