Poste à diode

Poste à diode

Récepteur à cristal

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Le récepteur à cristal connu sous les noms de poste à galène ainsi que de poste à pyrite est un récepteur radio à modulation d'amplitude extrêmement simple qui historiquement dès le début du XXe siècle permit la réception des ondes radioélectriques des bandes radios, des signaux de la tour Eiffel et des premiers postes de radiodiffusion par les stations de T.S.F. des navires, par les stations de T.S.F. des ballons dirigeables, par les stations de T.S.F. des avions, par les stations portables, et à des milliers d'amateurs de s'initier à l'électronique et joua un rôle important pour la diffusion de messages pendant la Première Guerre mondiale et la Seconde Guerre mondiale.

Poste à galène 1940.
Poste à galène 1925.

Sommaire

Historique

Soldat dans une tranchée avec un poste à galène durant la première guerre mondiale 1914-1918.

L'invention du poste à galène prend place dans l'invention de la radio, invention qui se situe à la fin du XIXe siècle et au début du XXe siècle. Cette invention est à situer dans les avancées globales en matière de télécommunication qui ont émaillé le XIXe siècle.

  • Au début du XXe siècle, les chercheurs découvrent que des cristaux métalliques (la galène, sulfure de plomb, fait partie de ceux-là) ont des capacités semi-conductrices. C'est notamment Greenleaf Whittier Pickard qui posa un brevet pour un tel détecteur en 1906.
  • La demande pour une station privée de T.S.F. était faite au directeur des postes du département où habite le pétitionnaire de T.S.F. [1]
  • Dès 1904, les paquebots équipés du Cohéreur puis de poste à galène effectuaient des liaisons radiotélégraphiques sur la longueur d'onde des 600 mètres, avec la station Ouessant TSF (indicatif FFU avec un détecteur électrolytique).
  • De nuit Ouessant TSF FFU effectue des liaisons radiotélégraphiques avec le grand port de Casablanca en Afrique du Nord.
  • En 1907, Camille Tissot conçoit, avec F. Pellin, un récepteur à galène sans réglage fastidieux pour recevoir ces signaux à bord des navires de commerce.
  • Dès le début du XXe siècle. Les stations d'amateur de T.S.F. à poste à galène effectuait des écoutes radiotélégraphiques dans la bande d'amateurs, des signaux de la tour Eiffel, des Premières bandes des longueurs d'onde en radiophonie.
  • Sur la longueur d'onde des 600 mètres et (300 mètres pour les petits bateaux), Les navires effectuaient des liaisons radiotélégraphiques avec les stations côtières et entre navires avec des stations de T.S.F. à poste à galène.
  • Dès 1911, la station Boulogne TSF indicatif FFB effectuait des liaisons radiotélégraphiques avec les navires de pêche avec un poste à galène.
  • Dès 1914 : 50 navires de pêche français sont pourvus d'un émetteur en radiotélégraphie morse et avec un récepteur à galène.
  • En 1915 : arrivée d’amplificateur audio à lampes électroniques (en forme de grosses boules) pour le casque audio et le haut-parleur pour les postes à galène.
  • 1923 : En France : Arrive l’arrêté des redevances concernant la réception [2] et le service concernant la réception d'amateur est clarifié [3].
  • 1925 : Le récepteur à galène est bien moins coûteux que les technologies électronique à tubes, qui coûtent quelques mois de salaire. (Pour un simple poste à lampes: 2 000 Francs).
  • Dès 1939 : Dans quelques pays occupés il y avait des confiscations des postes radios de la population. Ceci a mené des auditeurs particulièrement déterminés à construire leurs propres récepteurs à pyrite clandestins, car c'était un minerai facile à trouver, à ajuster, stable, suffisant depuis la France pour la diffusion de messages entre Londres et la résistance pendant la Seconde Guerre mondiale.
  • Pendant la Seconde Guerre mondiale, les récepteurs de radiodiffusions à réaction et superhétérodyne à lampes ont l'inconvénient de rayonner une onde radio par l’antenne. La partie adverse dispose de son côté d'appareils radiogoniométriques capables de détecter les ondes produites par les oscillateurs internes des appareils superhétérodynes et à réactions. Ils peuvent ainsi avoir connaissance des positions de l'adversaire (et de canonner le lieu de réception). De ce fait l’autorité militaire interdit aux soldats d'utiliser des récepteurs de radiodiffusions a énergie auxiliaire, le récepteur à cristal refait une large apparition dans les zones de combat.
  • 1945 : Le récepteur portable de radiodiffusion est à galène ( car le poste à tube électronique avec des piles bien trop lourd, fragile et volumineux).
  • 1947 : utilisation de la diode germanium comme détecteur.
  • 1950 : Le récepteur à galène portable est remplacé par le Récepteur radio à transistor.
  • Une application toujours présente au XXIe siècle est l'écoute de la radiodiffusion GO , PO et de la bande des 49 mètres de 5,8 MHz à 6,2 MHz.

