Remise en route du poste Rees-Mace modèle Gnome





Essais



10. Premier essai - Consommation

Il est temps de procéder au premier essai ...
Inutile pour l'instant de remettre le récepteur dans sa mallette : l'essai va se faire en "vrac". Il faut connecter :
- le cadre
- le HP
- les alimentations

Comme à l'habitude, j'utilise une alim de labo, qui délivre des tensions variables. Pour ce poste, il me faut :
* +120V pour l'anode de la triode finale et celle de la lampe écran
* +60V pour l'écran de la lampe HF et l'anode de la triode préampli BF
* +30V pour l'anode de la détectrice
* -6V pour la polarisation de la triode finale
* -3V pour la polarisation de la triode préampli BF; comme l'alim ne délivre qu'une seule polar, j'ai câblé un pont diviseur sur la polar -6V (2 résistances de 100kohm)
* +2V pour le chauffage

Mise sous tension de l'alim ... passage du bouton de gamme sur "LONG", réglages des CV ...
... et ça marche. Fort ronflement. Normal : avec une alim secteur il faut une bonne prise de terre que je n'ai pas connectée.
Une fois ce problème résolu, on reçoit très fort les GO. Au point où on est obilgé de mettre le bouton "Volume" au minimum et même dérégler un CV !

voici une vidéo de ce premier essai.

J'en profite pour mesurer les intensités sur les alims.
Voici les mesures :

0,65A, ce n'est pas beaucoup. Sachant que la 1X230 consomme 0,2A, cela veut dire que chacune des autres lampes consomme 0,15A, pas plus.
Après tout, c'est logique : les lampes européennes chauffées sous 4V consommaient 60mA, et celles-ci, chauffées sous 2V consomment 2 fois plus environ : leur puissance de chauffage est similaire.


Ce poste consomme vraiment peu :
à peine 7 mA sous 120V
moins d'un demi mA sous 30 et 60V !

Si je réalise une alim secteur, elle sera de petites dimensions :
pour le chauffage, si on utilise un régu genre LM317, en partant d'un enroulement de 5V, il devra fournir moins d'un ampère, donc moins de 5W
pour les HT, 7 mA sous 120V plus à peine 1mA pour les deux autres tensions; partons de 8mA maxi en tout, avec un enroulement de 100V, ça fera moins d'un Watt !
Bref, un transfo de 5 à 6VA suffira très certainement ...
Que se passe-t-il si je diminue les tensions d'alim ? En effet, je ne connais pas les tensions nominales, peut-être sont-elles inférieures ?
Je décide donc de faire un autre essai, avec des alims différentes (à part le chauffage, bien sûr), et je note les conso :


Première constatation : le volume sonore est un peu plus raisonnable mais est toujours trop grand.
Ensuite, pour obtenir un son exempt de distorsion, j'ai du diminuer fortement la polarisation de la LD210 : -1V au lieu de -3V, ce qui est normal puisque cette lampe est maintenant alimentée en 50V au lieu de 60V.
Mise à part cette modification, le fonctionnement est le même, les intensités ont baissé, sauf celle du 50V, puisque justement la polar de la lampe a été diminuée :
- moins de 4mA sous 90V
- 1/2 mA sous 50V
- 1/4 mA sous 24V : la détectrice fonctionne encore très bien avec cette faible tension !

Pour l'instant, je considère donc ce second essai comme étant la référence; l'alimentation fournira ces tensions, suffisantes pour un fonctionnement correct.



11. Réflexion

Pourquoi ce poste est-il si sensible en GO ?
Je résume la situation : si le bouton de volume est au minimum (pas du tout de réaction), il est impossible de ne pas avoir de saturation BF si tous les réglages sont optimum; on doit :
- dérégler un des CV pour être à côté de la syntonisation
- dépointer le cadre pour diminuer le champ reçu
Les lampes n'étant pas neuves, on peut même dire que le phénomène serait accentué si elles l'étaient.
Même en augmentant la plar de la première BF (LD210), ça ne va pas : tout ce qui se passe, c'est qu'on obtient de la distorsion par blocage de la lampe, avant de baisser le volume moyen, preuve que le signal est trop fort, déjà sur cette lampe.
Fred a eu une idée : et si tout simplement, les postes fabriqués en Angleterre étaient plus sensible que ceux fabriqués en France parce qu'en moyenne, les émetteurs GO, tous continentaux (à part la BBC) étaient plus éloignés ?
Effectivement, quand on y réfléchit, j'ai pas mal de postes batteries français qui n'avaient pas de lampe écran en HF, et sur ceux qui en possèdent une, le gain était réglable et il n'y avait que 2 lampes BF y compris la détectrice. Sur ce poste on a une HF écran, une détectrice et encore 2 BF : le gain de la chaine est forcément plus grand.

