Kenwood KW-1100
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Un récepteur très complexe qui reprend tout ce qu'on peut trouver dans un récepteur. C'est un des derniers récepteurs ("receivers") à lampes. Il utilise une lampe qui a été fabriquée à la fin de l'ère des lampes, le nuvistor.
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Je décris le récepteur en me basant sur les lampes utilisées. On utilise le terme de "récepteur" pour les radios avec amplificateur de puissance sans haut parleurs (en comparaison des radios, qui sont un récepteur avec haut parleurs intégrés et amplificateur audio moins puissant.

V1 6CW4 - FM frontend

Il s'agit d'un nuvistor utilisé comme étage d'entrée FM (préamplificateur haute fréquence). Ce tube fonctionne de manière très linéaire, ce qui réduit le risque de distorsion d'intermodulation (interférences d'un émetteur puissant sur un émetteur faible). On pourrait comparer cet effet à la diaphonie audio, mais les interférences sur la bande FM provoquent un sifflement qui s'intensifie lorsque le récepteur fonctionne en stéréo.

Un circuit accordé à l'entrée de la triode limite déjà la bande passante et peut ainsi réduire considérablement les interférences (le nombre d'émetteurs susceptibles de provoquer des interférences est réduit).

La ligne verte représente le signal radiofréquence.

V2 6AQ8 ECC85 - oscillateur FM

Le récepteur utilise un oscillateur séparé, caractérisé par la possibilité de décaler légèrement sa fréquence. Cette propriété est utilisée pour la correction automatique de fréquence (CAF). La seconde triode se comporte comme un tube à réactance (un tube dont l'impédance varie sous l'effet des fluctuations de la tension de grille 7).

Le signal audio détecté contient également une composante continue qui indique le décalage de la fréquence centrale par rapport au démodulateur (nous y reviendrons).

La plupart des tuners FM n'utilisent ni oscillateur ni préamplificateur séparés; le signal d'antenne est directement appliqué à une double triode 6AQ6/ECC85, où une triode fait office de préamplificateur et la seconde d'oscillateur.

La CAF était rare dans les radios à tubes, mais courante dans les radios à transistors, où une diode varicap pouvait être placée en parallèle sur la bobine de l'oscillateur.

V3 6AQ8 ECC85 - second ampli FM

Nous avons ici un second tube préamplificateur, la première triode étant montée sur grille commune afin de minimiser l'influence de la capacité Miller. Cette configuration est optimale car le nuvistor a déjà amplifié le signal d'antenne. Un circuit à grille commune a une basse impédance d'entrée, mais cela joue moins quand le signal d'antenne a déjà été amplifié.

À la sortie de la première triode se trouve un circuit accordé (qui sélectionne un émetteur FM). Attention L3 ne fait pas partie du circuit accordé, c'est une simple bobine de choc.

Le signal de l'oscillateur arrive à ce niveau, et la seconde triode génère les produits de mélange nécessaires grâce à sa non-linéarité. À l'anode de cette triode, on trouve toutes les fréquences: le signal d'antenne, le signal de l'oscillateur local, f(a) - f(o) et f(o) - f(a). Le circuit accordé sur l'anode de la seconde triode (et dans les circuits suivants) garantit le passage du seul signal de fréquence intermédiaire souhaité.

V4 + V5 6BA6 EF93 - pentode remote cutoff pour la fréquence intermédiaire AM/FM

Deux étages de fréquence intermédiaire amplifient davantage le signal. Il s'agit de tubes à gain variable (remote cutoff), c'est-à-dire qu'ils reçoivent un signal de contrôle de volume (CAV). Plus le signal d'antenne est fort, plus la tension CAV est négative. Plus la tension de grille est négative, plus le gain du tube est faible. En conséquence, la plupart des stations ont un volume sonore identique, que le signal d'antenne soit faible ou fort.

Pour les tubes européens, le gain variable d'une pentode est indiqué par son dernier chiffre: impair = remote cutoff. L'EF93 est un tube au format 7 broches.

V5, le deuxième tube sur le schéma, sert uniquement d'amplificateur pour la bande FM; pour la bande AM, sa grille de contrôle est utilisée comme diode de détection. V5 n'a pas de circuit accordé pour la bande AM.

Trois tubes (V51, V52 et V4) suffisent pour obtenir un signal suffisamment fort pour la détection AM. Le trajet du signal audio est décrit dans la section consacrée au contrôle automatique du volume.

Le schéma ne montre pas les bobines d'accord AM (reliées à C et D).

V6 + V7 6AU6 EF94 - pentodes à gain fixe pour la moyenne fréquence FM

Deux tubes sont utilisés exclusivement comme amplificateurs de fréquence intermédiaire FM (il n'y a pas de bobines FI AM). Ce sont des tubes à gain élevé et non réglable. Avec six tubes (V1, V3, V4, V5, V6 et V5), la sensibilité est très élevée et de ce fait le signal est automatiquement limité. La composante AM (interférences) est ainsi supprimée. Ces deux pentodes fonctionnent à une tension anodique relativement basse, ce qui limite l'amplitude du signal de fréquence intermédiaire. À la sortie de cet étage, l'amplitude du signal est pratiquement identique, que le signal d'antenne soit fort ou faible.