Description d'un poste

Antenne et prise de terre

Circuit d'accord

Signal électrique fourni par le circuit d'accord.
Circuit d'accord

Sans un syntoniseur ou circuit d'accord toutes les stations radios sont perçues au même instant.

Un circuit de résonance inductance-condensateur est accordable pour isoler nettement la station radio à écouter des autres stations. Il est donc constitué d'une bobine de fil (souvent de cuivre) enroulé autour d'un cylindre de carton, ou sur un disque en carton pourvu d'entailles (self dite en « fond de panier »). Le deuxième composant est un condensateur variable à air (afin d'éviter une augmentation de l'amortissement) qui permet donc de faire l'accord du circuit bande passante et de sélectionner la fréquence de la radio désirée. En fonction des soins pour réaliser le circuit d'accord, du type de montage: (Tesla, Oudin, autre) et de la charge brancher à ce circuit d'accord (impédance de l'écouteuret et du type de détecteur), la bande passante est de 5 à 200 fois inférieure à la fréquence porteuse, ce qui peut être suffisant pour l'écoute de la radiodiffusion GO , PO.

Plusieurs types de postes utilisent comme condensateur: le volume de l'espace entre l'antenne et le sol, entre le circuit d'antenne et la Masse (électricité); seule la bobine est accordable (sans condensateur).

La fréquence de résonance f0 en hertz du circuit d'accord, L en henry, C en farad : f_0 = {1 \over {2 \pi \sqrt{LC}}}

Détecteur

Signal de sortie du détecteur
Symbole d'une diode

Le détecteur à cristal est une diode, fonctionne en valve. Le rôle du détecteur est de servir de clapet anti-retour électrique au courant électrique alternatif de haute fréquence en supprimant l'une des alternances reçues, de telle sorte que l'effet résultant est:

  • Une demi-alternance électrique avec le + coté de l’anode et le - coté de la cathode trouvera l’image d’une résistance de quelques centaines d’ohms, donc l'intensité du courant traversant la diode sera limité par l'impédance de l'écouteur et par la résistance du détecteur. C'est cette énergie électrique qui est utile au fonctionnement de l’écouteur, du casque ou du relais de l’inscripteur.
  • Une demi-alternance électrique avec le - coté de l’anode et le + coté de la cathode trouvera l’image d’une plus forte résistance (de plusieurs kilo-ohms ou plus), donc l'intensité du courant traversant la diode sera la plus faible. Toute cette intensité de courant de fuite va atténuer l’énergie électrique utile au fonctionnement de l’écouteur, du casque ou du relais de l’inscripteur. Toute cette intensité de courant de fuite mettra le circuit d'accord en charge, donc cause une mauvaise bande passante.
  • Le détecteur à cristal a une capacité inferieure a un picofarad. Toute l'intensité de courant de la capacité du cristal mettra le circuit d'accord en charge, donc cause une mauvaise bande passante.
  • Avec le + coté de l’anode et le - coté de la cathode. En dessous du seuil de tension de 0,2 volt, Le détecteur à galène et le détecteur diode type OA85 présente une résistance de plusieurs kilo-ohms. Donc, l'écouteur avec une impédance de plusieurs kilo-ohms fonctionne toujours avec un signal en dessous du seuil de tension.
  • Il est bon d'avoir deux détecteurs pouvant être mis en circuit l'un ou l’autre par le jeu d’une manette. Donc l'un des détecteurs est une diode type : (OA85 ou OA95). Ceci évitera de rester au milieu d'une écoute, du fait de l'affaiblissement du point sensible et permettra de vérifier par comparaison, la valeur d'une audition.

Caractéristique du détecteur à germanium

Diode OA85

Prenons une diode germanium type : (OA85, OA95) [5].

