INTRODUCTION A LA DEUXIEME PARTIE DU COURS DE MESURE ELECTRONIQUE

Si on ne peut affirmer que la mise au point et le réglage d'un récepteur sont impossibles sans 1'aide d'instruments adaptés, il est toutefois certain qu'avoir à sa disposition un instrument efficace rend toujours le travail plus facile et plus rapide.

Ceci vaut aussi bien pour les récepteurs à modulation d'amplitude que pour les récepteurs à modulation d'amplitude et de fréquence, qui sont de plus en plus répandus : les exigences plus grandes des auditeurs de radio et les qualités de diffusion présentées par les récepteurs de ce dernier type ont en fait favorisé le développement du système de transmission "F, M.", si bien que la production actuelle est constituée pour 8O% par des récepteurs "A.M.-F.M.".

La deuxième partie du Cours de "MESURES ELECTRONIQUES", qui débute par ce groupe, prévoit la réalisation d'un appareil spécialement conçu pour le contrôle et le réglage des récepteurs "F.M." : nous l'appelons le GENERATEUR "F. M.".

Parallèlement à cette réalisation, il sera étudiée la composition et le fonctionnement des générateurs "F.M." dans leur ensemble. Puis en outre, vous réaliserez un tout récent appareil à base de transistor, le SIGNAL TRACER, circuit précieux pour les tests de fonctionnement en dynamique.

Ces leçons vous donneront donc les possibilités de monter deux appareils indispensables à tout bon radio-technicien et de compléter votre préparation dans le cadre de la technique "F.M.", constituant ainsi un complément indispensable au Cours de Radio "F.M.". Vous trouverez développés ici quelques sujets déjà traités dans le Cours de Radio : vous pourrez ainsi mieux les approfondir et dissiper certains doutes qui seraient restés dans votre esprit.

1 - LES APPAREILS DE MESURES NECESSAIRES EN "F.M."

Pour effectuer réparations et réglages, il faut comme nous l'avons déjà dit des appareils spécialement adaptés. Deux au moins sont indispensables, soit pour la Modulation d'Amplitude, soit pour la Modulation de Fréquence ; ce sont :

• Le Multimètre,
• Le Générateur de Signaux.

Le Multimètre peut être du type 1.000 ohms/V. ou même 10.000 ohms/V. Il est encore préférable de disposer d'un Voltmètre électronique surtout en "F.M.". Le Générateur de Signaux "F.M." doit avoir des caractéristiques bien déterminées, particulièrement la fréquence, de telle sorte que sauf dans des cas exceptionnels le générateur "A.M." (Hétérodyne "H.F," Modulée) ne peut le remplacer.

Il existe donc en gros trois genres d'équipements :

• Le premier pour le simple dépannage : Contrôleur 1.000 ohms/Volt et Générateur "H.F.".

• Le second pour le laboratoire "F,M." : Multimètre 10.000 ohms/Volt, Générateur "F.M.", Signal Tracer.

• Le troisième pour le laboratoire professionnel "A.M.-F.M." : Multimètre 10.000 ohms/Volt, Hétérodyne "H.F." Modulée, Générateur "F.M." Signal Tracer, auxquels on rajoutera le VOLTMETRE ELECTRONIQUE, et éventuellement l'OSCILLOSCOPE CATHODIQUE, le GENERATEUR BASSE FREQUENCE et enfin le TRANSISTORMETRE si l'on a à travailler sur des circuits à transistors.

Ces trois groupes d'appareils sont illustrés respectivement aux Fig, 1-, 2- et 3. Le laboratoire du radio-électricien doit être ainsi équipé à la base :

• Un Multimètre 10.000 ohms/V.
• Une Hétérodyne "H.F." Modulée.
• Un Générateur "F.M."
• Un Signal Tracer,
• Un Voltmètre électronique.

Les autres appareils énumérés ci-dessus viendront compléter le lot et rendront votre laboratoire apte à effectuer n'importe quel dépannage ou réglage de qualité.

