Un récepteur ondes moyennes avec deux circuits intégrés

 

De nombreux débutants, qui suivent avec intérêt notre Cours d’Electronique mensuel, nous demandent de petits montages simples et didactiques. Ce récepteur en ondes moyennes les comblera. Il est simple à réaliser et, monté sur un circuit simple face, il ne nécessite pas plus d’une heure de soins pour faire entendre ses premiers sons.

De nous jours, nul ne perdrait plus son temps à réaliser un poste à galène car, exigeants comme nous le sommes devenus, nous ne nous contenterions plus d’écouter avec un casque la faible émission du seul émetteur local. Pour recevoir dans un haut-parleur plusieurs émetteurs en ondes moyennes, il suffit de deux circuits intégrés.

Un peu d’histoire
Le poste à galène était un récepteur radio constitué d’une seule self et d’un condensateur variable, nécessaires pour réaliser l’accord sur un quelconque émetteur émettant sur la gamme des ondes moyennes. Le signal capté par ce circuit d’accord est ensuite détecté par un morceau de minerai de sulfure de plomb et d’argent nommé "galène" (c’est pourquoi on dit "un poste à galène" : "Bon, Galène et vous, huit jours !", répond l’adjudant dans le gag de Fernand Raynaud).
Ce minéral, aujourd’hui, n’est plus utilisé car on peut le remplacer très avantageusement (à tous égards et en particulier en ce qui concerne la recherche sur le caillou d’un point de jonction PN avec une aiguille : pas de la tarte, si j’en crois mon arrière grand-père…) par une diode au germanium (OA70, par exemple). Etant donné que l’amplitude du signal détecté par un poste à galène était très faible, pour l’écouter il fallait se servir d’un casque. Afin d’augmenter sensiblement, si j’ose dire, cette amplitude, il fallait aussi installer, sur le toit de la maison, un long fil de cuivre (comme antenne) et relier la masse à une bonne prise de terre (dont faisait souvent les frais un radiateur en fonte du chauffage central ou la conduite d’eau en plomb).

Notre réalisation
Après cette explication, nous allons vous proposer de réaliser un récepteur OM (Ondes Moyennes et non pas Old Man qui signifie, dans le langage radioamateur, opérateur radio) tout simple, mais toutefois plus sensible qu’un poste à galène et fonctionnant avec un haut-parleur (les écouteurs, ça prend la tête !).

Le schéma électrique du récepteur OM

Figure 1 : Schéma électrique du récepteur ondes moyennes. Pour le faire fonctionner, on l’alimente en 12 ou 13 V, à prélever sur une alimentation bloc secteur 230 V.

Figure 2 : Brochages du circuit intégré μA703 et de la varicap BB112 vus de dessous et du circuit intégré TBA820M vu de dessus.