  • Fonction détectrice cathode anode sur une diode type : (OA85, OA95).
  • Appliquons à cette diode à pointe une tension progressivement croissant, pour une intensité dans le sens cathode à anode.
  • On obtient les valeurs données dans le tableau suivant:
Tension en volts - sur l’anode et + sur la cathode 1,5 V 10 V 75 V
Intensité en microampères dans la diode OA85 ou OA95 1,2 µA 2,5 µA 35 µA
  • Fonction détectrice anode cathode sur une diode type : (OA85, OA95).
  • Appliquons à cette diode à pointe un courant progressivement croissant, d’abord dans le sens anode à cathode.
  • On obtient les valeurs données dans le tableau suivant:
Intensité en milliampères pour une température ambiante de 25°C 0,1 mA 10 mA
Tension typique en volt + sur l’anode et - sur la cathode de la diode OA85 0,2 volt 1,15 volt
Tension typique en volt + sur l’anode et - sur la cathode de la diode OA95 0,18 volt 1,05 volt
Tension en volt + sur l’anode et - sur la cathode de la plus sensible diode de l'échantillon 0,1 volt 0,65 volt
  • Pour une température ambiante de 60°C, la diode est plus sensible, la tension de détection est diminuer de 0,05 volt.
  • Pour une intensité de 0,1 mA les tensions seront de:
  • 0,15 volt pour la diode OA85,
  • 0,13 volt pour la diode OA95,
  • 0,05 volt pour la plus sensible diode d'un l'échantillon.

Caractéristique du détecteur à galène

  • La démodulation (détection de la valeur de crête du signal) est faite par le cristal et la pointe métallique, formant une diode Schottky.
  • Un détecteur à cristal comprend un cristal de galène ou de pyrite, souvent enserré dans une sorte de coupelle, et un fin fil métallique enroulé comme un ressort qui « pique » sur ce cristal. Diverses combinaisons ont été essayées.
  • Prenons un conducteur comportant une pointe fine légèrement appuyée sur une galène (détecteur à cristaux classique). Appliquons à cet ensemble un courant progressivement croissant, d’abord dans le sens pointe à galène, puis dans le sens galène à pointe.
  • On obtient les valeurs données dans le tableau suivant (mesures effectuées sur un échantillon).
  • Fonction détectrice pointe-galène :
Intensité en milliampères 1 mA 2 mA 3 mA 4 mA 5 mA 6 mA 7 mA 8 mA
Tension en volt + sur la pointe et - sur la galène 0,2 volt 0,7 volt 0,8 volt 1 volt 1 1 volts 1,2 volts 1,3 volts 1,4 volts
Tension en volt - sur la pointe et + sur la galène 2,6 volts 6,6 volts 20 volts 30 volts 42 volts 55 volts 62 volts 78 volts


  • La société Telefunken, conçoit une diode à galène, un fil de métal enroulé en forme de ressort et pressant sur un fragment de galène (en un point sensible), le réglage est opéré une fois pour toutes, et le détecteur est ensuite enrobé dans un diélectrique (isolant électrique).
  • Le détecteur à galène à quasiment disparu pour le détecteur à germanium.

Construction d'un détecteur à galène

Détecteur à galène ou à pyrite.
Cristal de galène.
Précaution à prendre. 
La fabrication d'un détecteur à galène 
produit l’intoxication du personnels.
  • Bases de construction d’un détecteur à galène [6].
  • On sensibilise à température régulière environ : 600°C (chalumeau à gaz ou essence) en présence de soufre contenant de faibles proportions de tellure (1/100) et en l'absence d'air, des fragments de galène non sensible. Pour ce faire, l’on opère dans un creuset de terre rempli de sable sec et de fragments de galène à sensibiliser. Chauffer lentement et régulièrement dans la flamme du chalumeau, en commençant par la partie supérieure afin de chasser l'air, puis en descendant peu à peu jusqu'à la partie inférieure, où l’on a placé au préalable le mélange de soufre et de tellure. À ce moment, ce soufre se volatilise et traverse la masse supérieure portée à haute température ; dans ces conditions, on obtient la formation sûre de polysulfures de plomb contenant de faibles proportions de tellurure de plomb. Laisser refroidir lentement l'ensemble avant d'extraire la galène, qui sans cette précaution serait oxydée au contact de l'air.
  • Étant en possession d'un bon échantillon de galène, le monter en le comprimant dans une boulette de papier d'étain (et non d’aluminium) laquelle est sertie dans une petite cupule.
  • La pointe est quelconque, mais aussi peu oxydable que possible, suffisamment rigide et souple, un fil de laiton aplati à son extrémité, taillé en pointe en deux coups de ciseaux, puis enroulé en spirale assez souple et monté sur une tige permettant l'exploration de toute la surface du cristal et le réglage de la pression.
  • Ne jamais toucher la face active de la galène avec les doigts et la préserver le plus possible du contact de l'air et de la poussière.
  • Enfin isoler très soigneusement le tout sur ébonite ou fibre. Telles sont les règles précises qui doivent servir dans la construction d’un détecteur à galène.
  • Il est bon également de le préserver des trépidations ; de fixer son support sur un gros mur par exemple ; de le réunir aux autres appareils par des fils souples, il est bon encore d'exécuter deux détecteur à galène pouvant être mis en circuit l'un ou l’autre par le jeu d’une manette. (Ceci évitera de rester au milieu d'une écoute, du fait de l'affaiblissement du point sensible et permettra de vérifier par comparaison, la valeur d'une audition).

