Modulation d'amplitude
Emetteur de forte puissance
AM
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Dans les années 1980, je me souviens d'avoir réalisé un émetteur AM de forte puissance. Vraiment du brol, mais ca marchait...
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La page précédente avait trait aux tracés d'oscilloscopes où le tracé trapézoïdal est utilisé pour déterminer si l'émetteur fonctionne de manière optimale.

Il s'agit ici d'un émetteur AM que j'ai réalisé. Mon seul but à l'époque, c'était d'émettre le plus fort possible.

Le circuit utilise les tubes suivants:
  • ECC83 comme tube amplificateur audio. Il va mettre le signal audio à la bonne amplitude. Le premier étage est tout à fait commun, avec une résistance de cathode (non découplée pour limiter le gain à 40×). En sortie de la triode nous avons un signal d'environ 1V RMS.

    La seconde triode prépare le signal pour le modulateur, et principalement pour commander le gain de la porteuse. La résistance de fuite de la grille a une valeur très élevée, et provoque un déplacement du point de fonctionnement du tube. Cet effet a déjà été décrit sur la page du premier émetteur AM. L'amplitude du signal audio étant ici plus fort, l'effet est également plus prononcé. Le niveau de la modulation devrait être réglé pour que le tube ne soit pas bloqué pendant les pics (cutt off).

    En sortie, nous avons donc le signal audio encore amplifié (environ 50V RMS au maximum), mais également une composante continue qui est d'environ 20V (sans modulation) et de 200V (modulation maximale).

    Le condensateur de 1000pF a une constance de temps très courte, qui permet de réagir rapidement aux modifications du volume sonore: attack=200µs et decay=20ms.

  • ECC82 second tube audio. Ce type a un facteur d'amplification moindre que le tube ECC83 plus connu. Il est ici utilisé en montage à collecteur commun, pour pouvoir fournir le courant nécessaire à la grille écran. C'est le tube modulateur. On utilise ici les deux triodes en parallèle pour pouvoir fournir plus de courant pour la grille écran du tube d'émission (10mA au minimum).

  • PL83 un tube assez peu connu, il était utilisé comme amplificateur vidéo dans les premiers téléviseurs. Il a été remplace par le tube PFL200 qui permettait également de commuter en modulation positive ou négative dans les téléviseurs multi-normes. Sa bande passante qui monte à 5MHz est ici bien suffisante. Ce tube ne fait qu'amplifier le signal de l'oscillateur (mon oscillateur ne fournit que 5V RMS). En sortie, j'ai un signal d'un peu plus de 60V RMS. Pas de circuit accordé, trop compliqué pour moi.

  • PL519, le plat de résistance, si on peut dire. C'est le dernier type de tube de la série (étage final de déflection ligne) et il est le plus puissant. Il est commandé ici en classe C sur la grille de commande g1 (signal RF à 500kHz et des poussières) et en classe variable sur la grille écran g2. Le signal très puissant sur g1 fait se déplacer le point de fonctionnement vers la classe C qui produit le meilleur rendement.

    La résistance de cathode a surtout servi pour mesurer le courant dans le tube (c'est beaucoup plus difficile de mesurer à l'anode, je vous précise!). Elle a finalement été éliminée dans la version plus ou moins définitive.

L'alimentation de 250V provient d'un ancien poste de radio dont j'utilise le 6.3V (filaments) et le 180V alternatif pour fournir le continu. La double alimentation permet d'éviter les accrochages. Il s'agissait d'un ancien poste sans FM et le transfo était assez faible. A l'origine le redressement se faisait par un tube diode simple alternance, que j'ai remplacé par 4 1N4004.

L'alimentation 350V provient d'un ampli à tubes (resté plusieurs mois dans un jardin exposé aux intempéries, le chassis était complètement abimé mais le transfo d'alimentation a pu être récupéré). Il fournit 2×265V alternatifs. A faible charge (pas de modulation) la tension redressée est d'environ 400V. Il y a un fusible de 500mA pour protéger le tube quand l'oscillateur est stoppé, et que la polarisation négative de g1 disparait.

La classe C pour le tube d'émission fait qu'un circuit accordé est nécessaire en sortie, pour transformer les pics en signal un peu sinusoïdal, autrement toute la puissance est perdue dans les harmoniques. En fait, le tube ne fonctionne qu'un tiers du temps, où il fournit alors un courant très intense, de 500mA sous 350V.

Que dire encore de ce circuit? Ah, oui, le bizarre transfo de sortie. Mon antenne n'était pas très idéale et avait une impédance pas du tout compatible avec celle du tube. Pour éliminer ce petit ennui, j'ai utilisé un autotransfo qui mérite une histoire à lui tout seul. Au début, j'avais fait des essais avec des transfos récupérés d'alimentations à commutation d'ordinateurs (transfos bons pour 250W au moins), mais à chaque fois les bobinages faisaient court-circuit.

J'ai finalement coupé et limé la branche médiane du transfo (sur laquelle se placent normalement les bobinages) et enroulé le fil sur le cadre extérieur. En une couche à spires jointives pour éliminer les flash-overs. J'avais en fait un transfo torroïde carré. Un coté du carré bobiné avec le fil primaire, deux cotés avec le secondaire et le dernier coté laissé libre pour éviter les arcs. Quand il fonctionnait à pleine puissance (et avec un circuit accordé) il produisait un arc d'un centimètre! Tesla aurait été content de moi! (et encore plus bizarre: tu entendais la musique dans l'arc!)

Le condensateur d'accord provenait d'un ancien poste de télé, il était prévu pour 7000V. C'était un cendensateur fixe et je changeais la fréquence de l'oscillateur pour faire entrer le circuit oscillant en résonnance. Brusquement j'obtenais une tension alternative de plus de mille volt.

L'antenne, c'était un bout de fil tiré de chez moi jusqu'au toit de mon voisin. Les isolants étaient fait avec un bout de tuyau jaune (du genre qu'on utilise pour faire passer les fils d'une installation électrique domestique). Deux trous, d'un coté pour le fil à la masse (fixé au toit), l'autre trou pour le fil d'antenne. Les isolateurs en céramique, j'avais pas les moyens.

Et sa fonctionnait? Ben oui, je crois que j'émettais à 50W environ (sur les ondes moyennes, c'est très peu, un émetteur commercial a une puissance de 50kW), avec des pointes à 150W (modulation maximale). En l'absence de modulation, la puissance émise était de 10W environ (principe de la porteuse variable).

La parole était très déformée (probablement à cause de l'amplitude très variable qui faisait se déplacer le point de fonctionnement d'au moins trois tubes), mais cela allait mieux pour la musique. Le son était horrible à modulation maximale, ainsi qu'à modulation minimale. Je n'y connaissait rien en électronique à l'époque (mais cà se soigne très bien).

Plus tard j'ai lu que ce tube était surtout utilisé en mode linéaire (étage de puissance "boorster" après un modulateur de puissance plus faible) ou en modulation par tension de plaque où ce tube est mieux à sa place. Le tube est également utilisé comme étage final push-pull dans les aplificateurs Hifi à lampes où sa bonne linéarité procure un son très pur.

Vous voulez passer aux transistors? Voici un petit émetteur AM à transistors.

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