LA DETECTRICE A REACTION

Ce montage a connu un grand succès en raison de sa simplicité et de ses performances. Il permet, à l'aide d'une seule lampe, de réaliser un récépteur trés sensible et très sélectif

UN SCHEMA RELATIVEMENT SIMPLE ...

... MAIS UN PRINCIPE ASSEZ COMPLIQUE

AMPLIFICATION HAUTE FREQUENCE - LA REACTION

L'ACCROCHAGE

DETECTION

AMPLIFICATION BASSE FREQUENCE

VARIANTES

CONCLUSIONS

ANNEXE - précisions sur le rôle des condensateurs et des bobines.

 

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 UN SCHEMA RELATIVEMENT SIMPLE ...

Les bobines LA et LR sont mobiles autour de la bobine L.

Le montage étant très sensible et pouvant être déréglé par la simple approche des mains de l'utilisateur, la position des bobines est réglée par l'intermèdiaire de longs leviers en ébonite.

Les bobines L et LA constituent le circuit de couplage à l'antenne en "TESLA" dèjà rencontré sur les postes à galènes.

 

Le circuit de couplage à l'antenne peut aussi être de type "OUDIN", avec bobine à prise(s) intermédiaire(s).
Il n'y a plus alors qu'une seule bobine mobile : L
R . C'est le cas du poste photographié en haut de cette page.

Comme pour le poste à galène on retrouve la tension VL induite par l'émetteur, aux bornes du circuit d'accord LC.

 

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... MAIS UN PRINCIPE ASSEZ COMPLIQUE
Ce schéma relativement simple cache un fonctionnement assez complexe, car la triode a trois fonctions différentes .
Dans la suite de cette page, chacune de ces trois fonctions correspond à un schéma associé à une couleur.

Ces trois fonctions sont :
- l'
amplification de la tension VL (Haute Fréquence) : couleur rouge
- la
détection, pour extraire le signal sonore VD : couleur orangée,
- l'amplification de la tension détectée V
D ( amplification Basse Fréquence) : couleur verte.

Le schéma général est la superposition de ces trois schémas.

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 AMPLIFICATION HAUTE FREQUENCE - LA REACTION
La lampe triode est montée en amplificatrice.

La tension VL à amplifier est appliquée entre la grille et le filament (circuit en bleu).

Le gain obtenu avec une seule triode est assez faible.

On peut espérer augmenter le gain en prélevant le signal, déja amplifié dans le circuit de plaque (en rouge), pour le réinjecter dans le circuit d'entrée (en bleu).

Cette liaison entre le circuit d'entrée (bleu) et le circuit de sortie (rouge) est réalisée par le couplage magnétique entre les bobines L et LR (flèche rouge).

Cette boucle de retour entre la sortie et l'entrée, destinée à augmenter le gain, a valu à ce montage le qualificatif de : " à réaction".

On dose la réaction en écartant plus ou moins les deux bobines LR et L.

Le sens d'enroulement des bobines est important.
S'il n'est pas correct, le couplage entre L et L
R viendra, au contraire affaiblir le signal. Il suffit alors d'inverser les connections de l'une des deux bobines.

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L'ACCROCHAGE
Par un phénomène de "réaction en chaine" le gain du montage peut devenir infini. Le montage est alors "instable" et produit des oscillations à Haute Fréquence : c'est l'accrochage.

Le phénomène est bien connu dans les installations de sonorisation : c'est l' effet Larsen.

Ici, la boucle de réaction est due au couplage sonore entre le haut-parleur et le microphone .

Si ce couplage est trop important (microphone et haut-parleur trop proche) l'accrochage a lieu et se traduit par des oscillations à une fréquence audible, en général très désagréable.

 


Sur la détectrice à réaction, l'accrochage se manifeste par des sifflements et des bruits divers dans les écouteurs.

Il faut aussi remarquer que le montage, qui produit des oscillations à Haute Fréquence, est devenu un vériatable émetteur et peut donc apporter des perturbations au voisinage.

Tout l'art du réglage de la réaction, consiste à se tenir très proche l'accrochage sans le provoquer. Le gain est alors considérable et la sélectivité trés "pointue".
Le condensateur d'accord C doit posséder un vernier ou une grande démultiplication pour obtenir un réglage très fin.
Les bobines L
A et LR doivent être déplacées par de longs leviers isolants pour éviter les "effets de mains".

