9 - Les triodes en action

complément du 06/10/2005

La revanche des obscures, des sans grade...

Sur l'ensemble des petites triodes que nous avons réalisées il y a eu un peu de tout... du bon, du (très) mauvais, des décès prématurés et des longévités inespérées ; certains tubes ne pouvant être retenus pour la fonction "émission" suite à divers défauts :

Ce dernier point concerne plus particulièrement des essais de "getter" au magnésium qui avait la fâcheuse idée de se déposer en des endroits non souhaités (il est vrai que nous avons parfois eu la main un peu lourde dans le dosage...) même si le magnésium est réellement efficace uniquement sur l'oxygène c'est toujours cela d'éliminé... sa mise en oeuvre est simple (un peu trop... voir ci-dessus).

Bref, certaines triodes abandonnées à leur triste sort ne servent à rien, oubliées au fond d'un tiroir, bien que, globalement, elles soient très comparables aux tubes "émission"...

Oui mais, suite à divers échanges de vues avec Monsieur Bernard THOMAS, il devient possible de leur redonner vie... Grand passionné d'électronique cet Amateur vous fait des démonstrations de tubes de Geissler et autres machines électrostatiques... le tout en habit de "l'époque des lumières"... Non content d'avoir accumulé une belle collection de tubes, il s'est également lancé, il y a pas mal d'années, dans l'aventure de la réalisation de petites triodes... Disposant d'un récepteur des années vingt (une détectrice à réaction) il a procédé a un essai comparatif entre une triode TM et une des nôtres : pas de différence à l'écoute des "grandes ondes"...

Informées de l'issue heureuse de cet essai, nos autres triodes se lamentaient..."et nous... et nous... ? ...". Pour mettre fin à cette situation il a été décidé de les utiliser suivant deux montages. Tout d'abord un simple oscillateur piloté quartz, dans la bande amateur des 80 mètres, ceci a seule fin de prouver qu'elles sont utilisables à des fréquences non négligeables... Le schéma retenu, un Pierce, est des plus classiques et toutes les triodes fonctionnent bien avec 30 à 50 volts plaque... Bien que le montage soit très simple, il est obtenu sur un petit circuit imprimé regroupant les quelques composants mis en oeuvre.


Pierce

Cette base de départ pourra ensuite être réutilisée pour le deuxième emploi des tubes... mais avant d'aller plus avant quelques recommandations...

Le tube, monté sur le circuit imprimé, est tout sauf stable et il est vivement suggéré de fixer le total sur une plaque de bois d'au moins 10 cm de coté évitant toute velléité de chavirage...


fixation

NE JAMAIS EXTRAIRE LE TUBE DE SON SUPPORT EN LE TIRANT PAR LE VERRE...

Ceci risque d'arracher l'ampoule du culot... TOUJOURS TIRER SUR LE CULOT...(l'ampoule est uniquement positionnée par un anneau de caoutchouc qu'il est possible d'enlever...)

Les fils de sortie sont simplement serrés sous les broches du culot...(pas de vis SI 3x60 directement dans la matière plastique).

La tension filament se situe entre 3,00 et 3,50 volts suivant le diamètre du filament et l'emploi du tube...

Pour un filament de 0,10 une tension de 3,20 à 3,50 volts est suffisante pour obtenir les quelques milliampères des utilisations en "réception" (détectrice à réaction... oscillateur...)

Dans le cas du diamètre 0,12 rester entre 3,00 et 3,20 volts pour les mêmes usages...

Le courant à prévoir est de l'ordre de 1,3 à 1,5 ampère.

SI POSSIBLE ETABLIR (ET COUPER) PROGRESSIVEMENT LA TENSION DU FILAMENT TOUT EN VERIFIANT CETTE TENSION AVEC UN VOLTMETRE DIGNE DE FOI...(DIGITAL)




Après ce premier essai... pourquoi en rester là et ne pas continuer par l'emploi habituel des triodes de la grande époque de la "T.S.F.", la réception... Après lecture des bons auteurs il est évident que le montage donnant les meilleurs résultats, avec très peu de matériel mis en oeuvre, est la détectrice à réaction... que nous réaliserons "à l'ancienne", avec un minimum de matériel actuel... nous avons déjà le tube...