Comme on peut le voir figure 1, pour réaliser ce récepteur deux circuits intégrés suffisent. Le premier, un μA703 (IC1) est un amplificateur HF capable d’amplifier de 40 dB, soit 100 fois en tension, n’importe quel signal radio jusqu’à 150 MHz. Le second, un TBA820M (IC2) est un étage final BF de puissance capable d’attaquer une charge de 8 ohms (haut-parleur) avec une puissance de 2 W.
Commençons la description du schéma électrique par la MF1 : c’est une self blindée dotée d’un enroulement primaire accordé par deux diodes varicap, DV1 et DV2, sur l’émetteur que l’on veut recevoir. Le signal passe de ce circuit d’accord, par induction, dans l’enroulement secondaire de MF1 pour y être prélevé, puis être appliqué sur les broches d’entrée 3 et 5 du circuit intégré IC1, puis être amplifié. Le signal HF, amplifié 100 fois, est prélevé sur la broche de sortie 7 de IC1 pour être détecté par la diode au germanium DG1 AA117 (un rien plus moderne que la vieille OA70 !). A la sortie de cette diode, un signal BF est disponible : il est appliqué au potentiomètre de volume R6. La self JAF1, reliée à la broche 7 de IC1, sert à amener au circuit intégré la tension positive de 12 V, tout en empêchant que le signal HF amplifié ne se décharge vers le positif d’alimentation. Sur le curseur du potentiomètre R6 on prélève le signal BF à appliquer directement sur la broche 3 du second circuit intégré IC2 pour être amplifié en puissance. Sur la broche de sortie 5 du second circuit intégré, nous prélevons le signal BF de puissance à appliquer, à travers l’électrolytique C16, aux bornes d’une petite enceinte acoustique de 8 ohms.
Revenons à présent à l’enroulement primaire de la self MF1, afin d’expliquer comment s’accorder sur toute la gamme des ondes moyennes avec le potentiomètre R1 d’accord. En tournant le curseur du potentiomètre R1 Accord d’un extrême à l’autre, nous appliquons aux diodes varicap DV1 et DV2, à travers R3, une tension variable de 0,9 à 12 V. Comme vous savez, les diodes varicap sont des diodes spéciales ayant pour caractéristique de modifier leur capacité interne en fonction de la variation de la tension appliquée à leurs bornes. Quand on tourne le curseur du potentiomètre R1 vers R2, de manière à appliquer à ces diodes une tension de 0,9 V, on obtient leur capacité maximale, soit 500 pF. Si on le tourne dans l’autre sens, de manière à leur appliquer la tension maximale de 12 V, on obtient une valeur de 15 pF environ. Les diodes varicap DV1 et DV2 étant en série, la capacité totale est divisée et donc nous pouvons voir que ces diodes se comportent comme un condensateur variable qui, toutes les lamelles étant fermées, présente une capacité de 250 pF et, toutes les lamelles ouvertes, une capacité de 7,5 pF.
Pour alimenter ce récepteur, il faut une tension de 12 V pouvant être prélevée sur une petite alimentation bloc secteur.
Afin d’éviter les effets désastreux d’une inversion de polarité, nous avons inséré une diode au silicium DS1 dans le positif.

Figure 3 : Photo d’un des prototypes du récepteur OM. En utilisant une bonne antenne et une bonne prise de terre, vous pourrez écouter même les radios étrangères lointaines, surtout de nuit quand la propagation est favorable.

Figure 4a : Schéma d’implantation des composants du récepteur OM. La carcasse métallique des deux potentiomètres doit être reliée à la masse par un morceau de fil de cuivre à souder entre la carcasse et le picot voisin. Remarquez bien le petit téton latéral repère-détrompeur permettant d’insérer le μA703 dans le bon sens : il doit être tourné vers C6.

Figure 4b : Dessin, à l’echelle 1, du circuit imprimé du récepteur OM.

Liste des composants
R1 = 22 kΩ
R2 = 1,8 kΩ
R3 = 100 kΩ
R4 = 100 Ω
R5 = 27 kΩ
R6 = 22 kΩ
R7 = 150 Ω
R8 = 22 Ω
R9 = 56 Ω
R10 = 1 Ω
C1 = 100 nF céramique
C2 = 270 pF céramique
C3 = 100 nF céramique
C4 = 1 μF polyester
C5 = 1 μF polyester
C6 = 680 pF céramique
C7 = 10 μF électrolytique
C8 = 1 nF polyester
C9 = 47 μF électrolytique
C10 = 100 μF électrolytique
C11 = 47 μF électrolytique
C12 = 100 μF électrolytique
C13 = 1 nF polyester
C14 = 100 μF électrolytique
C15 = 220 nF polyester
C16 = 470 μF électrolytique
JAF1 = Self 330 μH
MF1 = Pot MF 750 kHz (rouge)
DS1 = Diode 1N4007
DG1 = Diode AA117
DV1 = Diode varicap BB112
DV2 = Diode varicap BB112
IC1 = Intégré μA703
IC2 = Intégré TBA820M
HP = 8 Ω 1,5 W