Ici aussi, on constate que la nomenclature européenne des tubes fournit beaucoup plus d'informations: l'EF94 est apparenté à l'EF93 et possède une transconductance fixe.

Détection FM

Le discriminateur FM est standard. Le condensateur C20 remplit une fonction importante: il sert également de limiteur pour supprimer les interférences AM, ce point est souvent omis lors de la description de ce type de circuits. Le condensateur est chargé à l'amplitude moyenne du signal de fréquence intermédiaire. Si des interférences AM apparaissent (pics de tension), elles sont supprimées grâce à la faible impédance du circuit. Les deux diodes conduisent et le circuit accordé est brièvement amorti. En l'absence d'interférences, le condensateur électrolytique ne se charge plus et la charge sur le circuit accordé est minimale (deux résistances de 10kΩ en série).

Le signal audio part dans trois directions:

  • vers la section audio du récepteur (mode FM mono), tension alternative, fil violet
  • vers l'oscillateur local FM, composante continue (AFC/CAV)
  • vers le décodeur multiplex stéréo, tension alternative (non représentée).

V51 6BA6 EF93 - pentode radiofréquences AM

La pentode est utilisée ici comme amplificateur de fréquence radio. Généralement, une telle pentode de préamplification génère des interférences supplémentaires (les émetteurs puissants interfèrent avec les plus faibles), mais ce problème est évité ici grâce à l'utilisation d'un circuit accordé à l'entrée. Dans une radio plus économique, on ne trouve que deux circuits accordés (signal d'antenne et oscillateur).

Bien que le circuit accordé n'offre pas un filtrage très performant, il suffit à réduire la distorsion d'intermodulation. Une fois le signal perturbé par l'intermodulation, il devient impossible d'éliminer les interférences à l'aide de filtres supplémentaires.

Un second circuit accordé est présent sur le circuit de grille du tube suivant afin de ne laisser passer que l'émetteur sélectionné (et de supprimer les fréquences images).

V52 6BE6 EK90 - Convertisseur pentagrille pour AM

Pour le changement de fréquence vers une fréquence centrale fixe, un convertisseur pentagrille (pentagrid converter) est plus couramment utilisé aux États-Unis, tandis qu'en Europe on utilise principalement une triode-heptode (ECH81).

Un inconvénient du convertisseur pentagrille est que le signal de l'oscillateur peut retourner à l'antenne; ce problème est ici évité grâce au préamplificateur haute fréquence. Le convertisseur pentagrille est également moins sensible qu'un convertisseur à heptode, où le signal d'antenne est introduit sur la première grille (plus sensible). Aucun de ces inconvénients n'est pertinent dans le cas présent.

Sur l'image le premier circuit accordé est dédié au signal d'antenne, le deuxième à l'oscillateur local et le troisième à la fréquence intermédiaire fixe.

V101 + V102 6AW8A 6AN8 - Décodeur multiplex stéréo

Le décodeur stéréo extrait les informations du signal audio mono. Les deux tubes utilisés sont plus modernes (ils ont d'abord été utilisés dans les téléviseurs). Le 6AW8 est une triode-pentode sans équivalent en Europe. La triode bloque la pentode si le signal FM est trop faible, empêchant ainsi le décodeur stéréo de fonctionner. Dans ce cas, le signal mono est simplement transmis aux diodes et à la sortie.

Le 6AN8 n'a pas d'équivalent européen non plus. La triode de ce tube peut dissiper 2.8W, plus que la pentode. Ici, le signal multiplex de 19kHz est converti à 38kHz pour piloter les diodes de commutation. L'amplitude est suffisamment élevée pour alimenter une ampoule en présence de ce signal de 38kHz.

Le signal audio traverse un filtre complexe afin de supprimer les interférences. Ce filtrage est nécessaire car, aux États-Unis, des signaux supplémentaires étaient fréquemment ajoutés au signal audio par le passé, comme par exemple une seconde station de radio diffusant de la musique d'ambiance dans les magasins et les restaurants (signal SCA). Le filtre ne doit induire aucun délai de transmission afin de préserver la précision de la séparation des canaux (basée sur un signal de commutation à 38kHz).

Contrôle automatique du volume (AM)

Avant d'aborder la section audio (basses fréquences), voici des informations complémentaires concernant le contrôle automatique du volume. Pour la détection AM (enveloppe), une diode invisible est utilisée, notamment la grille de commande de V5. La tension au point D et aux bornes de C60 varie en fonction de l'amplitude du signal détecté. La composante alternative correspond au signal audio (traversant C59), tandis que la composante continue sert au contrôle automatique du volume. Tous les tubes utilisés pour les ondes moyennes sont équipés d'un controle automatique de volume (CAV): V51, V52 et V4, ce sont tous des tubes à gain variable.

