Récepteur à super réaction

Ce type de récepteur est l'un des plus simples que l'on puisse envisager et c'est sans doute là son principal intérêt. Avec l'énorme développement que connaissent actuellement les circuits intégrés, il est beaucoup moins utilisé qu'il y a quelques années, bien qu'on le rencontre encore dans des montages comme les talkies-walkies de portée limitée. Malgré son manque de sélectivité, ce montage offre un intérêt non négligeable vu le peu de composants nécessaires.
Principe de fonctionnement
Analyse du schéma
La base du transistor T est polarisée en continu par les éléments R1, RAJ1 et R2. La valeur du condensateur C4, qui découple la base vis à vis des signaux H.F., est peu critique puisque des valeurs allant de 47 pF à 10 nF peuvent convenir. Le circuit accordé de collecteur est constitué des éléments L, C7, CAJ et des diodes varicap D1 et D2. Les caractéristiques de l'inductance L pourront être modifiées afin de recevoir différentes gammes de fréquences.
Le condensateur C7 ne sera inséré sur le circuit imprimé que si sa présence s'avère nécessaire, c'est à dire si le réglage de CAJ ne permet pas de couvrir totalement la gamme de fréquences que l'on souhaite recevoir. On procédera à quelques essais avec des valeurs allant de 10 à une quarantaine de pF. La capacité des diodes varicap dépend du réglage du potentiomètre P. La présence de la diode D3 limite l'excursion de tension qui leur est imposée à la fourchette comprise entre 0,6V et la tension d'alimentation. C8 isole le potentiel
Celui-ci repose sur le mode de fonctionnement particulier du transistor T qui travaille simultanément en oscillateur H.F. et B.F. (de fréquence ultrasonique donc supérieure à une vingtaine de kHz). Lorsqu'une onde modulée, de fréquence voisine de celle du circuit accordé disposé dans le collecteur du transistor T, est captée par l'antenne, on constate une variation des caractéristiques de l'oscillation B.F. (ultrasonique) se produisant au rythme de la modulation du signal capté. Ce comportement correspond en fait à une démodulation de l'onde reçue . Il ne reste plus qu'à amplifier le signal démodulé pour amener son niveau à une valeur suffisante pour actionner un petit haut-parleur et le récepteur devient opérationnel.
continu appliqué aux cathodes des varicaps, de celui présent sur le collecteur de T. Vis à vis de la H.F., son impédance est très faible et peut être considérée comme un court-circuit.
L'antenne est couplée capacitivement au niveau du collecteur du transistor par le condensateur C6. Suivant la longueur de l'antenne, on pourra être conduit à en modifier la valeur. Grâce à C5, une partie du signal H.F. présent au niveau du collecteur de T est réinjectée sur son émetteur de façon à permettre son entrée en oscillation. L'inductance de choc Lc, que l'on appelle aussi bobine d'arrêt, présente une impédance de forte valeur pour la H.F. mais se laisse traverser par les signaux B.F. que l'on retrouve aux bornes de l'association parallèle R3/C9. La valeur de ce tandem détermine en partie la fréquence de découpage ultrasonique.
Le signal démodulé est disponible aux bornes de R3/C9, mais il convient de le filtrer, ce que l'on obtient grâce au circuit R4/C10. L'amplification B.F. est assurée par un AOP câblé en amplificateur inverseur dont le gain est ajustable de 30 à environ 180 suivant le réglage de l'ajustable RAJ2. Le pont de résistances R7/R8, découplé par C12, assure la polarisation de l'AOP à un potentiel voisin de 4,5V pour que ce dernier puisse travailler en régime linéaire. De ce fait, l'entrée et la sortie sont couplées capacitivement par C11 et C13. Pour réduire la distorsion que peut entraîner la faible impédance du haut-parleur connecté à la sortie du TL081, on interpose entre ces deux composants une résistance que l'on peut omettre si l'on remplace le haut-parleur par un casque d'impédance 32  (par écouteur).
