F6AWN : PA à tubes ???
jean-phi.
Jean-Philippe BUCHET
French Amateur Radio Station F5GKW
Les Combes R.D. 21
87200 Saint-Martin de Jussac
Grid Locator JN05LU
45°55'05" N
0°56'50" E
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or
f5...@mail.dotcom.fr
Bonjour Francis !
Tout d'abord, je voudrais profiter de ce message afin de vous féliciter au
sujet des articles techniques que vous écrivez dans les revues. Bien
qu'autorisé depuis 1980, j'en apprends ou j'en redécouvre grâce à vous.
(j'ai "bossé" SEUL ma licence entre l'âge de 14 et 17 ans, il n'y avait pas
de club dans ma région, et cela me fait penser que je manque de certaines
bases; enfin j'ai quand même réussi l'examen de l'époque avec l'examinateur
qui n'était pas un Minitel!)
J'ai décidé de me faire une compilation de tous vos articles dès que
possible.
Je suis formateur dans divers domaines et cela me permet d'apprécier votre
pédagogie : des explications simples, précises et attrayantes. Ce n'est pas
donné à tout le monde !
C'est d'ailleurs parce que je suis en "panne" que je m'adresse à vous.
De nouveaux OM arrivent en majorité de la bande parallèle. Il est vrai que
je suis souvent agacé par la phraséologie employée : "belle radio" - j'ai
mis un certain temps avant de comprendre à quoi cela correspondait -,
"signal de 0","porteuse blanche", "indicativé",... bref j'en passe
beaucoup. Plutôt que de râler, j'essaie d'expliquer, d'aider, bien que cela
soit fréquemment mal perçu. Il faut une bonne dose de psychologie pour dire
que l'OM est dans l'erreur tout en ne froissant pas ! exemple: un ROS de 1
ne veut pas dire que l'antenne est efficace. Sinon une antenne fictive
serait la meilleure antenne !
Ma question (enfin!) : comment expliquer simplement les réglages d'un PA à
tubes ? Load, Tune, creux de plaque, le preselect ... et ce qui se passe
derrière les boutons.... Si je n'arrive pas a être clair dans mes
explications c'est peut-être que je ne maîtrise pas le sujet dans la
théorie (?) Je possède néanmoins un FT102 - 3*6146B au final - depuis 1983
et il n'est pas mort !
Pour répondre si vous avez le temps, choisissez les armes (je lis les
revues "classiques" MHz, RRef, CQ et je vais fréquemment sur
fr.rec.radioamateur. Vous avez aussi mon Email.... Je pense que vos
enseignements sur ce sujet devraient en intéresser plus d'un et moi le
premier HI!
sincères 73's, et recevez tous mes encouragements pour poursuivre vos
articles (il faut du temps de l'énergie et .... de la compétence !)
au plaisir de croiser les feeders!
Jean-Phi, GKdouble.
awn
Tout d'abord :
M.E.R.C.I. !!!
--------------
Argh! *$=+*$µ£
Hummmmmm ... que c'est bon !!
Surtout après avoir découvert qu'il y avait UN utilisateur du newsgroup qui
ne me supportait pas (d'ailleurs, "j'ai pas tout compris" dans ses propos
car la présence ou l'absence d'un accent circonflexe sur le "a" de "tache"
dans "pauvre tache" peut tout changer ! [les lecteurs assidus s'y
retrouveront ...]).
Ne vous inquiètez pas. Je reviens à moi, je respire un grand coup et
j'attaque le problème des lampes !
(Je ne fais aucun commentaire sur la première partie de votre message, vous
connaissez il me semble mon opinion sur ce sujet.)
Donc,
COMMENT EXPLIQUER LE REGLAGE D'UN P.A. A TUBES ?
QUE SE PASSE T-IL DERRIERE LES BOUTONS ?
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Précision peut-être inutile, P.A. veut dire Power Amplifier, soit
"amplificateur de puissance".