La réalisation pratique du récepteur
triez-les d’abord par valeurs), puis tous les condensateurs (respectez bien la polarité des électrolytiques, la patte la plus longue est le +, voir figure 4), puis, près de MF1, insérez le bornier à 2 pôles pour l’entrée du 12 V d’alimentation et insérez la diode DS1 de protection (elle est en plastique), bague blanche repère-détrompeur vers la droite. Insérez la seconde diode au germanium DG1 (elle est en verre), près de R5, bague noire repère-détrompeur vers C8. A gauche de MF1, soudez les diodes varicap DV1 et DV2 : elles ont la forme d’un transistor plastique avec méplat repère-détrompeur à orienter vers le haut. Ne raccourcissez pas leurs deux pattes.
Vous pouvez alors monter sur le bas du circuit imprimé les potentiomètres, R1 pour l’accord (c’est un linéaire 22KA) et R6 pour le volume (c’est un logarithmique 22KB). Tous les deux font 22 kilohms mais ne les intervertissez pas. Après avoir inséré et soudé leurs 3 broches dans les trous correspondants du circuit imprimé, soudez encore un morceau de fil de cuivre entre le corps métallique de chaque potentiomètre et le picot voisin noté “masse”, à défaut il y aurait du ronflement dans le hautparleur.
Pour terminer le montage du récepteur, vous devez souder sur les deux picots à droite de la platine le câble coaxial sortant de la petite enceinte acoustique : l’âme du câble est à souder sur le picot central près de C16 et la tresse sur celui du bas.
Nous n’avons prévu aucun boîtier pour ce montage, mais vous pouvez en choisir un en plastique ou en bois.

Le réglage, l’antenne, la terre et les premiers essais

Figure 5 : Comme prise de terre, on peut se servir de la broche saillante de terre d’une prise de courant "16 A". On reliera le picot de terre du récepteur à cette broche au moyen d’un fil de cuivre terminé d’un côté par une pince crocodile.

Avant de passer à la réception, vous devez visser doucement, dans le sens horaire, le noyau rouge de la self MF1. Ainsi vous réussirez à explorer toute la gamme comprise entre 500 et 1 800 kHz, soit bien au-delà des ondes moyennes allant de 530 à 1 600 kHz.
Pour recevoir le plus d’émetteurs possible émettant sur OM, vous devez relier, à l’entrée antenne de l’appareil (picot près de C2), un long fil de cuivre (le plus long possible) et souder à l’autre picot (près de R3) un fil allant à une prise de terre. Le fil d’antenne pourra être constitué d’un fin fil de cuivre tendu entre une fenêtre (prévoir un isolateur en plastique ou en verre ou en céramique, etc.) et un piquet, un poteau ou un arbre (toujours avec isolateur).
Le picot de terre sera relié par un fil de cuivre terminé par une pince croco à la broche de terre (gros picot saillant) d’une prise de courant (figure 5). N’enfoncez pas la pince croco, si c’est possible, dans un des trous du secteur 230 V… ça vous ferait un choc ! Vous pouvez aussi relier le fil de terre au boîtier métallique d’un appareil électrique domestique (lave-vaisselle, lave-linge, etc.) nécessairement connecté à la terre.
Vous verrez que, de jour, en tournant le potentiomètre d’accord, vous réussirez à capter peu de stations car la couche ionisée de l’atmosphère est plus basse et elle absorbe toutes les fréquences OM ou OC (Ondes Courtes).
Le soir, en revanche, quand cette basse couche disparaît, les ondes atteignent les couches ionisées plus hautes, elles sont de nouveau réfléchies vers la surface de la Terre et peuvent ainsi être captées à des distances importantes : aussi, ne soyez pas étonnés de recevoir des stations espagnoles, italiennes, allemandes, polonaises, grecques, d’Afrique du nord, etc. Si vous voulez en savoir plus concernant la propagation des ondes radio à travers les couches ionisées de l’atmosphère.
Avant d’achever cet article, nous devons vous dire que ce récepteur est très sensible aux perturbations électriques et que donc si vous entendez des parasites dans l’enceinte acoustique, vous pouvez essayer, pour améliorer les choses, d’éteindre toutes les lampes au néon de la maison et même l’ordinateur : les parasites devraient cesser. A titre anecdotique, ajoutons qu’autrefois, quand les prévisions météorologiques n’existaient pas, faute de satellites, quelques-uns réussissaient à reconnaître l’approche d’un orage, simplement en écoutant à la radio sur OM les fortes décharges électriques provenant de la foudre : c’était un signe prémonitoire de pluie prochaine, un peu comme le réveil des douleurs rhumatismales chez les personnes sujettes.