Détecteur à rouille

En appuyant légèrement une mine de crayon sur une tache de rouille (oxyde), on crée un détecteur. Vidéo

Détecteur à lame de rasoir

Poste a détecteur en lame de rasoir

Image de droite: Poste à détecteur en lame de rasoir. Un récepteur à cristal se servant comme détecteur électrique: une tige d'électrode de carbone de pile saline touche légèrement une lame de rasoir.

Des récepteurs employant cette technique ont été construits pendant la Seconde Guerre mondiale, également connus avec le nom: "foxhole radio". Du nom de la station de radiodiffusion de l'armée américaine, donc le récepteur a lame de rasoir a été conçu pour l'écoute de cette station.

Détecteur au silicium

La caractéristique du détecteur à diode silicium est par une tension de seuil dans le sens anode à cathode de 0,6 V, donc moins sensible que les détecteurs à galène ou à germanium [7].
Le détecteur à diode silicium est utilisable sur le récepteur à diode comme appareil de contrôles de champ produit par une antenne (et réglage d'antenne) ou la puissance et la tension sont élevées et une avec une limite de fréquence de l’ordre de 10 GHz.

Détecteur à l'arséniure de gallium

La caractéristique du détecteur à l'Arséniure de gallium est un semi-conducteur type GaAs avec une tension de seuil dans le sens anode à cathode de 1.1 Volt [8] utilisable jusqu'à 300 GHz. Le détecteur à l'arséniure de gallium est utilisé dans la bande Supra-haute fréquence et dans la bande Extrêmement haute fréquence.

Système abandonné

Principe du poste à cristal à pile.

Pour augmenter la sensibilité d’un détecteur à cristal, en approchant électriquement ça tension de seuil vers 0 volt, une pile branchée en série ( entre le circuit d'accord et le détecteur ) fournie une tension réglable avec le + a l’anode du détecteur à cristal. Cette tension réglée doit toujours être inférieure à la tension de seuil du détecteur. Mais ce système est instable ( équilibre instable entre la tension réglable de la pile et la tension de seuil du détecteur à cristal ) et avec des pannes de contact. Ce système est abandonné.

Détecteur électrolytique

Article détaillé : Détecteur électrolytique.
Circuit du poste à détecteur électrolytique
  • Une pile, un potentiomètre et un écouteur applique une tension au détecteur électrolytique pour l'électrolyse de l'eau. La polarisation électrolytique de l'anode est très rapide. Le signal alternatif du circuit inductance-condensateur dépolarise partiellement l'anode aux rythmes de la modulation d'amplitude, ce qui oblige la pile à fournir un nouveau courant pour repolariser l'anode. L'écouteur parcouru par ce courant repolarisant aux rythmes de la modulation d'amplitude et fait entendre une image de la modulation.
  • Le détecteur électrolytique est seulement utilisable dans les stations fixes, instable aux vibrations, aux mouvements. Donc inutilisable dans les stations radios mobiles : navires, aéronefs, ballons dirigeables, stations portables...
  • Le détecteur électrolytique a été supplanté par le détecteur à galène pour ça simplicité.

Condensateur audio

Signal aux bornes de l'écouteur par le condensateur papier

Au bornes de l'écouteur un condensateur fixe en papier paraffiné de 2 nF à 3 nF est destiné à filtrer et lisser les trains d'ondes des demi-alternances du signal porteur de la fréquence radio de telle sorte que l'effet résultant est un Signal sinusoïdal de la modulation audio (débarrassé des trains d'ondes) parvenant à l'écouteur et le condensateur fixe en papier est d’atténuer les sifflements aigus désagréables.

