Historique de la radio
L'étage mélangeur octode
Superhétérodyne

On passe du récepteur direct au récepteur super-hétérodyne entre les deux guerres. La fréquence de l'émetteur qu'on veut recevoir est transformée en une fréquence fixe qui peut être amplifiée plus aisément. En Europe on utilise principalement une octode pour le changement de fréquence.
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L'étage mélangeur (ou mixer) d'un récepteur permet de changer la fréquence du signal de l'émetteur en une fréquence fixe pour tous les émetteurs. Le récepteur super hétérodyne a de nombreux avantages: il ne faut accorder que deux circuits: un circuit d'antenne et un oscillateur local. La fréquence intermédiaire issue du mélange est la même pour tous les émetteurs. La fréquence intermédiaire peut être nettement plus basse, là où les tubes de l'époque amplifient plus. Les premiers récepteurs avaient une fréquence intermédiaire de 50kHz, puis on est passé à 110kHz pour finalement s'accorder (c'est le cas de le dire) sur 455kHz.

Les différents circuits pour le changement de fréquence sont expliqués ici. Le premier système qui est adopté est un circuit qui utilise une heptode ou octode avec une partie oscillatrice et une partie mixer. En Europe on utilise principalement une octode, tandis qu'aux Etats Unis on donne la préférence à une heptode ("pentagrid converter") qui utilise un oscillateur entre la cathode et la première grille.

Octode EK1, EK2, EK3
Ces tubes utilisent un système d'électrodes tel que la première et la seconde grille forment un oscillateur local (la seconde grille agissant comme anode de l'oscillateur). Le signal d'antenne est injecté à la grille 4, mais voici à nouveau une liste des électrodes:

  1. K cathode à chauffage indirect
  2. G1 grille de commande de l'oscillateur
  3. G2 grille-anode de l'oscillateur local
  4. G3 grille-écran
  5. G4 grille de commande recevant le signal d'antenne
  6. G5 grille-écran
  7. G6 grille suppresseuse
  8. A anode
Il se forme une cathode virtuelle entre la grille 3 et la grille 4 qui est maintenue à une tension proche de la masse (et même à une tension négative en cas de controle automatique du gain). Les électrons sont ralentis par la basse tension et il se forme un nuage d'électrons. Comme les électrons voyagent maintenant à basse vitesse, l'influence de la grille 4 (qui reçoit le signal d'antenne) est importante.

La description qui suit est d'application pour le tube EK3 en particulier.

Le tube octode a une construction spécifique où l'oscillateur forme une partie séparée. Le flux d'électrons forme 4 faisceaux, deux pour l'oscillateur et deux pour le mélangeur. Les électrons qui sont repoussés par la seconde grille de controle ne retournent pas dans la partie oscillateur, mais sont absorbés par la grille-écran (nuage jaune).

Le tube EK3 est en fait un tube qui s'apparente plus à une triode-hexode, mais était vendu comme octode pour ne pas payer de licence à Telefunken, qui avait le brevet de la triode-hexode.

A cette époque, il y avait une taxe sur les postes de radio basée sur le nombre de tubes (un système qu'on devrait remettre à l'honneur en ce qui concerne l'utilisation de smartphones dans les lieux publics). Il était donc interessant de développer des tubes qui avaient le plus de fonctions possibles. Les tubes multiples (triode-heptode, double triode,...) étaient taxés par fonction: la taxation a donc bloqué le développement de certains tubes.

Une octode (ou une heptode) a également des inconvénients:

  • Le rendement à la conversion est moindre qu'avec un tube où le signal d'antenne est introduit à la première grille
  • Le signal de l'oscillateur peut se retrouver à l'antenne, ce qui transforme le récepteur en émetteur parasite
  • La fréquence de l'oscillateur local peut varier sous l'influence du CAV (controle automatique du volume).

Le schéma pratique est extrait d'une radio de l'interbellum. La première grille reçoit le signal de l'oscillateur et la seconde grille agit comme anode pour l'oscillateur local. Le signal d'antenne arrive sur la grille 4. Sur l'anode on récolte un signal complexe contenant le signal d'antenne, le signal de l'oscillateur et les produits du mélange et notament f(osc) - f(ant) et f(ant) - f(osc). Les circuits accordés qui suivent vont sélectionner une seule de ces fréquences.

Comme le changement de fréquence s'effectue dans un tube multifonction, la fréquence de l'oscillateur local peut légèrement varier sous l'influence d'un émetteur puissant. La radio s'accorde sur l'émetteur le plus puissant, au détriment d'un émetteur moins puissant situé à une fréquence proche. Les commerciaux ont nommé cet effet "autotune". L'effet est un peu comparable à la réception en FM, où seul l'émetteur le plus puissant est reçu. Cet effet n'est présent qu'avec les mixers auto-oscillants, les circuits mélangeurs avec oscillateur séparé n'ont pas cet effet.

Toutes les électrodes ne sont pas disponibles à l'extérieur: les deux grilles-écran sont reliées entre elles (elles sont reliées à la haute tension via une résistance et découplées via un condensateur à la masse). La grille suppresseuse qui renvoie les électrons issus de l'émission secondaire vers l'anode est branchée à la cathode. La représentation schématique montre bien que la grille 3 agit comme une petite anode.

La fréquence maximale qu'on peut atteindre est environ 20 à 30MHz avec la dernière version du tube (AK3), mais des limites similaires existent pour les triodes-heptodes qui seront utilisées plus tard (ECH41 et ECH81) . C'est causé par le long temps de transfert des électrons dans le tube. Il faut passer à un autre système s'il faut monter en fréquence. On utilise alors une double triode ECC81 et puis ECC85 pour le front end FM.

Le tube EK90 qui sera utilisé plus tard n'a plus de grille-anode, mais utilise un circuit oscillant entre la cathode et la première grille. Le tube a donc perdu une grille, c'est devenu une heptode. Ce type de tube se retrouve principalementd ans les récepteurs américains où le tube est appellé pentagrid converter. Les différents circuits de changement de fréquence sont repris ici.

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