Comment remédier au problème ?
- diminuer le champ reçu (on dépointe le cadre)
- diminuer le gain HF (en bridant la 215SG)
- diminuer le gain BF (en supprimant un étage)
La première solution n'entraine pas de modification, alors que les deux autres, oui.
Par exemple, on pourrait séparer l'alim de l'écran de la 215SG de l'alim de la LD210, afin de faire varier cette tension d'écran et par conséquent le gain de la lampe HF.


Pour la 3° solution, on pourrait remplacer la LD210 par un bouchon, contenant juste un condo entre grille et anode.


A noter que cette dernière solution n'entraine pas de modification de câblage, puisqu'il suffirait de remplacer la LD210 par un culot 4 broches contenant le condensateur. Seulement, ce ne serait pas très pratique : la LD210 est située sous la 215SG et la 1X230, pour passer d'une configuration à l'autre, il faudrait faire pas mal de manoeuvres avec les lampes !

Une variante consisterait à faire une commutation. L'avantage serait le côté pratique pour passer d'une config à l'autre, l'inconvénient majeur étant l'obligation d'ajouter un commutateur. Voici le schéma de cette modification :


L'étage comportant la LD210 peut être carrément supprimé. Il es toujours sous tension de chauffage, mais le circuit anodique est coupé. Le 2° transfo BF attaquant la lampe de sortie 1X230 est maintenant connecté à la détectrice. Le primaire du premier transfo BF est toujours connecté. Les deux primaires se retrouvent tous les deux en parallèle, ce n'est pas gênant. Au pire, un 3° interrupteur pourrait le mettre hors service.



12. Modification

Lors de ce nouvel essai, j'ai remplacé la LD210 par un condo de 33nF entre grille et anode :


Le résultat est sans appel : pas assez de gain, le volume est trop faible, ça ne va pas du tout.
Il faut dire aussi que la LD210 a un coefficient k de plus de 13 (11x1,2), donc la supprimer fait qu'on perd pas loin de cette valeur dans le gain total. Il faut donc trouver autre chose.

J'ai alors fait la modification 3 qui consiste à séparer les tensions d'écran de la 215SG et de la LD210 afin de les régler indépendamment l'une de l'autre. Et là, j'ai pu déterminer une tension d'écran afin de limiter le gain de la 215SG à une valeur suffisante. Cette tension est 30V, alors que la tension d'anode est de 90V. Si on passe cette tension d'écran à 45V, le gain est plus fort (il est maximal théoriquement pour une lampe écran de cette époque) et l'ampli BF sature.


Il a suffit que je débranche le fil qui reliait la borne d'écran de la 215SG et qui partait vers le transfo BF de la LD210 et de lui ajouter un fil (jaune); la soudure a été isolée avec un lacet (rayé). Le fil vert sur la gauche n'alimente plus désormais que l'écran de la 215SG.

Voici donc le branchement que j'ai effectué, et les intensités mesurées :


Remarquez que l'augmentation de la tension d'anode de la LD210 à 90V a nécessité de polariser cette lampe à -3V comme au début. Notez aussi qu'il n'y a plus que 2 HT nécessaires : +30 et +90V.
Cependant, il est peut-être utile, dans l'alim à étudier, de prévoir un réglage de la tension d'écran HF entre, +15 et +45 par exemple, afin d'ajuster le gain. (Il suffirait de prévoir un accès discret dans l'alim à un potentiomètre, comme un trou dans le boitier)
Les intensités sont toujours aussi faibles :
- 90V puissance et HF : 3,1mA
- 90V BF (LD210) : 0,63 mA
- 30V détectrice (PM1) : 0,44 mA
- 30V écran HF (215SG) : 60µA seulement !
J'ai noté sur le schéma les couleurs des fils reliant le châssis à l'alimentation et fait un petit pense-bête :



13. Alimentation: réflexions

Comme à chaque fois que je remets en route un poste portatif en mallette, je me pose ce genre de questions :
- est-ce que je construis une alimentation dédiée ?
- est-ce que je munis le poste d'une prise pour utiliser une alim universelle comme celle-ci

Et si je construis une alimentation dédiée :
- une alim sur le secteur ?
- une alim sur batteries ?

Comme le but de notre site, c'est aussi de vous faire découvrir des montages nouveaux, j'ai décidé de :
- construire une alimentation dédiée
- sur batteries

Il y a plusieurs principes possibles :
- autant d'éléments d'accus et piles pour faire toute les tensions, un peu comme ce bloc d'accus
- le moins possible d'éléments d'accus, avec un convertisseur continu/continu

La première solution n'est pas économique. La seconde peut être réalisée de plusieurs façons :
- à l'ancienne: vibreur + transfo + alim classique (redresseur, filtres)
- plus moderne: alim à découpage élévatrice
- mais aussi : onduleur + transfo + alim classique

L'avantage de la 3° solution sur la seconde est l'absence de rayonnement. En effet, la commande du transfo se fait en régime sinusoïdal, alors que pour l'alim à découpage, le régime est rectangulaire.
La commutation d'un transfo se fait avec une infinité d'harmoniques; dans le cas d'un poste portatif à alim dédiée, celle-ci sera DANS la mallette, à proximité du châssis radio; tout rayonnement se traduira par une réception très mauvaise comportant chuintements, sifflements et autres défauts.
En sinusoïdal, plus d'harmoniques. Pour peu qu'en plus la fréquence soit très basse, il n'y aura même pas de risque d'induction BF. Gros inconvénient de l'onduleur : le rendement est plus faible.