La partie la plus intéressante du montage réside dans les deux bobinages, celui du circuit d'accord, en entrée, associé par un couplage plus ou moins serré au second situé dans la plaque et responsable de la "réaction". Ces deux selfs peuvent être obtenues suivant diverses configurations : bobinages classiques sur un cylindre tubulaire... "nids d'abeilles"... en "gabion" etc. Pour la gamme des "grandes ondes" qui nous intéresse ici une valeur de l'ordre de 1000 à 1500 microhenrys, associée à un condensateur variable de 500 picofarads, donne une bonne base de départ... rien de vraiment critique. Par contre obtenir un couplage variable entre les selfs peut conduire à une réalisation mécanique rebutante si l'on ne dispose pas d'une "quincaillerie" bien fournie dans ses fonds de tiroirs... Les spécialistes noteront que nous restons fidèles au dosage de la réaction par variation du couplage magnétique, alors que l'emploi d'un montage "Schnell" ou "Reinartz" qui règle la réaction par un condensateur variable aurait éliminé tout problème de charnières ou autres pivots... En fait dans ces derniers schémas la réaction est toujours assurée par un couplage magnétique, son importance étant seule du domaine du condensateur variable dit "de réaction"...

Nous devons dire qu'en réalité notre véritable but était ailleurs... ayant bobiné/débobiné, tout au long de dizaines d'années, des quantités insensées de selfs d'accord ou "de choc", de transformateurs d'alimentation, de modulation, d'impulsions... il manquait à notre panoplie les selfs "en fond de panier"... voici enfin l'occasion rêvée...


feuille de carton

Petit rappel : les selfs en fond de panier sont réalisées sur un disque de matériau isolant, muni d'encoches en nombre impair, le fil du bobinage passant d'une face sur l'autre à chaque encoche... Le croquis ci-dessus donne les dimensions de la feuille de carton mince servant de support à nos selfs... La réalisation du bobinage est très simple mais, il faut bien le dire, assez fastidieuse... (OM pressés s'abstenir...). Il faut, à chaque changement de face, bien tirer le fil afin qu'il reste a peu près rectiligne sur le segment en cours ; de même bien plaquer le fil contre la spire précédente pour obtenir le nombre de tours prévu. Vue sous cet angle la première self réalisée servira de banc d'essai... on voit rapidement ce qui n'est pas rigoureux dans la suite des opérations... ce n'est pas grave, la deuxième self, celle d'entrée, sera certainement bien mieux réalisée... Pour confirmation : nous avons obtenu 88 tours, en fil émaillé de 0.4 mm, sur la première... les choses s'améliorant pour passer à 116 tours pour la deuxième qui résonne sur 195 kHz avec un condensateur de 500 picofarads...

Quant au couplage magnétique variable... il suffit de réaliser une amorce de pliure sur le carton portant la self de réaction afin de l'incliner vis-à-vis de la self principale... les deux se trouvant fixées, dans un premier temps, par deux punaises ou agrafes sur un chant du sous châssis en bois de notre "table de réception"... petit hommage à Franck DUROQUIER...

Une solution moins rustique serait toutefois d'utiliser une ou deux petites charnières... bof...


schéma

circuit

L'antenne sera raccordée soit au sommet du circuit accordé (ANT 1) par un condensateur de quelques dizaines de picofarads, ou encore, directement, à un point d'impédance plus modérée (ANT 2). Tout va dépendre de la longueur de l'antenne et de son influence sur le circuit accordé... Par exemple une antenne d'une vingtaine de mètres de long fait descendre d'environ 30 kHz, si on la relie directement a ANT 1, un circuit accordé au départ sur 195 kHz par 500 pF... Donc des essais seront inévitables, d'autant que la possibilité de relier à la terre la base du circuit accordé est également a prendre en compte...

Il est également possible de pratiquer une prise intermédiaire sur la self d'accord pour avoir un couplage à basse impédance... De nos jours, compte tenu de la puissance des stations émettant en "G.O" (rien à voir avec celles de 1920/1925...) une bonne réception sera obtenue avec dix mètres d'un fil bien dégagé... "tant vaut l'antenne, tant vaut le poste"...

A noter le branchement du "+" de l'alimentation filament à la "terre" du montage, ceci pour placer dans les meilleures conditions de détection la polarisation grille .

Dans le cas présent le montage est très souple, le couplage entre les selfs avec un angle de 60 degrés place un peu avant la zone ou débute l'accrochage des oscillations. Le réglage fin sera à obtenir avec la "haute" tension, vers 30/80 volts... mais jamais avec le chauffage du filament qui restera à une valeur fixe... 3,00/3,10 volts sont parfaits.

Le circuit de sortie est représenté avec un transformateur intermédiaire entre plaque et casque d'écouteurs, ceci pour plusieurs raisons :

Il n'a rien de critique et un rapport de transformation de 2 à 4 en tension (soit 4 à 16 en impédance) conviendra parfaitement à un casque courant présentant une impédance de l'ordre de 1000 ohms. C'est le moment de reconvertir les petits transformateurs 400 Hz du matériel des surplus aviation... grâce à F6CCY nous en utilisons un qui, à partir du 115 volts 400 Hz, délivrait diverses tensions sur de multiples secondaires... il convient parfaitement.


ensemble




Oscillateur piloté quartz... suite...