Sur le plan de l'alimentation, on utilise une pile miniature de 9V modèle 6F22. La partie H.F. est alimentée au travers de la résistance R10 afin d'éviter des couplages désastreux avec la partie B.F. Les condensateurs C1, C2 et C3 assurent un bon découplage de chacune de ces deux sources continues.
Tous les éléments prennent place sur le circuit imprimé, à l'exclusion du haut-parleur ou du casque, suivant la solution que l'on aura adoptée. La mise en place des composants se fera en respectant les indications du schéma d'implantation des composants. On commencera par placer les composants peu fragiles par ordre de taille. On terminera ce travail par les semi-conducteurs: le transistor, la diode D3 puis les diodes varicap dont la cathode repérée par un trait de couleur sera dirigée vers le bas du circuit imprimé. Un support sera tout indiqué pour le circuit intégré.
Si on opte pour la solution "haut-parleur", on devra couper la piste de circuit imprimé située sous R11 et mettre ce composant à sa place. Pour l'option "casque", la piste ne doit pas être coupée et on économise R11. Le potentiomètre P sera disposé côté cuivre, ce qui impose de percer le circuit imprimé pour en laisser passer l'axe. L'entrée antenne et les sorties "H.P." sont munies de cosses poignard.
le circuit imprimé,
schéma d'implantation des composants
Les inductances
Pour l'inductance de choc Lc, on peut utiliser toute inductance miniature, qu'elle soit radiale ou axiale, dont la valeur est comprise entre 50 et 100 µH. A défaut, on peut en confectionner une. Il suffit pour cela de bobiner sur le corps d'une résistance de 1 M  (0,25 à 0,5W) une bonne soixantaine de spires d'un fil de cuivre émaillé de 0,1 à 0,2 mm de diamètre dont les extrémités sont soudées aux pattes de la résistance après dénudage et étamage. Suivant la gamme de fréquences que l'on souhaite recevoir, l'inductance L aura un nombre de spires plus ou moins important. Les essais que nous avons réalisés ont été conduits avec divers types de bobinages qui nous ont permis de capter des émetteurs de fréquences comprise entre une vingtaine de MHz et près de 55 MHz.
Pour recevoir la gamme CB, le bobinage sera réalisé sur air, à spires jointives (ou presque). Pour cela, on prendra un fil de cuivre émaillé de 1,2 mm de diamètre dont on bobinera 16 spires sur un foret de diamètre 8 mm. Une fois mis en forme, le bobinage sera soudé sur le circuit imprimé. Si vous disposez de mandrins en plastique de diamètre 8 mm, munis d'un noyau magnétique réglable (on en récupère souvent sur de vieux postes), vous devrez alors procéder à quelques essais pour déterminer le nombre exact de spires nécessaires. Ce nombre dépend fortement de la qualité du noyau magnétique. A défaut d'indications, et toujours pour recevoir la gamme des 27 MHz, un bon point de départ consiste à réaliser le bobinage en plaçant 10 spires jointives de fil de cuivre émaillé de 0,5 à 0,8 mm de diamètre. Une 3ème solution consiste à se procurer ce type de mandrin auprès d'un revendeur spécialisé en ayant soin de se faire préciser l'inductance spécifique dont la connaissance est nécessaire pour déterminer le nombre de spires.
En utilisant l'abaque, on s'aperçoit que l'inductance nécessaire à la réalisation d'un circuit accordé sur 27 MHz avec un condensateur de valeur de l'ordre de 30 pF est voisine de 1 µH. A partir de ce résultat, et en supposant que l'inductance spécifique "Io" du matériau utilisé soit égale à 6,5 (valeur courante pour ce genre de matériaux), on en déduit que le nombre de spires à bobiner est N=  (1000L/Io) (lorsque L est exprimée en µH) soit N=12. Ce nombre est inférieur à celui qui est nécessaire pour un bobinage sur air, d'où l'intérêt du noyau qui permet par ailleurs un ajustage supplémentaire du circuit accordé.
