Historique de la radio
Quelques exemples de radios
Radio
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Voici quelques exemples de radio à lampes (et à transistors sur les pages suivantes).
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Après la seconde guerre mondiale, on ne trouve plus de postes de radio sans superhétérodyne (changement de fréquence). Il y a de plus en plus d'émetteurs, et la sélectivité d'un récepteur direct est trop faible. Pour avoir une sélectivité suffisamment élevée, il faut plus de circuits accordés. Mais il devient très difficile de faire l'accord simultanément sur plus de deux circuits accordés. En plus, la bande passante varie selon la fréquence accordée.

Le système de superhétérodyne utilise un changement de fréquence et tous les circuits accordés (sauf deux: le circuit d'entrée et l'oscillateur local) le sont sur la même fréquence. Le fonctionnement d'un tel système est décrit sur la page de la modulation.

Nous utilisons le même code de couleur dans tous les schémas:
  • vert: signal haute fréquence
  • bleu: signal moyenne fréquence
  • rouge: oscillateur
  • jaune: commande automatique du gain (CAG)
  • violet: partie basse fréquence

0- Radio bon marché AM

Controle automatique du volume

Le signal du controle automatique du volume (CAV ou CAG) est envoyé aux deux tubes radiofréquence pour réduire leur amplification quand le poste reçoit des émetteurs puissants. Avant, on appelait le CAV "anti fading". Le but est que le signal soit aussi fort pour un émetteur lointain que pour un émetteur proche. Le CAV n'élimine pas totalement les différences de niveau: il faut en effet qu'il y ait une différence pour qu'elle puisse être réduite.

Quand on écoute les ondes courtes, il y a toujours un fading très important et dans certains récepteurs haut de gamme (maintenant on dirait "high end"...) on faisait également agir la correction sur le premier étage audio. Il fallait alors utiliser une penthode (dont on peut plus aisément régler l'amplification) à la place d'une triode. Il était possible d'éliminer presque totalement l'effet de fading.

Le réglage automatique du volume n'est évidemment pas en mesure de compenser les différents niveaux de modulation entre émetteurs. Les émetteurs commerciaux utilisent le taux de modulation maximum admissible et utilisent en plus un compander pour augmenter le niveau des passages sonores moyens.

Le controle automatique du volume des radios à transistors est décrit ici.

L'anti fading retardé agit sur plusieurs tubes de façon différente: quand le signal augmente, on réduit d'abord l'amplification des étages moyenne fréquence, et si le signal d'antenne est très fort, on réduit également l'amplification de l'étage haute fréquence. Cela permet de réduire le bruit de fond. L'anti fading retardé est stanbdard sur les postes de télévision.

0- Radio AM
La première radio est un modèle fabriqué en 1958 qui devait être le moins cher possible avec un circuit inprimé en carton traité. Pas de transfo, mais des résistances qui réduisent la tension à la valeur correcte. Certaines avaient même un cordon d'alimentation comprenant une résistance, mais cette pratique a été interdite assez rapidement. Les transistors existaient déjà, mais les fabricants préféraient fabriquer des radios à tubes qui étaient plus fiables à l'époque (et les tubes coutaient moins chers que les transistors).

La radio utilise des tubes de la série Ux... (au lieu de Ex...) dont les filaments sont branchés en série (courant de chauffage de 100mA). L'appareil fonctionne en 120 et 220V (avec insertion de résistances). La puissance est moindre en 120V, puisque la tension d'alimentation chûte à 130V environ. Elle est de 180V environ en 220V.

Tout le poste est connecté au réseau. Le transfo de sortie sert également comme self de filtrage (c'est une méthode souvent utilisée chez Philips). Le boitier est en plastique genre formica très mode à cette époque.

Cette radio n'a pas la modulation de fréquence, elle ne peut recevoir que deux gammes d'ondes mais il est possible d'y connecter un tourne disque à cristal.

L'étage haute fréquence se compose d'une triode-heptode UCH81 avec la partie triode comme oscillateur local (hétérodyne). L'heptode reçoit le signal d'antenne sur la première grille et le signal de l'oscillateur sur la troisième grille. On a utilisé d'autres combinaisons de tubes, mais c'est cette combinaison qui est la plus efficace.

Le tube UF89 est l'amplificateur moyenne fréquence. C'est un tube qui a un gain important et est également utilisé pour le controle du gain (CAG). Quand la tension de grille est plus négative (jusqu'à -20V) l'amplification du tube est moindre et cela produit la correction.

La détection se fait par une double diode UBC81 dont on n'utilise qu'une diode. La triode sert pour l'amplification basse fréquence.

Le tube de puissance audio est un UL84 qui peut fournir une puissance de 4.5W (une puissance qui était suffisante dans les années 1960). On utilise encore ce tube dans certans amplificateurs hifi (montage push pull).

Ce type de radio est encore très fréquent et fonctionne encore très bien, mais il n'y a pratiquement plus d'émetteurs en ondes moyennes. De plus, il y a maintenant énormément de parasites sur cette bande, causés par des interférences (GSM, réseau WiFi, bluetooth, magnétron, téléphone dect,...)


1- Radio classique à tubes AM/FM
1- Radio AM/FM
Le récepteur standard des années de gloire de la radio à tubes se compose d'une triode-heptode ECH81. En cas de réception FM, le signal moyenne fréquence est reçu sur la première grille de l'heptode et l'oscillateur local est à l'arrêt.

On utilise une double triode ECC85 pour l'amplification haute fréquence (premier tube). La seconde triode sert d'oscillateur/mélangeur.