2 - LE REGLAGE

II est possible comme nous l'avons dit d'effectuer le réglage "à l'oreille" c'est-à-dire sans l'aide d'un appareil ; cependant sans l'aide d'indicateur de sortie, la précision ne peut être que mauvaise car il n'est pas facile de distinguer à l'oreille (surtout si le volume est un peu élevé) la pointe du maximum du signal où doit s'effectuer le réglage aes noyaux et des condensateurs. De plus il devient presque impossible d'aligner les circuits "M.F.' (Moyenne Fréquence) sur la fréquence prescrite : si cependant on parvient à les aligner à peu près, on n'est pas sûr que ce soit vraiment sur la fréquence de 455 Khz.

Ces inconvénients déjà sensibles en "A.M." sont encore plus grands dans le cas de la "F.M.".

On sait que les circuits accordés pour la fréquence intermédiaire qui constituent le détecteur et les circuits amplificateurs à fréquence intermédiaire doivent être alignés sur 6,75 MHz ; si par réglage "à peu près" on y parvient, le rendement des étages intermédiaires pourra être suffisant, mais il n'en sera pas de même pour la "H.F." : en fait l'alignement entre le circuit d'entrée et le circuit oscillant est déterminé à partir d'une valeur donnée de la fréquence intermédiaire qui, pour la "F.M." est rigoureusement 6,75 MHz et pour la "A.M." est choisie dans la gamme des 45O à 475 KHz. Si la valeur d'accord de la fréquence intermédiaire n'est pas stabilisée il est pratiquement impossible d'obtenir l'alignement de la Haute Fréquence et par conséquent la coïncidence des stations sur le cadran.

C'est pour cette raison que la précision de la fréquence intermédiaire est très importante : une fois bien déterminée il devient plus facile d'aligner la "H.F." et si par nécessité on déplace la fréquence d'accord d'un seul circuit il faut alors forcément retoucher tous les autres noyaux : on obtient alors l'alignement, mais sur une fréquence qui n'est pas la bonne.

Le fait que la "F.I." (Fréquence Intermédiaire) de la "F.M." soit 6,75 MHz, et que les fréquences d'accord des circuits d'entrée soient de l'ordre de 100 MHz, accroît la difficulté de réglage : l'emploi d'un oscillateur précis est donc pratiquement indispensable.

L'appareil indicateur de réglage, dit aussi contrôleur de sortie -ou OUT-PUT METER- sert à éviter les erreurs d'évaluations sonores qui peuvent découler d'une simple écoute du signal. En mesurant l'amplitude du signal de sortie par comparaison avec le signal d'entrée on peut évaluer la sensibilité d'un récepteur et le gain des étages tandis qu'il est impossible de dire avec précision ''le son était plus fort avant, il est plus faible maintenant".

Pour le réglage "F.M." qui est exécuté sans modulation, iï faut mesurer le signal de sortie directement sur le circuit détecteur. A cet effet on emploie un voltmètre à grande sensibilité et de préférence un voltmètre électronique, Avec un tel appareil on n'introduit pas de CHARGE sur le circuit qui reste pratiquement inaltéré et en outre le même appareil peut être commuté pour fonctionner avec le zéro au milieu de l'échelle, possibilité qui comme nous le verrons par la suite est très commode lors du réglage du détecteur.

La disposition classique pour le réglage d'un récepteur "F.M." est illustrée aux Fig. 4-, 5- et 6- : la Fig. 4- concerne le réglage du circuit détecteur avec un signal à 6,75 MHz par emploi du voltmètre à zéro central : la Fig, 5- se rapporte au réglage des étages amplificateurs à "F.I." avec signal à 6,75 MHz et voltmètre à valeur maximum : enfin la Fig, 6- représente le réglage des circuits d'entrée et de l'oscillateur avec le signal "H.F." à 88 - 100 MHz et voltmètre à valeur maximum.

Examinons maintenant les caractéristiques, la composition et le fonctionnement du Générateur  "F.M."  tel qu'il est réalisé dans la deuxième partie de ce Cours de Mesures Electroniques.

3 - DESCRIPTION DU GENERATEUR F.M.