L'indicateur de puissance du signal d'antenne est alimenté par la cathode de V4 pour l'indication en AM (la tension sur la cathode varie en fonction de l'amplitude du signal, car la composante continue de la grille de commande varie). Pour la FM, l'indicateur utilise la tension développée aux bornes de la grille de commande (qui joue également le rôle d'une diode invisible). En raison de la forte tension négative ainsi générée, le gain de l'étage est limité si l'amplitude du signal FM est très élevée.

Les différents circuits qui assurent le controle automatique du volume sont décrits ici.

Amplificateur audio

Le récepteur intègre également un amplificateur complet avec diverses entrées. Une correction de fréquence est appliquée aux entrées phono (cellule à aimant mobile) et tête de lecture d'enregistreur. Une entrée pour cellule à cristal est également présente, avec une réduction d'amplitude. La correction de fréquence diffère selon l'entrée (pick up cristal ou tête de lecture de bande).

V201 + V202 12AX7 ECC83 - Préamplificateur pour signaux faibles (niveau microphone)

Étage de préamplification pour les signaux d'entrée de faible amplitude (tête de lecture d'enregistreur à bandes, cellule à aimant mobile (MM) et PU à cristal). La correction de fréquence est intégrée à la boucle de contre-réaction. Un tube est utilisé par canal.

V203 12AU7 ECC82 - cathode suiveuse

Après le sélecteur de source, un étage à cathode suiveuse (circuit à anode commune) sert d'étage tampon. Cet étage n'amplifie pas le signal (au contraire), mais fournit une faible impédance de sortie. Le potentiomètre de volume et le potentiomètre de balance présentent une impédance relativement faible pour un amplificateur à tubes (et sont donc faciles à commander lorsqu'ils sont usés).

Chacune des deux triodes est utilisée pour un canal. La cathode suiveuse est représentée à droite.

V204 12AX7 ECC83 - Étage préamplificateur

Un étage d'amplification est nécessaire pour compenser l'atténuation du correcteur de tonalité. Ce dernier n'est pas intégré à une boucle de rétroaction. Ici aussi, un seul tube est utilisé pour les deux canaux. Cet étage d'amplification simple et le correcteur de tonalité ne sont pas représentés.

V205 + V305 6AN8 - Préamplificateur et déphaseur

C'est ici que commence la section d'amplification proprement dite, avec deux 6AN8: la pentode sert de préamplificateur et la triode de déphaseur. Le circuit est standard, la contre-réaction atténuée étant appliquée à la cathode. Cette partie du circuit peut être réalisée avec un ECF80, mais ce tube possède des bornes différentes.

L'ampli a une double contre-réaction: l’une provenant du secondaire du transformateur audio pour les basses et les médiums, et l’autre de l’anode de l’étage de sortie pour les hautes fréquences. Des déphasages peuvent survenir dans les hautes fréquences, rendant l’amplificateur instable; c’est pourquoi la contre-réaction pour les hautes fréquences est prélevée sur le primaire du transformateur audio. On obtient ainsi un amplificateur très stable, même avec un niveau de contre-réaction élevé. La bande passante de l’amplificateur est limitée par un condensateur d’anode de 20pF (première pentode).

V206 V207 V306 V307 7591 - Étage de sortie push-pull

Le circuit utilise deux tubes de puissance 7591 en configuration push-pull par canal, avec polarisation de grille négative. Le courant de repos n’est pas réglable; les fabricants supposent que le courant d’anode est correct même sans réglage, ce qui n’est pas forcément le cas si l’on remplace les tubes par des équivalents modernes (JJ Electronic fabrique encore de tels tubes).

La 7591 est une tétrode à faisceau dirigés capable de fournir 7W de puissance en circuit single ended (avec une distorsion de 17%). La dissipation anodique maximale est de 19W. En configuration push-pull avec une tension anodique de 450V, deux tubes délivrent 45W de puissance avec une distorsion de 1,5% (sans contre-réaction). Avec une polarisation via une résistance cathodique, la puissance maximale est de 28W.

La 7591 peut être remplacée par une KT66, mais les bornes sont différentes (les deux tubes utilisent un culot octal). La 7591 est électriquement comparable à l'EL506 qui est équipé un culot Magnoval.

Alimentation

L'alimentation est également très complexe, intégrant un doubleur de tension pour obtenir 495V à partir d'un enroulement de 183V. Un doubleur de tension n'est pas un inconvénient en soi, il permet même d'alimenter un amplificateur à lampes avec un transformateur en provenance d'un midi-rack (à transistors).

La tension relativement basse de 130V est utilisée pour l'étage tuner. Il s'agit d'un vestige de l'époque où les radios à tubes n'avaient pas de transformateur secteur et où la haute tension était fournie par un tube redresseur simple. Le courant alternatif de 110V (tension secteur aux États-Unis) donne environ 130V redressés. Les lampes américaines sont optimalisées pour cette tension plus basse.

Cet appareil est conçu pour le marché international, avec un transformateur dont le primaire peut être commuté entre 110 et 220 V; ceci est indiqué par le suffixe «U» sur la plaque signalétique. Cependant, sa conception n'est pas spécifiquement destinée au marché européen, où les grandes ondes étaient également utilisées. Ce récepteur ne permet que de rezcevoir les ondes moyennes et la FM.

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