Cet amplificateur peut "sortir" 1 Watt comme 2000 Watts. Ce qui le qualifie
généralement de P.A. est sa position de dernier étage dans la chaine
d'émission. C'est l'amplificateur "final" du transceiver, mais c'est aussi
l'amplificateur de puissance - généralement linéaire - externe.
Une remarque en passant : l'amplificateur indépendant est presque toujours
qualifié de LINEAIRE car c'est une de ses caractéristiques (amplifier avec
le moins de dirtorsion possible le signal qu'on lui fournit, car ce dernier
est éventuellement déjà modulé).
Le P.A. d'un émetteur ou d'un transceiver n'est pas forcément linéaire
(classe C en CW, par exemple) et est peut-être aussi le siège d'une
modulation (AM, par exemple).
Pourquoi parler de réglages dans un P.A. "à tubes" et pas dans un P.A. "à
transistors"?
Quelque soit le type de composant qui équipe le P.A., il peut exister des
réglages et IL EXISTE des réglages, au moins internes. Il s'agit pour
l'essentiel de l'adaptation des impédances en entrée, en sortie et de la
fixation éventuelle du point de fonctionnement (polarisation) qui définit
la classe de fonctionnement.
L'adaptation des impédances est, comme partout ailleurs, nécessaire pour
réaliser un transfert d'énergie correct. Toute désadaptation entraine une
diminution de la puissance théorique de sortie prévue, une augmentation de
la puissance dissipée et une réaction du composant face à cette situation.
Mais si l'on suit la progression du matériel depuis les années 1940, on
constate que nous sommes passés :
- des lampes aux transistors.
- des antennes filaires, à haute impédance ou impédance inconnue jusqu'au
P.A.(au moins en décamétrique) aux antennes CORRECTEMENT alimentées par des
câbles coaxiaux de 50/75 Ohms et présentant une charge de 50 Ohms +j0 à
l'émetteur (les autres sont des "machins", hi ...).
- de l'accord sélectif du circuit de sortie à l'accord "large bande" de
celui-ci.
Pour arriver, pour l'instant, à l'adjonction d'une "boite de couplage" afin
de rétablir l'adaptation d'impédance au niveau d'un P.A. sans réglages !
Il faut toutefois noter que cette progression s'est faite par le passage
des lampes aux transistors, les deux composants ayant une différence
notable : L'impédance de charge au niveau de la PLAQUE d'une lampe est de
quelques milliers d'ohms (tension élevée, faible intensité), l'impédance de
charge au niveau du collecteur d'un transistor peut être de quelques ohms
seulement (tension basse, forte intensité).
Dans les deux cas, passé l'époque du fil connecté directement sur la bobine
Plaque de l'émetteur avec une pince crocodile, il est nécessaire de
transformer l'impédance de charge du dernier élément de l'ampli en
impédance d'environ 50 Ohms, valeur standardisée et incontournable. C'est
un abaissement d'impédance pour une lampe et une augmentation d'impédance
pour un transistor. L'utilisation actuelle de transistors de puissance à
effet de champ permet d'obtenir une impédance de charge plus élevée et
certains avantages qu'il serait trop long de détailler ici.
Remarquons aussi qu'il est plus facile de réaliser des circuits large bande
lorsque l'impédance est basse que lorsqu'elle est élevée. Ceci est une des
raisons de la quasi-obligation de réaccorder le circuit de sortie d'un
étage à lampe lorsque l'on change de fréquence de façon notable.
A partir de là, nous nous trouvons donc avec une boite d'accord incluse
dans l'émetteur et qu'il faut régler (remarque perfide : on se demande bien
ce qu'on a gagné en ayant des circuits large-bande non réglables sur les
transceivers à transistors puisqu'il faut souvent les compléter par un
circuit d'accord externe de plus ou moins bonne qualité et mis entre les
mains d'opérateurs quelquefois incompétents! Cherchez vers les gains
réalisés par les constructeurs, en encombrement et en prix de revient ...).