A cause des "effets de main" on manoeuvre parfois le condensateur d'accord C par un long manche isolant.

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LA DETECTION
La très forte amplification, due à la réaction, fait apparaître aux bornes du circuit LC une tension VL de "grande" amplitude (de 0,1 à 1 volt).

Comme pour le poste à galène, il faut maintenant détecter (redresser) cette tension, pour faire apparaitre le signal sonore à Basse Fréquence (50 Hz à 5000 Hz).
C'est l'espace Filament-Grille, qui joue le rôle de diode. En effet les électrons ne peuvent circuler que du filament vers la grille (flèche verte sur le schéma ci-dessous).

La tension Basse Fréquence VD , produite par la détection, apparait aux bornes du circuit RD CD
Pour plus de clarté on peut remplacer l'espace Filament-Grille par le symbole actuel d'une diode .
Remarque : le symbole de la diode indique le sens conventionnel du courant, qui est opposé au sens de déplacement des électrons.

On remarque aussi que la tension détectée VD est négative (signe "-" coté grille).

On admettra que la présence du circuit RD CD affecte peu le fonctionnement de l'amplification HF décrit plus haut. En effet le condensateur CD "laisse passer " les courants Haute Fréquence (voir ANNEXE).

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AMPLIFICATION BASSE FREQUENCE

Le montage est maintenant très classique :

- la tension détectée VD, que l'on veut amplifier, se trouve appliquée entre la grille et le filament de la triode.
- l'écouteur placé dans le circuit de plaque reçoit le signal amplifié.

Les bobines L et LR ne sont pas représentées sur ce schéma. Elles n'ont aucune influence en Basse Fréquence et sont équivalentes à de simples fils (voir ANNEXE).

Par contre, l'écouteur sera un obstacle au passage du courant Haute Fréquence et empêchera le fonctionnement du circuit rouge décrit plus haut..
On doit placer un condensateur C
E aux bornes de l'écouteur pour laisser passer le courant à Haute Fréquence. Ce condensateur n'aura aucune infuence sur la BF (voir : ANNEXE).

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 VARIANTES
Il existe de nombreuses variantes de la détectrice à réaction.
La variante ci-dessous est connue sous le nom de "montage Reinartz".

Les bobines LA, L et LR sont maintenant fixes. Pour changer de gammes d'onde, leur nombre de spires est modifié par des contacteurs à plots (non représentés).

Le dosage de la réaction se fait par le condensateur variable CVR qui joue le rôle d'un véritable robinet pour la Haute Fréquence.

La bobine Lx , en s'opposant au passage de la Haute Fréquence, (voir ANNEXE) sert à mieux séparer les rôles :
- la HF vers la bobine de réaction,
- la BF vers les écouteurs.

Cette bobine Lx dont la valeur n'est pas critique, est dite "bobine d'arrêt" ou "self de choc". On lui demande simplement d'avoir une valeur importante pour empêcher le passage du courant à Haute Fréquence.

"Self de choc" :

Pour éviter que le signal HF ne traverse la bobine Lx par les condensateurs parasites que forment, entre-elles, les spires voisines, cette bobine est souvent fractionnée en plusieurs éléments.

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CONCLUSIONS
Ce montage très populaire pour sa simplicité de mise en oeuvre et sa sensibilité a fait le bonheur de tous les amateurs de TSF pendant de nombreuses années. On en trouve encore des descriptions dans les revues spécialisées des années 1960.

Si on souhaite retrouver les joies de nos "ancètres", voici le schéma d'une détectrice à réaction suivie d'un amplificateur Basse Fréquence qui permet une audition confortable sur haut-parleur.

RD = 3 MW (anciennement noté 3W)
CD = 150 pF (0.15/1000)
C
E = 2 nF (2/1000)
Rhéostat = 15 à 50 W

Bobines nid d'abeille PO
LA : 15 à 35 spires
L : 25 à 45 spires
L
R : 15 à 25 spires

Bobines nid d'abeille GO
LA : 50 à 100 spires
L : 150 à 250 spires
L
R : 50 à 100 spires

 Le haut-parleur doit être un ancien "col de cygne" ou un "diffuseur" de type électromagnétique (haute impédance).
On peut utiliser un haut-parleur actuel (4
W) à condition de passer par un transformateur d'adaptation . Un transformateur 230 V / 6 V de faibles dimensions, avec le côté 230 V vers le poste et le côté 6 V vers le haut-parleur peut, à la rigueur, convenir.