L'écouteur

écouteur a grande impédance

L'écouteur ou le casque audio doit être très sensible, toute l'énergie venant des ondes radio elles-mêmes. Il n'y a pas de réglage de volume, et la discrimination entre fréquences proches étant faible, la réception est facilement brouillée.

  • Avec un détecteur à galène, l'écouteur a une impédance de 500 ohms à 10 000 ohms.
  • Avec un détecteur à germanium, l'écouteur a une impédance de 200 ohms à 10 000 ohms.
  • L'écouteur à une impédance élevée afin d'éviter une augmentation de l'amortissement du circuit d'accord cela pour une meilleure discrimination entre les indésirables fréquences proches.

Sans écouteur de grande impédance on peut brancher l'entrée d'un amplificateur électronique et écouter sur haut-parleur ou sur casque audio a faible impédance.

Accessoires

Amplificateur micro téléphonique

Dès le début du XXe siècle. L'amateur de TSF qui possède un poste à galène, et qui commence à entendre quelques stations de radiodiffusion. Souhaite sans l'application de casque audio faire écouter la TSF à ses amis sur haut-parleur avec un amplificateur micro téléphonique.

Accoupler un téléphone à un microphone alimente le haut-parleur.

La figure représente le schéma du montage théorique:

  • T est le téléphone de réception,
  • M le microphone très sensible,
  • HP le haut-parleur.

Dans les stations TSF aéronautiques, les stations TSF maritimes, les stations TSF militaires et les stations d'amateurs de T.S.F.. L'amplificateur micro téléphonique a été progressivement remplacé par l'amplificateur audio à tube électronique.

Dans les stations portables l'amplificateur micro téléphonique persiste jusqu'en 1947 puis totalement remplacé par l'amplificateur électronique à transistor.

Ticker

Principe du ticker.

Ticker est pour rendre audible la radiotélégraphie sans modulation (type A1A). Donne une tonalité à la présence d'un signal.

Principe : Le rôle du ticker est de couper les trains d'ondes ininterrompues formant chaque signal en tranches de courte durée dans l'intervalle desquelles, aucun courant ne passant, la membrane de l'écouteur E du récepteur peut revenir à sa position d'équilibre et, par ces vibrations successives dont la fréquence est réglée par celle du ticker lui-même, déceler la valeur, brève ou longue, des signaux radiotélégraphique transmis. Le ticker est donc un appareil qui coupe fréquemment le courant de l'écouteur.

Dès 1910 le ticker est totalement remplacé par l’hétérodyne de la radiotélégraphie.

Buzzer

Le buzzer est un générateur de bruit radio.

Tous les points de la galène ne sont pas sensibles, chercher le point le plus sensible au moment d'une émission radio serait perdre un temps précieux d'écoute. Il est donc bon d’effectuer ce réglage avec une source de bruit d’un vibrateur d’essai ou d’un buzzer. Ce petit appareil est un mouvement de sonnerie sans timbre; placé près de l'appareil de réception, il émet de courtes ondes amorties qui sont entendus dans le récepteur téléphonique et permettent par la recherche de l’audition maximum, d'effectuer le réglage du détecteur et le réglage des circuit d'accord inductance-condensateur. Une courte antenne sur le buzzer augmente l'intensité des ondes émises.

Ondemètre

Ondemètre 1914

L’ondemètre est un appareil de mesure des longueurs des ondes électromagnétiques utilisant le phénomène de résonance.

L'ondemètre est utilisé avec le poste à cristal pour :

Le poste Oudin

Le poste Oudin est pour l'écoute ordinaire, utilisable par le grand public, une plus grande puissance du circuit d'accord inductance-condensateur arrive a l'écouteur, d’une utilisation très simple, aussi peu coûteux que possible, destiné uniquement pour la radiodiffusion des grandes ondes, de la radiodiffusion des petites ondes, la réception nocturne des grands postes européens est possible (portée jusqu’à 2000 km si l'on dispose d'une antenne radioélectrique soutenue par un cerf-volant ou par un ballon à gaz). Le poste Oudin est le plus facile à construire.

Le poste Oudin est inadapté aux communications modernes dans les bandes décamétrique ou les signaux de dix, quinze, vingt postes d’émission sont perçu au même instant sur le même réglage.

Caractéristique

Afin de permettre l'accord dans une plage de 30 kHz à 40 MHz (10000 mètres à 8 mètres). Une bobine de 100m (environ 1 kg) de fil émaillé 6/10 est enroulé sur un tube de 10 cm de diamètre et de 60 cm de long environ. Ces mesures n'ont rien d'absolu et peuvent varier dans certaines limites sans modification du résultat, elles sont fournies comme base sur appareils en fonctionnement.