Pour en revenir au bobinage sur air, précisons que le nombre de spires nécessaire à sa réalisation a été déterminé en utilisant la formule L=D²N²/36(D+31) qui donne effectivement de bons résultats été déterminé en utilisant la formule L=D²N²/36(D+31) qui donne puisque la gamme des 27 MHz recherchée est bien couverte.
Pour recevoir d'autres gammes de fréquences, sachant que la valeur moyenne du condensateur d'accord est proche de 30 pF, on déduit la valeur de l'inductance L de l'abaque puis le nombre de spires du bobinage, soit par la formule rappelée ci-dessus pour un bobinage à air, soit en tenant compte de l'inductance spécifique pour un bobinage à noyau. Avec un bobinage sur air, ayant toujours un diamètre de 8 mm, formé de 8 spires de fil de cuivre de 1,5 mm² de section, allongé pour que sa longueur occupe l'espace situé entre les trous du circuit imprimé, soit environ 22 mm, nous avons pu capter la fréquence "son" de la chaîne de télévision CANAL+ que nous n'avons reconnue, il faut le préciser, que pendant les moments où cette chaîne ne code pas ses émissions. En ce qui concerne la région sud de la France dans laquelle ce récepteur a été testé, avec un nombre de spires plus élevé, et éventuellement un noyau magnétique, on peut descendre en fréquence et capter de nombreux émetteurs issus des pays bordant la Méditerranée. Nul doute que dans d'autres régions vous puissiez capter d'autres émetteurs. Dans tous les cas, il faut se souvenir que les conditions de propagation évoluent fortement en fonction de l'heure et de la saison. En conséquence, des écoutes effectuées à des heures différentes donneront des résultats très différents.
Réglages et utilisation
Une fois le montage terminé, et l'inductance "L" installée, on relie une antenne au condensateur C6. A ce sujet, vous pourrez constater que la longueur de celle-ci agit de façon significative sur l'accord du montage. Comme toujours, un récepteur ne vaut que par la qualité de son antenne. Un simple fil ou une antenne télescopique ne donneront pas les mêmes résultats qu'une antenne extérieure installée dans un endroit dégagé en hauteur. Néanmoins, les essais que nous avons conduits ont montré qu'il était possible de recevoir des émetteurs, mêmes lointains, avec un simple morceau de fil de 30 cm de longueur ce qui laisse une marge de manoeuvre très acceptable. Après avoir fermé l'interrupteur K, la mise en service du montage consiste à déterminer le point de réglage de RAJ1 donnant naissance, dans le haut-parleur, à un bruit de chute d'eau caractéristique de ce type de récepteur. Quand ce point de réglage est obtenu, on recherche la présence d'émetteurs à l'aide du potentiomètre P. Lors de la recherche d'émissions, si le montage décroche (disparition du bruit de chute d'eau) sans que ce phénomène soit lié à la réception d'un émetteur, vous devrez reprendre le réglage de RAJ1 pour rétablir le fonctionnement correct du montage. Dans certains cas, cette modification du réglage de RAJ1 peut aussi améliorer la qualité d'une réception. Vous constaterez que le montage est assez sensible à "l'effet de main" et qu'il peut même décrocher quand vous le touchez, surtout si vous utilisez une antenne assez longue. Ce phénomène disparaît si la masse du montage est reliée à la terre. Avec une antenne de longueur inférieure à 1 m, ces phénomènes sont nettement moins prononcés, mais il vaut mieux ne pas toucher le circuit. Ce comportement doit inciter le lecteur à utiliser un coffret en plastique et non en métal s'il veut donner un aspect fini à son montage. Il ne vous reste plus qu'à profiter de ce petit récepteur et à capter un maximum d'émetteurs pour découvrir les joies de la réception, décuplées par le fait que c'est vous-même qui l'aurez réalisé.
F. JONGBLOET

Publie sue Magazine Electronique Pratique N°213 - Avril 1997

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