Caractéristiques

Les signaux nécessaires lors du réglage d'un récepteur "F,M,  sont de deux types :

• Signal de réglage des circuits "M.F."  (ou  "F.I.") établi à 6,75 MHz
• Signal  "H.F." pour le réglage des circuits "F.M." dans la gamme de fonctionnement comprise entre 88 et 100 MHz.

II s'agit de fréquences assez élevées qui réclament l'usage de circuits appropriés.

Notre Générateur "F.M." est composé comme on le voit à la Fig. 7-, de trois circuits que nous examinerons séparément :

1. Circuit oscillant,
2. Circuit du voltmètre à lampe,
3. Circuit d'alimentation.

A- Circuit oscillant

C'est le circuit le plus important, utilisant deux triodes inclus dans la même lampe 12AT7.

La première de ces triodes constitue l'oscillateur proprement dit, la seconde est un étage séparateur couplé au premier au moyen d'un circuit de transfert par la cathode.

L'oscillateur peut être commuté sur deux gammes : l'une qui est celle du signal "H.F." va de 88 à 100 MHz, l'autre qui est celle du signal "M.F." donne exclusivement la fréquence 6,75 MHz.

A la Fig. 8- est représenté le schéma du circuit complet de l'oscillateur ; le commutateur de gamine à deux circuits-deux positions stabilise les deux conditions de travail : le signal généré va de la cathode par un condensateur de 50 pF vers la grille de la triode et de là, à travers un autre couplage cathodique le signal est amené sur le potentiomètre constituant l'atténuateur dont le curseur est à la borne de sortie du signal.

Le couplage cathodique est celui qui permet la meilleure séparation entre les deux sections, il évite donc toute influence possible du circuit extérieur sur le circuit de l'oscillateur. En outre c'est un circuit à basse impédance qui pour les fréquences en jeu est le mieux adapté.

Le circuit oscillant "H.F." est représenté Fig. 9- ; entre la plaque et la grille de la triode est branché le circuit oscillant constitué par la bobine "L", le condensateur variable double et un compensateur en céramique.

Ce circuit est le circuit classique Colpitts avec une partie capacitive formée par les deux sections du condensateur variable.

Ce dernier sur bâti isolant se présente de telle façon que les lames mobiles (et par conséquent l'axe de commande) sont isolées de la "H.F.", et reliées à la masse.

La self "bobinée en l'air" comporte cinq spires de fil de cuivre argenté de 1,5 mm. de diamètre.

Le compensateur céramique a une capacité maximum de 10 pF.

Quand le circuit oscillant est commuté sur la "M.F.", un cristal de quartz constituant le circuit accordé est branché sur la grille, et sur la plaque est connecté un circuit accordé à fréquence fixe légèrement supérieure à 6,75 MHz (Fig. 10-).

Le cristal de quartz est calculé de façon à résonner exactement sur 6,75 MHz. Dés que pour une cause quelconque, s'établit une résonance dans le circuit de plaque, il se manifeste un effet de réaction à travers la capacité de grille qui détermine l'apparition des oscillations à la fréquence de base établie à 6,75 MHz égale à la fréquence de résonance.

Avec ce système la précision et la stabilité de la fréquence à 6,75 MHz sont garanties. Cette fréquence sera utilisée pour le réglage du circuit détecteur et des circuits amplificateurs de Moyenne Fréquence.

Le potentiomètre "P3" constitue alors dans ce cas l'atténuateur régulateur du signal de sortie.

Circuit du Voltmètre à lampe

Cette partie de l'appareil est un voltmètre à lampe pour tensions continues d'impédance d'entrée très élevée.

Sa fonction spécifique est de servir au réglage des récepteurs "F.M.". Il est principalement constitué d'une double triode 12AT7 et d'un micro-ampèremètre à bobine mobile.

La tension à mesurer est appliquée sur la grille d'une triode alors que la grille de l'autre est reliée à la masse (Fig. 11-). Entre les deux -plaques est branché l'appareil avec sa borne positive reliée à la première triode.