Cette boite d'accord, située dans le circuit plaque de l'émetteur à lampe
fut jadis composée d'un circuit parallèle avec un couplage variable par
quelques spires mobiles, éventuellement complétées par un condensateur
variable. Une self à changer, un CV dit "d'accord plaque" et un CV dit "de
charge antenne", et une spire à rapprocher ou éloigner, permettaient
d'adapter presque n'importe quoi.
Ensuite, la généralisation du circuit en PI, permit de faciliter l'usage
multi-bandes par commutation du nombre de spires et de supprimer le
couplage par des spires mobiles. Ce circuit en PI est resté utilisé jusque
sur les derniers transceivers qui sont équipés d'un P.A. à lampes et est
encore utilisé sur les amplificateurs linéaires de forte puissance à
lampes.
Vous aurez compris que PLATE et LOAD indiquent que le premier est le CV
situé en sortie de la lampe, avant la self commutée et que le dernier est
le CV situé après la bobine au niveau où se connecte l'antenne.
Vous aurez aussi deviné que PRESELECT ne peut que servir à réaliser le
meilleur accord possible au niveau de l'entrée du tube d'amplification, cet
endroit étant aussi la sortie du tube qui précède (driver), car ce dernier
a aussi besoin de voir sa plaque accordée. Le réglage PRESELECT est
généralement combiné avec un ensemble de cages de CV ou de noyaux plongeurs
qui accordent tout ce qui est à accorder, y compris en réception, lorsque
l'on change notablement de fréquence et encore plus de bande (Le FT 102 a
une superbe tringlerie de commande derrière ce fameux bouton).
COMMENT REGLE T'ON UN P.A. A LAMPES ?
Le TOS-mètre n'est pas obligatoire (eh oui, il est loin d'être
indispensable, surtout quand on ne sait pas interprèter correctement ce à
quoi correspond la présence "d'ondes stationnaires" ...).
Une lampe d'étage final comportait réglementairement un milliampèremètre
mesurant le courant "plaque" et un autre mesurant le courant "grille" de la
lampe. Ce dernier a disparu des derniers transceivers et de certains amplis
de puissance. Regrettable erreur de mon point de vue car c'est celui qui
manifeste le mieux le risque de destruction de la lampe! Mais on nous a
aussi gratifié d'un indicateur de "puissance relative", qui comme son nom
l'indique ne fournit qu'une indication "relative" d'une augmentation ou
d'une diminution de la puissance de sortie, soit la même chose qu'un
tos-mètre en position directe.
remarque préalable : il est plus que souhaitable de connaître les
spécifications du tube et/ou les recommandations du constructeur.
Sans indication de pré-réglages, il faut se rappeler que c'est le CV PLAQUE
qui accorde le circuit de sortie du P.A. et que c'est à l'accord que le
courant plaque (Ip) est le plus faible pour un couplage donné (le fameux
creux de plaque).
Il faut aussi se rappeler la loi : P = U.I, c'est à dire que la puissance
consommée par la plaque de la lampe sera égale à la tension en charge (un
peu plus faible [-20%] que la tension à vide de l'alim. HT) multipliée par
l'intensité (mesurée sur une "porteuse" en CW, AM ou FM - pas en BLU qui
est un régime variable), et que cette puissance consommée est la somme de
la puissance HF produite et de la puissance dissipée en chaleur, le rapport
entre les deux, ou rendement, résultant de la classe de fonctionnement et
de la qualité du circuit de sortie (ouf ...).
Donc quand la puissance consommée au niveau de la plaque augmente,
théoriquement la puissance de sortie augmente et celà se remarque sur
l'indicateur de puissance relative.
L'essentiel est de MAINTENIR LE CREUX DE PLAQUE (valeur minimum du
courant).
Lors du premier essai, il est fort probable que l'intensité plaque lue pour
ce premier "creux de plaque" sera inférieure à l'intensité maximum possible
et autorisée, ce qui entraine que la puissance de sortie sera elle-même
inférieure à la puissance maximum que l'on peut obtenir.