Ici également un tube EF89 pour la moyenne fréquence, aussi bien pour la modulation d'amplitude que pour la modulation de fréquence.

La détection est effectuée par un tube EABC80 qui se compose d'une diode simple pour la détection AM, de deux diodes pour le discriminateur FM et d'une triode pour l'amplification audio. L'amplification de puissance est assurée par une penthode EL84.

Ce circuit a encore un petit extra: après détection, le signal audio FM est d'abord amplifié par la triode ECH81 (qui ne sert pas pour la partie haute fréquence en FM). Le signal FM passe ensuite à la triode du tube EABC80.

Certains postes haut de gamme ont un second EF89 à la place du premier étage audio.


1B- Radio à tubes AM/FM à accord automatique
Saba Meersburg Automatic 7
1B- Saba Meersburg Automatic 7
Une radio assez particulière qui utilise deux tubes pour la moyenne fréquence au lieu d'un seul et une penthode au lieu d'une triode pour l'amplification basse fréquence. Por éviter d'avoir une bande passante trop étroite en AM, le second étage est amorti par un pothentiomètre double, la seconde partie du pothentiomètre règle les aigues. Comme une penthode a un gain plus élevé, il est possible d'utiliser un réglage des aigues et des basses plus élaboré monté dans la contre-réaction. Il y a une commutation parole/musique par relais qui commande plus que le réglage de la tonalité.

Par contre, la radio a un accord automatique par moteur. Quand le poste n'est pas bien accordé, il y a un signal qui apparait sur le discriminateur, et celui-ci fait tourner le moteur pour corriger l'accord. Ce système fonctionne aussi bien en AM qu'en FM (il y a 2 circuits accordés dans le descriminateur pour l'accord).

Le signal moyenne fréquence prélevé sur la dernière penthode MF commande via la triode ECL80 le discriminateur d'accord automatique. Le discriminateur se compose de deux diodes, c'est la partie "B" du tube EABC80. Le signal pour le moteur est ensuite amplifié par la penthode ECL80.

Il y a encore une triode EABC80 qui sert a bloquer le bouton de recherche tant qu'un émetteur n'est pas trouvé. La recherche de postes est donc motorisée, et le moteur stoppe automatiquement sur le premier poste trouvé, à ce moment l'accord automatique entre en jeu pour corriger si nécessaire l'accord. Il est également possible de mettre des émetteurs en mémoire (mécanique), quand on pousse sur la présélection, le moteur recherche la fréquence et fait l'accord automatique.

Le controle automatique du gain se fait par un circuit indépendant (CAG retardé) avec une des diodes restantes.


2- Récepteur FM


Tuner FM (syntonisateur uniquement)

2- Tuner FM
Le circuit suivant est un récepteur unique FM, ici aussi avec un ECC85 comme étage amplificateur HF, oscillateur et mélangeur, mais avec deux tubes EF89 en moyenne fréquence. L'étage de sortie se compose d'un tube ECL82, une triode-penthode qui peut produire une puissance sonore de 3.5W. En fait il ne s'agit pas vraiment d'une penthode, mais d'une tétrode à flux dirigé qui a un meilleur rendement qu'une penthode.

Cette radio n'a pas de controle automatique du gain (CAG) qui est moins nécessaire pour la FM où le discriminateur ne détecte pas l'amplitude du signal, mais sa déviation en fréquence. Mais chaque étage MF a une résistance de grille de valeur élevée, ce qui produit un effet de diode et la grille se polarise négativement selon la puissance du signal. Il y a donc malgré tout un réglage de l'amplitude du signal (ou plutot un écrètage). Un oeil magique peut être branché sur le condensateur électrolytique du discriminateur.


Le schéma suivant est très interessant car il reprend la structure des schémas français (avec les tubes placés "horizontalement"). C'est de plus un schéma qui utilise toutes les avancées de la téchnique de l'époque (1960). Il s'agit d'un vrai "tuner", donc sans partie BF. Les tubes employés sont également utilisés dans les télévisions (haute fréquence VHF et moyenne fréquence).

Un montage cascode haute fréquence assure un gain très élevé avec un faible bruit de fond. La première triode est attaquée à la fois sur sa grille et sur sa cathode tandis que la seconde triode utilise un montage classique à grille à la masse. On utilise ici un tube de la dernière génération, un ECC189.

Le changement de fréquence utilise une triode comme oscillateur et une partie penthode pour la moyenne fréquence. L'amplitude du signal qui ici est déjà conséquente grâce au premier étage permet d'utiliser une penthode sans augmenter notablement le bruit de fond. Le tube utilisé est un ECF82 qu'on retrouve également dans les téléviseurs (modulateur VHF).

Il y a deux tubes moyenne fréquence: le tube EF184 remplace le vénérable EF80 ou EF89, ce tube est également employé dans les étages moyenne fréquence des premiers téléviseurs où ton gain plus élevé vient bien à point pour compenser la bande passante qui doit être plus élevée en vidéo. Le second tube est à nouveau un ECF82.

La détection (détecteur de rapport) utilise une double diode EB91 et le signal détecté est envoyé à la triode ECF82 (anode commune) pour réduire l'impédance du signal.

On voit qu'on peut utiliser des tubes destinés aux fréquences élevées pour la basse fréquence. Cela n'est pas possible avec des transistors haute fréquence qui ont un gain plus faible et produisent plus de déformations que des transistors adaptés à la basse fréquence.

On a également construit des radios à lampes fonctionnant sur piles. Des lampes spécifiques ont été développées pour fonctionner sur une tension plus basse, tandis que le courant de chauffage est très faible (60 fois moins que celui d'une tube classique)..

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