Sur la base du petit montage destiné à vérifier l'aptitude des triodes à osciller sur des fréquences non négligeables, il est possible de pousser les choses un peu plus avant...

Avec quelques modifications du circuit imprimé initial le tube est plus à même de délivrer un peu de puissance, ceci sans toutefois entrer en concurrence avec les versions "émission".

La principale modification se trouve dans le circuit de plaque, accordé sur la fréquence de travail, et adapté pour sortir sur une basse impédance. C'est ce dernier point qui est le plus délicat à définir, au départ, en raison de la résistance interne assez élevée des triodes. La TM, avec 25000 ohms dans les applications habituelles, n'est pas précisément dans le bas de la gamme. Dans notre cas, compte tenu de l'emploi particulier, une valeur un peu plus faible est retenue, aux alentours de 20000 ohms.

A ce stade le calcul habituel du circuit de sortie, basé sur le Q en charge, la classe de fonctionnement etc. est illusoire, il faut faire appel aux bons vieux principes de base...

Avec une sortie sur 50 ohms le circuit plaque présente un rapport de transformation (en tension) de 20 pour arriver à 20000 ohms. En admettant un couplage de la charge 50 ohms par 2 ou 3 tours, cela donne une self comportant 40 à 60 tours... Reste à construire une bobine qu va résonner vers 3600 kHz avec le concours d'un condensateur de valeur réaliste, sans oublier les capacités parasites dûes au tube. Coté condensateur on peut partir sur la base de 1,5 à 2 pF par mètre de longueur d'onde, valeur dictée par l'expérience... qui évite de grossières erreurs.

Pour en revenir à la self, un fil de 0,4 mm bobiné sur 50 tours (valeurs moyennes) donne quelque chose dans les 20 mm de long... ensuite, pour obtenir un rapport longueur/diamètre qui reste dans la fourchette 1 à 2 il faut inventorier la boîte renfermant les "selfs diverses"... sortir notre vieil ami le "grid-dip" et réaliser quelques bobinages préliminaires... la réponse va rapidement être obtenue avec 60 tours sur un diamètre de 14 mm et une longueur de 25 mm.

Un mandrin 'METOX' en polystyrène, muni de ses bagues d'arrêt des fils, trouverait ici une seconde jeunesse. N'en disposant plus (hélas...) un tube en stéatite a été utilisé pour la self qui résonne avec 110 pF sur 3600 kHz.


montage

circuit

La suite de l'opération ne pose guère de problèmes :

Suite à la remarque concernant le circuit de grille... il est également habituel de placer le quartz entre grille et masse, la réaction provoquant l'oscillation étant dûe à la capacité grille-plaque. Cette configuration utilise la résonance parallèle au lieu du mode série du Pierce, ce qui, en soit, n'est pas significatif dans notre emploi. Par contre cette utilisation élimine les oscillations simultanées sur plusieurs fréquences voisines, conséquence des résonances parasites présentes sur certains cristaux. De même l'excitation grille est moins virulente (voire excessive) qu'avec le Pierce, au point que certains schémas montrent un condensateur en parallèle avec la résistance de grille, ceci pour limiter l'amplitude de la tension grille.

Avec cette deuxième version les petites triodes délivrent, toutes choses égales par ailleurs, sensiblement plus de puissance pour arriver à un peu plus de 150 mW...





Quelques recommandations...

Donc il reste (heureusement...) des points de détail à éclaircir avant de venir sur le 80 mètres... Ici le trafic en général, et la CW en particulier, ne sont pas la passion principale.

De toutes façons la note sera forcément "piaulée"... mais n'est ce pas là un rappel du bon vieux temps de l'émission d'amateur à ses débuts...




Conditions d'essai du tube numéro 10 :

1°) Filament 3,25 V polarisation -7 v HT 150 V Out= 1,3 V sur 51 ohms (environ 30 mW)

2°) Filament 3,30 V polarisation -18 V HT 300 V Out= 2,3 V sur 51 ohms (environ 100 mW)

Dans tous les cas le courant plaque est de l'ordre de 5 mA ... Le relevé de courbes sur table traçante, obtenu avec 3,5 volts aux bornes filament, permet d'envisager utiliser le tube avec un chauffage un peu plus conséquent, et en obtenir un peu plus de puissance.

Toutefois la mesure du courant ionique , un peu trop élevé pour un tube qui serait bien vidé, suggère de se limiter aux paramètres ci-dessus afin d'éviter un "emballement" du courant plaque... de toutes façons, pour gagner quelque chose de significatif (un point S...) il faut que la puissance soit multipliée par quatre... ce n'est pas ici le but du jeu...


schéma

circuit

banc de test

la relève

Voilà, l'affaire est faite... les triodes sont réactivées et nous laissent en paix...

Il est temps de passer à autre chose
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