Une simple action sur le CV de sortie (LOAD) doit entraîner une
augmentation de la puissance de sortie, mais aussi du courant plaque. Il
faut donc aussitôt agir sur le CV plaque pour rétablir le "creux" de plaque
(je reprécise : il s'agit de faire diminuer le courant plaque à sa valeur
minimum possible pour une position donnée du CV de sortie, et ce minimum
est DE MOINS EN MOINS BAS, au fur et à mesure que l'on augmente la
puissance de sortie).
Lorsqu'il n'est plus possible d'obtenir plus de puissance de sortie en
agissant alternativement sur le CV de sortie (LOAD) et sur le CV d'accord
(PLATE), et en RESPECTANT DES PAUSES - EMISSION BREVE LE TEMPS DE REGLER UN
CV, la puissance maximum doit être atteinte, A LA CONDITION QUE l'impédance
présentée par le point de jonction du câble coaxial alimentant l'antenne
soit compatible avec la plage d'accord du circuit de sortie de l'émetteur
(oui, c'est plus souple qu'un transceiver à transistors !).
DERNIERE REMARQUE : Il est fréquent, pour diverses raisons, que la
puissance maximum de sortie HF, que l'on peut constater avoir atteint sur
un indicateur relatif de puissance ou un tos-mètre en sortie, NE SOIT PAS
tout à fait obtenue pour le bon réglage du CREUX DE PLAQUE. C'est pourtant
le réglage de ce dernier qu'il faut respecter : dans l'intérêt du ou des
tubes et dans l'intérêt de la qualité du signal obtenu.
On vérifiera que l'on ne dépasse pas les spécifications du constructeur, en
particulier pour le courant grille si on peut le contrôler (surtout pendant
les réglages ...) et le courant plaque, au risque d'épuiser plus ou moins
rapidement la ou les lampes et de polluer le spectre radioélectrique.
Une dernière suggestion, valable ici comme pour les sacrées boites de
couplage, notez les réglages obtenus sur les fréquences utilisées et si
vous n'avez pas de graduations sur la face avant, FAITES-EN !! . Il est
totalement inutile de faire des tunes à répétition, surtout s'il s'agit
d'un P.A. de puissance.
Une autre remarque me vient à l'esprit : s'il s'agit d'un amplificateur
linéraire de qualité correcte, il dispose de circuits d'accords d'entrée
pour chaque bande dont le réglage est interne. Vérifiez une fois par an que
le ROS est faible ENTRE l'émetteur qui attaque l'ampli et ce dernier. Un
petit réglage est parfois nécessaire, surtout depuis que les transceivers
ont des P.A. à transistors !
Attention où vous mettez les doigts, la haute tension peut TUER !
A votre disposition si ce n'est pas suffisamment explicite. Mais après les
explications, il faut essayer ...
L E F T 1 0 2
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Maintenant, j'aimerais vous dire quelques mots sur le FT 102, car j'en ai
eu trois (pas en même temps!), utilisé au moins deux de plus en concours
multi-op's, en CW et en SSB (les OM's du 51 qui m'ont supporté à cette
époque se reconnaîtront, je garde d'eux un excellent souvenir et leur
adresse mes 73), et que ce soit "barefoot" ou avec un SB 200, un SB 220,
un TL 922, selon les époques et les lieux, le tout, bien entendu, à la
puissance réglementaire autorisée dans le pays où je me trouvais lors de
leur utilisation (... c'est comme pour les voitures TOUJOURS essayées sur
circuit fermé !).
C'est un excellent appareil, presque fiable, dont les quelques pannes ont
toujours été les mêmes, ce qui est de bonne augure. Personne n'est parfait,
mais quand on connait les défauts, on peut y remédier ...
En réception, il était, pour l'époque excellent et fut peut-être le premier
appareil à faire songer à un changement de station les heureux possesseurs
d'une ligne DRAKE R4C + T4XC (à lampes).