Afin d'éviter une augmentation de l'amortissement, les condensateurs variables C1 et C2 doivent être à air.

Poste à galène Oudin.

Description

Poste complet à cristaux, montage en Ondin.

  • A : antenne.
  • T : terre.
  • B : curseur de self primaire du circuit: BR.
  • H : curseur de self secondaire du circuit: HR.
  • J : commutateur de circuit périodique.
  • D : détecteur.
  • E : écouteur (500 ohms à 10 000 ohms).
  • M et N : manettes de mise en série, parallèle ou hors circuit du condensateur de Terre.
  • C 1 et C 2 : condensateurs variables à air de 2 nF environ.
  • C 3 : condensateur fixe à papier paraffiné de 2 nF à 3 nF environ.

Fonctionnement et réglage

Le schéma de montage Oudin que représente la figure.

La self primaire de réception est constituée par la partie de self B R comprise entre le curseur d'antenne et la terre; l'accord peut être complété dans ce primaire par le jeu, des manettes M et N permettant la mise en série, en parallèle ou hors-circuit du condensateur de terre C1 La self secondaire est la partie H R comprise entre H, curseur du circuit d'écoute et la terre.

Le réglage du poste s'effectue de la façon suivante.

Le point sensible du détecteur ayant été réglé au buzzer par exemple, le commutateur J étant ouvert, notre circuit d'écoute H R M D est en apériodique; mettons le curseur H sur le milieu environ de la self et cherchons le poste en faisant varier l'accord du primaire par le jeu de B (modifications de la longueur d'onde propre de l'antenne par variations de self), et le jeu de C 1 (modifications de cette même longueur d'onde par variations de la capacité), nous chercherons toujours à réaliser le maximum d'intensité du poste désiré en employant le maximum de capacité de C 1 et le minimum de self. Dans presque tous les cas pratiques, le maximum de capacité n'est autre que la mise directe au sol par court-circuitage du condensateur de terre (manette M sur L et N sur V).

Le poste ainsi réglé, transformons le circuit d'écoute, que nous avons laissé en apériodique, en circuit de résonance, en syntonie. Pour cela, fermons le commutateur J, la capacité C 2 étant minimum. Généralement l'intensité faiblit, parfois même le poste disparaît, rien de plus facile que de le retrouver: diminuons la self H, R par jeu du curseur H, complétons ensuite l'accord par intervention de la capacité C 2. Dès lors le poste est réglé au mieux pour l'onde voulue.

Nous remarquons ici que nous pouvons trouver cet accord pour de multiples positions du curseur H, à la seule condition dé faire varier simultanément en sens inverse la capacité C 2 afin de conserver une même valeur au circuit de résonance H, R, J, C 2 en maintenant constant le produit de la self par la capacité. Autant que possible, nous chercherons à réaliser cet accord du secondaire en employant le maximum de self et le minimum de capacité C 2. Toutefois, il faut se souvenir que le couplage étant réalisé par la partie de self H, R commune aux deux circuits, nous pourrons relâcher ce couplage en diminuant cette self; diminution qu'il nous faudra compenser par une augmentation de C 2. Ce relâchement de couplage, souvent utile, affaiblit toujours l'intensité, mais isole nettement le poste voisin gênant.

Dépannage

Les pannes des postes à crital se manifeste de diverses manières, aussi peut-on en découvrir facilement la cause et appliquer le remède voulu :

  • Audition affaiblie pour tous les postes ;

Le premier cas provient, presque toujours, d'un détecteur à galène mal réglé : employer le buzzer (générateur de bruit radio, ondemètre, marqueur à quartz) et chercher à obtenir le maximum d'intensité ; l'emploi de deux détecteurs, dont l'un contrôle l'autre, évite facilement cette panne. Il peut encore provenir, d’une connexion mal établie : vérifier le serrage des bornes et la correction du montage. Il peut enfin avoir son origine dans l'antenne ou vers la prise de terre : antenne flottante touchant un corps conducteur, prise de terre desséchée ou dont le fil de prise est oxydé.