En l'absence de tension sur la grille les deux plaques de la lampe sont à la mène tension et il ne circule donc aucun courant dans l'appareil.

Le tarage parfait s'obtient dans ces conditions par réglage du potentiomètre "P2" qui a pour rôle de compenser les différences éventuelles entre les deux sections de la lampe. Quand la grille est polarisée sous l'influence du signal qui lui est appliqué, les conditions d'équilibre sont modifiées, le courant plaque varie et par conséquent la tension : les deux plaques se trouveront donc à des potentiels différents donnant ainsi lieu à un courant à travers le micro ampèremetre.

La portée de l'appareil est réglée par le potentiomètre "P1" qui est en pratique une résistance additionnelle.

L'impédance d'entrée du voltmètre est de 10 Mohms. II y a deux échelles 5 et 30 que l'on choisit au moyen d'un commutateur.

Circuit d'alimentation

Le circuit d'alimentation n'a aucune particularité bien nouvelle : il se compose d'un transformateur d'alimentation, d'une valve biplaque et d'un circuit de filtrage ; ce dernier est formé de deux condensateurs électrolytiques de 32 µF et d'une résistance de 1.800 - 2 Watts, Le courant absorbé par l'ensemble des circuits est de 16 mA sous une tension de 220 Volts.

Comme d'habitude le transformateur est à multi-prises au primaire pour lui permettre de fonctionner sur les différentes tensions du réseau et fournit notamment l'alimentation d'une lampe témoin sur 6,3 Volts et des filaments des tubes. Sur le circuit d'alimentation "H.T." deux condensateurs de 5.000 pF court-circuitent les traces éventuelles de "M.F." qui pourraient être rayonnées par le réseau.

4 - SCHEMA D'ENSEMBLE DU GENERATEUR

L'ensemble des trois circuits est représenté Fig, 13- qui donne le schéma complet du générateur. On notera les particularités suivantes :

• Le tube 12AT7 du voltmètre à lampe est chauffé sur une tension légèrement inférieure à la normale pour éviter l'apparition d'un courant grille qui rendrait le circuit instable.

• La résistance de 2,5ohms en série sur le chauffage provoque une chute de tension égale à 0,75 Volts, c'est pourquoi le tube est chauffé sous 5,5 Volts au lieu de 6,3 Volts.
• La tension plaque du voltmètre à lampe est séparée de celle de l'oscillateur au moyen d'une résistance de 1Kohms et d'un condensateur de 25.000 pF.

5 - CARACTERISTIQUES DE L'APPAREIL

• Gamme de fréquence du signal "H.F." : 88 à 101 MHz
• Amplitude maximum du signal "H.F."  : 0,9 V.
• Fréquence du signal "M.F." : 6,75 MHz
• Amplitude du signal "M.F." : 2 Volts
• Précision de la fréquence "M.F." : +/- 0,01%
• Stabilité de la fréquence "M.F." pour une gamme de température de travail de -10° C à +55° C : +/- 0,02%
• Echelles du voltmètre : 5 et 30 Volts C.C,
• Impédance d'entrée du voltmètre : 10 Mohms.
• Puissance absorbée : 20 V.A, environ.

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EXERCICES DE REVISION SUR LA 13ème LEÇON THEORIQUE

1- Pour quelles raisons les difficultés de réglage sont-elles plus grandes en "F.M." qu'en "A.M." ?

2- Quelle sorte d'erreur commet-on en procédant au réglage à l'oreille ?

3- Quel inconvénient y-a-t-il à régler la "M,F." d'un récepteur sans générateur de signaux ?

4- Quelles sont les fréquences de signaux nécessaires pour régler un récepteur "F.M." ?

5- Quels sont les éléments les plus délicats dans un générateur "F.M." ?

6- Quels sont les avantages d'emploi d'un cristal de quartz ?

7- Pour quelle raison faut-il séparer le circuit oscillant du circuit de charge ou d'utilisation ?

Vous trouverez les Réponses aux Exercices de Révision à la fin de la prochaine leçon Théorique : vous n'avez donc pas à envoyer vos réponses à EURELEC pour correction.