Pour ma part, il m'a permis, dans les années 80 de me frotter au DX sur 40
mètres, bande difficile s'il en est pour certains récepteurs. Certes,
maintenant il y a mieux, mais moins puissant en émission.
Après ce petit coup de nostalgie, je voudrais vous signaler en vrac deux ou
trois choses sur le FT 102.
Les pannes classiques :
Les relais.
Surtout celui qui commute le préampli de réception. Aucun courant ne
circule dans ses contacts et il s'oxyde. Les autres relais du même style
(petit demi-sucre noir) ont de temps en temps des problèmes. Un est
particulièrement difficile à changer si on ne connait pas l'astuce : c'est
celui qui se trouve exactement sous la tringlerie de commande du changement
de bandes (c'est peut-être d'ailleurs le relais du préampli HF, il faut
passer par le dessous du transceiver. A cet endroit, il y a une plaque de
blindage à démonter et le relais est accessible côté soudures.
Le P.A.
Eh oui ... Trois lampes, c'est puissant, mais c'est une erreur technique.
Déjà deux ce n'est pas fameux, mais c'est encore possible d'avoir des tubes
aux caractéristiques identiques. Trois tubes, c'est au moins un qui faiblit
avant les autres. Celà se remarque par une augmentation du courant de repos
(quand vous êtes en BLU, micro débranché, et que vous passez en émission,
le courant au lieu de rester à 75 ma, si ma mémoire est bonne - 25 mA par
tubes - ?, grimpe et s'emballe au bout de quelques secondes. Remède,
changer les trois tubes et diminuer éventuellement le courant de repos (si
vous ne faites que de la CW, n'hésitez pas, si vous faites de la phonie, la
linéarité peut s'en ressentir un peu ...). Meilleure solution, trouver de
la place pour modifier la polarisation des tubes. Faire arriver une tension
de polarisation indépendamment ajustable pour chaque tube, ce qui permet de
régler chaque tube pour un même courant de repos; On est alors sûr d'avoir
25+25+25 et non pas 20+45+10!
Attention au compresseur de modulation (interne et éventuellement externe);
La puissance moyenne augmente notablement et les tubes n'apprécient pas
toujours les messages interminables. Réservez le compresseur à du trafic
DX.
N'essayez pas de tirer le maximum. Si le secteur est en forme, 180 W HF
peuvent être atteints, mais c'est sans intérêt par rapport à 150 et c'est
le vieillissement rapide et assuré des tubes.
Ne positionnez pas la prise du primaire du transformateur d'alimentation
sur 220 V, mais sur 230V ou 240V. Sur 220V celà augmente la haute tension
plaque, mais aussi les autres tensions (écran et chauffage, par exemple car
il n'y a bien sûr pas de régulation) et les lampes n'aiment pas çà.
Si ce n'est pas fait, et si vous êtes graphiste, essayez d'équiper votre
récepteur du filtre étroit (250 Hz, je crois) dans les 455 KHz. C'est
efficace (pas autant qu'un TS 850, mais contrairement aux DSP actuels, ça
agit AVANT L'AGC ... et c'est mieux!).
Voilà, ce fut un plaisir d'écrire ces vieux souvenirs un samedi après-midi
pluvieux, en espérant que mes réponses correspondent à ce que vous
souhaitiez.
Je passerai le papier à "Tonton Oscar" pour la prochaine rubrique, toujours
ça de gagné pour mon prochain Week-End, hi ...
Très amicalement, bon trafic,
et merci encore pour votre intervention.
P.S. SI vous aimez les P.A. à lampes, je vous conseille le livre d'Eric
CHAMPION, F5MSL, "Amplificateurs VHF à Triodes, Théorie et Pratique". Même
si c'est appliqué aux VHF, c'est bien écrit, didactique, vécu, et
applicable sans problème au décamétrique, sous réserve qu'il est plus
compliqué de faire du multibandes que du monobande !
Francis,
F6AWN
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