  • Intermittences d'audition, variations brusques d'intensité ;

Les intermittences d'audition proviennent d'un mauvais contact dans le circuit : vérifier le serrage des bornes. Si le défaut persiste, vérifier la conductibilité électrique des divers circuits avec une pile et un galvanomètre, ou, à défaut, une sonnerie électrique. Vérifier soigneusement les plots de contact, les frotteurs des commutateurs. Ces intermittences se produisent fréquemment dans le cas d'emploi de bobines à curseur : passer légèrement une toile d'émeri usée sur le chemin du curseur et sur le frotteur, vérifier l'élasticité des ressorts des curseurs. Le défaut peut provenir des fils du téléphone : froisser ces fils entre les mains en écoutant pour se rendre compte si ce froissement provoque les interruptions incriminées.

  • Audition nulle ;

L'audition subitement annulée peut provenir :

  1. du cristal à galène : Pointe non en contact, ou bien en contact avec la cupule porte-cristal ;
  2. des circuits de réception proprement dits : Vérifier soigneusement les fils en suivant tous les circuits dans leur ordre d'utilisation, primaire, puis secondaire.

Le plus souvent l'interruption est provoquée par la rupture d'un fil à son attache, parfois le fil tient encore par son isolant ; aussi doit-on, pour vérifier, opérer sur chaque fil une légère traction.
Enfin, cette interruption peut provenir du récepteur téléphonique lui-même : plaque collée. Donner un coup sec sur la plaque avec la pointe d'un crayon ; si la plaque ne vibre pas et rend un son mat, elle est collée. Dans ce cas, dévisser le couvercle d'ébonite et retourner la plaque sans déplacer la bague d'écartement. Ce remède suffit souvent ; sinon, ajouter une bague mince (feuille de carton ou de papier découpée) entre la membrane et le boîtier.
Dans tous les cas, vérifier l'intégrité des condensateurs : ceux-ci ne doivent jamais laisser passer le courant continu d'une pile. Les essayer au galvanomètre ou à la sonnerie, comme pour la recherche de fils brisés.

Le poste Tesla

Le poste en montage Tesla est plus difficile à construire.

La puissance de réception arrivant a l'écouteur est plus faible (du au faible couplage des circuits d'accord), d’une utilisation très compliqué, et destiné à l’écoute des bandes dans une plage restreinte en séparant les stations les une des autres grâce à la syntonie poussée par le couplage entre les circuit d'accord inductance-condensateur.

Permettre l'accord dans une plage restreinte en bande: BF, MF, HF, VHF ne permet pas l'accord en continue de toutes les bandes. Il faut plusieurs jeux de bobines inter-changeables par bandes à écouter: bobine d'antenne, bobine primaire et bobine secondaire. Ou un poste Tesla par bande: un poste aéronautique VHF, un poste FM, un poste HF, un poste GO et PO.

Chaque jeux de bobines sont parfaitement adapter à la bande à écouter; donc avec une meilleur sélectivité et une meilleur sensibilité.

Si l'on dispose d'une antenne radioélectrique d'une vingtaine de mètres. Permet l’écoute des stations de radiodiffusion lorsqu’il fait nuit entre le lieu d’émission et de réception dans la bande décamétrique des 49 mètres, SW de 5,8 à 6,2 MHz.

Permet l’écoute des station de radiodiffusion des GO ou LW, de la radiodiffusion des PO ou MW (si l'on dispose d'une antenne radioélectrique soutenue par un cerf-volant ou par un ballon à gaz).

Permet l’écoute des stations locales de radiodiffusion de la bande FM grâce au circuit d'accord S inductance-C2 condensateur pouvant être décalé en fréquence comme un circuit "discriminateur" (qui transforme la modulation de fréquence FM en une variation d'amplitude BF). Mais la sélectivité est très médiocre (de l'ordre de 5 MHz).

A quelques centaines de mètres d’un aérodrome, d'une tour de contrôle. Avec une antenne demi-onde de 1,2 mètres, Permet l’écoute des stations aéronautiques dans la bande comprise entre 117,975 MHz à 137 MHz, grâce au divers circuit d'accord inductance-condensateur pouvant être calé sur la même fréquence pour réduire le nombre des stations perçu au même instant.

Ce poste en montage Tesla a eu peut d’utilisation par le grand publique par la complexité des réglages et les faibles signaux parvenant à l’écouteur. Le poste en montage Tesla est principalement utilisable par les radiotélégraphistes des stations utilitaires.

Poste à galène montage en Tesla.