Voici donc les caractéristiques de l'alimentation que je me propose de construire :
- accu CdNi pour le chauffage
- accu Pb pour le convertisseur
- convertiseur 12V/120V
- alim secondaire classique : +90, +30, +20, polar

Quelle puissance ? Elle est très faible :
- environ 5 mA, pas plus sous 120V, ce qui fait 0,6W !
- même avec un rendement très faible de l'ordre de 40%, il faudra 1,5W en entrée de convertisseur
- du côté du chauffage, il faut 2V sous 0,7A environ, ça fait 1,4W, pas lourd non plus.



14. Alimentation: maquette de faisabilité

Pour ce qui est du chauffage, deux éléments CdNi procureront 2,4V, amplement suffisants.
Pour le convertisseur, la faible puissance m'amène à utiliser simplement un ampli audio attaquant le transfo. Cet ampli audio, recevra en entrée une tension sinusoidale, de fréquence basse (par exemple 50Hz). Le transfo sera la charge de l'ampli, un peu comme un haut-parleur donc.
Voici le schéma du convertisseur :


La batterie B2 alimente tout le circuit. Une zener de 10V stabilise la tension de l'oscillateur quelque soit l'état de décharge de l'accu.
A droite, le transfo est un 220V/12V, 10VA monté "à l'envers".
son primaire sert de charge à un ampli en "bridge", un circuit intégré audio utilisé en TV, le TDA2009. Les résistances R7,R8,R9 et R10 déterminent le gain en tension, et pour 80Veff au secondaire du transfo, il faut environ 100mV crête en entrée.
L'oscillateur sinus est un montage classique à 3 cellules RC de déphasage (60° chacune). Deux potentiomètres sont prévus et permettent :
- P1 : niveau d'attaque de l'ampli (donc hautes tensions redressées)
- P2 : pureté du sinus (en fait, le gain de boucle : il faut le régler de façon à voir un début de saturation, sinon, l'oscillation risque de s'amortir et de disparaitre)

La partie secondaire de l'alim est standard :


La tension au secondaire de T1, de l'ordre de 80Veff, est redressée en double alternance par le pont de diodes, filtrée grosso-modo par C13.
Aux bornes de C13 on a à peu près 110V. Les résistances R13,R14 et R15 sont calculées pour un courant total de l'ordre de 4mA, afin d'obtenir :
- le +B (90V)
- les deux tensions de polar -P1 et -P2 (-6 et -3)
Celles-ci sont filtrées par R17/C17 et R18/C15.
La tension de +B1 est fournie par la chute de tension créée par R16, et la tension +B2 par le potentiomètre P3. Cette tension variable alimentant l'écran de la lampe HF, afin de limiter son gain.

Tel quel, ce convertisseur consommerait une intensité non négligeable, même quand le récepteur serait sur "OFF". Pour éviter ça, il faut que l'inter M/A du poste commande l'alimentation du convertisseur.
Sans faire de modification du poste, le mieux est d'utiliser un relais d'intensité dans le circuit de chauffage :


Le courant consommé par les filaments (environ 0,6 à 0,7A) parcourt la bobine S1 qui crée un champ magnétique qui agit sur un inter ILS, coupant le circuit de l'accu 12V.
Ainsi, lorsque l'inter M/A est sur "Off" :
- il n'y a pas de courant dans le circuit de chauffage, les lampes sont éteintes
- le relais d'intensité est au repos, l'inter ILS est ouvert
- l'accu 12V est déconnecté du convertisseur.
- aucune HT n'est présente sur le châssis radio (ce qui est même mieux qu'à l'origine)

La bobine S1 a les caractéristiques suivantes :
- mandrin : diamètre 3 mm (pour que l'ILS puisse entrer dedans)
- longueur : 14 mm
- fil : 4/10 émaillé
- 85 tours rangés
La sensibilité de ce relais est de l'ordre de 0,5A.

Voici le schéma global :


et une vidéo montrant le fonctionnement
Lors de la mise en route, le convertisseur consomme environ 1,3A, mais au bout de quelques secondes, le courant se stabilise à 0,2A, ce qui représente une puissance consommée de 2,4W environ.

Voici quelques photos de la maquette....
le circuit du convertisseur avec le TDA2009 et l'oscillateur sinus :


Les circuits secondaires :


L'ensemble de l'alimentation sans la télécommande par courant de chauffage :


l'ajout du relais d'intensité et des accus de chauffage :


(pour l'instant, l'alim 12V est une alim de labo, je n'ai pas fait l'essai avec un accu)

Voilà, cette maquette est opérationnelle; une fois la mallette restaurée, je construirai une version plus "propre" de cette alimentation.



à suivre ....