En l'absence d'une émission (ou antenne débranchée), l'accrochage se traduit par un "toc" caractéristique dans le haut-parleur au moment où il se produit, lorsque l'on rapproche les bobines.
Même "toc" au moment où il cesse (en écartant les bobines).

En présence d'un émetteur, l'accrochage produit un sifflement de hauteur variable, dû aux interférences entre la fréquence de l'émetteur et celle du montage.

Si l'accrochage ne se produit pas, il faut inverser le branchement de la bobine LR.
Attention : avec des bobines embrochables il ne suffit pas de retourner la bobine ! Il faut croiser les connexions entre la bobine et son support , ou inverser le cablage sur le poste.

Les constructeurs ont abandonné la réaction vers 1933 au profit des montages à changement de fréquence (dits aussi "super-hétérodyne").

La sensibilité et la facilité de réglage y ont évidemment gagné, mais le charme de la radio a un peu disparu.....

1934 : Le dernier récepteur PHILIPS (type 938A) à utiliser la réaction.

En plus des Petites Ondes et des Grandes Ondes , il couvrait la gamme des "Ondes courtes" à partir de 15 mètres.

 

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 ANNEXE - Précisions sur le rôle des condensateurs et des bobines

Condensateurs

Lorsque on lui applique une tension alternative (qui change de signe), le condensateur est soumis à un régime de charge et de décharge continuel.
Il en résulte la circulation d'un courant correspondant à ces charges et à ces décharges successives.

D'ou l'expression "le condensateur laisse passer le courant alternatif", bien qu'en réalité aucun électron ne traverse l'isolant.

Le schéma ci contre représente le mouvement des électrons (sens inverse du sens conventionnel).

Si la tension alternative a une forme alternative sinusoîdale, l'intensité de ce courant est lié à la valeur de la tension, par une relation analogue à loi d'Ohm : U = Z x I.

Z se mesure en Ohm, mais il vaut mieux maintenant l'appeler "impédance" plutôt que "résistance", car les phénomènes mis en jeu ne sont pas du tout les mêmes (le courant est "déphasé" et ne provoque aucun échauffement contrairement au cas de la résistance).

Valeur de l'impédance : Z = avec C en Farad et la fréquence f en Hz.

Cas du condensateur CE de la détectrice à réaction.

CE = 2 nF

En Haute Fréquence, par exemple f = 1 MHz, on calcule :
Z = 79,6 W ce qui est relativement faible et justifie l'expression "le condensateur CE laisse passer la Haute Fréquence".

Par contre en Basse Fréquence, par exemple : f = 1000 Hz, on trouve pour ce condensateur :
Z = 79 600 W.
Valeur élevée devant l'impédance des écouteurs. Le courant à Basse Fréquence continuera donc à passer par les écouteurs sans être très affecté par la présence de ce condensateur.

Bobines

Comme pour le condensateur, en alternatif sinusoïdal, la tension et le courant dans une bobine sont liés par une relation du type : U = Z x I.

Z se mesure en Ohm et sa valeur est maintenant :

Z = 6,28 x f x L avec L en Henry et f en Hz.

 

Cas des bobines L et LR de la détectrice à réaction.
Dans le plus mauvais des cas (en Grandes Ondes), les valeurs de L et LR ne dépassent pas 2,5 mH. L'impédance, en Basse Fréquence, à 1000 Hz par exemple, est alors inférieure à 16
W, ce qui est très faible et justifie l'hypothèse "en Basse Fréquence ces bobines n'ont aucune influence".

Cas d'une "self de choc" (montage Reinhartz).
Une valeur L = 10 mH, oppose au passage d'un courant Haute Fréquence de 1MHz une impédance de 62 800 W, alors qu'en Basse Fréquence , 1000 Hz par exemple, cette impédance ne sera plus que de 62,8 W. Elle assure donc bien la séparation. des composantes Haute et Basse Fréquence du courant de plaque.

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