Description

  • A : antenne.
  • T : terre.
  • B : curseur de self d'antenne.
  • E : self primaire couplé à la self secondaire S .
  • S : self secondaire couplé à la self primaire E .
  • G : curseur de changement des bandes.
  • J : commutateur de circuit périodique.
  • D : détecteur.
  • F : écouteur (500 ohms à 10 000 ohms).
  • M et N : manettes de mise en série, parallèle ou hors circuit du condensateur de Terre.
  • C 1 et C 2 : condensateurs variables à air de 2 nF environ. (ou quelques dizaines de picofarad pour la bande VHF)
  • C 3 : condensateur fixe à papier paraffiné de 2 nF à 3 nF environ.

Poste de station utilitaire

Poste à galène vers 1914.

Image de droite: Poste à galène donnant une image de la technique de la radioélectricité vers 1914.

Ce type de poste à galène à montage en Tesla [10] équipait les stations TSF aéronautiques, les stations TSF maritimes, les stations TSF militaires et quelques stations d'amateurs de T.S.F..

Concurrencé par les stations Marconi avec le détecteur magnétique (à amplification). Ces deux types de postes sont restés les maîtres sur onde moyenne jusqu’à 1920 et sur onde courte jusqu’à 1925, (impossibilité de gain des lampes électroniques sur les fréquences de plus de 300 kHz) jusqu’à l’arrivée vers 1920 du tube électronique (architecture lampe électronique en forme de grosse boule et tube électronique en forme de petit tube).

L'amplificateur audio micro téléphonique est en deux étages en cascade (écouteur actionnant un micro au charbon par une même membrane) dont Graham Bell lui-même posa le principe.

L'ondemètre est utilisé pour le réglage du poste/antenne.

Le ticker est remplacé par l'ondemètre faiblement couplé qui hétérodyne la radiotélégraphie (crée une tonalité). (Avec l'inconvénient de rayonner une porteuse sur l'antenne).

L'ondemètre faiblement couplé donne un semblant de réaction. Avec l'inconvénient de rayonner une onde radio par l’antenne. Ce qui pause un problème de brouillage radio dès 1925 (par la grande sensibilité des postes à lampe).

Le cadre est pour la radiogoniométrie des stations aéronautiques, maritimes, avec une portée de 60 km.

Utilisations actuelles

Ce dispositif est toujours utilisé avec une diode comme détecteur sur des appareils de mesures :

  • mesure de champ produit par une antenne ;
  • recherche de rayonnement de proximité ;
  • réglage d'antenne ;

Notes et références

  1. les installations radiotélégraphiques privées en France est prévu par le règlement administratif du 22 juin 1891
  2. l’arrêté du 14 décembre 1923 concernant les redevances.
  3. le décret du 24 novembre 1923 concernant la réception art 1 à 7
  4. Pour le ballon à gaz : 1 m3 d'air chaud lève une charge de 0,1 kg ; 1 m3 d'hélium lève une charge de 1 kg ; 1 m3 d'hydrogène lève une charge de 1,1 kg.
  5. Fiches de caractéristique de la diode germanium OA85 et OA95. Mars 1968.
  6. Voir Précis de T. S. F., de Rothé, édition 1914.
  7. Caractéristique du détecteur silicium est dans le sens anode à cathode une tension de 0,6 V (jusqu'à 0,6V, le détecteur est bloqué, le détecteur ne conduit pas) donc une station arrivant avec 0,5 V sera totalement bloquée par la diode silicium et reçu fort et claire dans l'écouteur audio du poste à détecteur par diode germanium ou par détecteur à galène.
  8. Caractéristique du détecteur à l'arséniure de gallium est dans le sens anode à cathode une tension de 1,1 V (jusqu'à 1,1 V, le détecteur est bloqué, le détecteur ne conduit pas) donc une station arrivant avec 1 V sera totalement bloquée par la diode à l'arséniure de gallium.
  9. Le détecteur électrolytique indiqué par le Capitaine Ferrié, en 1900 au Congrès international d'Électricité
  10. Le premier livre de l’amateur de TSF, Librairie Vuibert, Paris, 1924.

Bibliographie

  • (fr) Manuel élémentaire de Télégraphie Sans Fil (1914) Poids de 21 Mo.
  • L. Péricone (officier radio de bord), Le mémento de l’étudiant radioélectricien (à l’usage des radiotechniciens et des candidats aux divers examens d’opérateur radio), Dunod, Paris, 1949
  • Manuel des stations radioélectriques de bord, vers 1949
  • Joseph Roussel (secrétaire général de la Société française d’étude de télégraphie et de téléphonie sans fil), Le premier livre de l’amateur de TSF, Librairie Vuibert, Paris, 1924

Annexes

Articles connexes

Liens externes

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