Le petit labo du Radio-écouteur

Les radioamateurs, mêmes confirmés peuvent aussi y jeter un coup d'oeil.

Une page de synthèse avec différentes options pour choisir au mieux les équipements de mesure, en vue de
comprendre et améliorer le fonctionnement de la station.

Le premier instrument très sophistiqué est le récepteur lui-même. L'ordinateur, et comme calculateur et comme
générateur tient lui aussi une place privilégiée dans notre petit labo.
N'oubliez pas de télécharger la feuille de calcul Excel, complément indispensable au site. Il contient un onglet
entièrement dédié à la mesure.

Une première option

Le multimètre, qui rend bien d'autres services dans la maison ou au garage est indispensable. Il en existe à
moins de quinze euros, qui en plus de la mesure de tension, d'intensité et de résistance ont une fonction de
transistormètre.

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Le pont capacimètre est un montage de curiosité ou de dépannage. Il est une bonne introduction à la mesure
par pont fréquente en radioélectricité. La fonction ohmmètre du multimètre est alors indispensable pour connaître
les valeurs de Pa et Pb ou pour graduer le potentiomètre.
Le détecteur est un écouteur haute impédance que l'on trouve souvent dans les kits d'initiation à la radio et est
un accessoire bien pratique pour la mise au point et le dépannage de nombreux montages électroniques. Pour
l'isoler de la composante continue on y ajoute un condensateur sur une des entrées. Deux pinces crocos en font un
instrument autonome et recyclable.
L'inductancemètre profite à plein du Rx et du PC et montre comment avec peu de choses on peut atteindre des
objectifs inattendus. Il illustre aussi parfaitement l'esprit de ce site.
L'acquisition d'un multimètre avec une fonction inductancemètre est bien tentante. Mais en plus de leur prix,
la gamme et la méthode de mesure les rendent inadéquats pour les faibles valeurs couramment rencontrées en HF.
Quant aux instruments spécialisés, voyez leurs prix. Mais si vous avez gagné au loto...

La deuxième option

On trouve cependant facilement des multimètres avec fonction capacimètre à des prix et des performances tout à
fait raisonnables. Les premiers prix se situent aux environs de 30 euros et quelques capacités de précision
permettent d'en évaluer les performances et d'affiner les résultats.

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Ainsi équipé, il est déjà possible de construire, de mettre au point et d'améliorer les coupleurs et divers
montages qui modifieront certainement la qualité de la station.

La troisième option

Si vous êtes familier de ce site, vous aurez sans doute déjà remarqué que je ne ménage pas mes efforts pour
défendre et promouvoir le Grid-dip. La découverte de cet instrument m'a permis de franchir une étape décisive
dans la compréhension du phénomène de la résonance et de tout ce qui en découle. Or la résonance est une notion
capitale en radioélectricité, qu'il s'agisse d'antennes, de filtres, d'inductances et de capacités, composants
qui foisonnent dans tout montage radio. Le Grid-dip permet précisément de déceler quand et comment survient la
résonnance et d'en exploiter les résultats, soit pour ajuster un élément, soit pour en déduire sa valeur.

Si on y prend soin, le Grid-dip peut aussi faire office de générateur HF à faible distorsion.

La littérature spécialisée anglaise lui confère une place respectable, et propose des réalisations qui frisent
"l'oeuvre d'art".

On en trouve dans le commerce à un peu moins de 150 euros, mais le faire soi-même ne présente pas de difficultés
particulières et évite d'avoir à casser sa tirelire. C'est aussi une bonne occasion pour se familiariser avec le
fer à souder.

C'est pourquoi il figure ici en bonne place, et que je le considère presque indispensable dans le labo de
l'honnête amateur de radio. Une page entière ( le dipmètre) lui est consacrée sur ce site et en précise l'usage,
ainsi que celui de ses accessoires.

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Un multimètre, le Grid-Dip, le support LC, le renifleur HF et quelques capacités de précision, et vous voilà
équipé pour mesurer, tension, courant, résistance, condensateur, inductance, fréquence de résonance... et
valider vos choix ou contourner les obstacles pour partir explorer le vaste monde des ondes radio.

Vous ne serez pas étonné si j'affirme que c'est LA bonne option.

Pour aller plus loin

Une autre notion capitale en radio est l'impédance. Complexe, elle l'est dans sa compréhension, sa représentation
mathématique par ce qu'on appelle les nombres complexes ou imaginaires et sa, ou plutôt ses mesures. Cette
introduction à de quoi en faire fuir plus d'un, mais maîtriser quelque peu le sujet c'est déjà améliorer
l'environnement de la station et assurément éviter de grossières erreurs dans l'assemblage des éléments de
réception. Et si pour des raisons pratiques il est impossible de les éviter, au moins les déceler et étudier des
solutions de remplacement. C'est dans le domaine des antennes, des câbles coaxiaux et des boites de couplages
qu'il est le plus facile de prendre ses désirs pour des réalités, et c'est bien le problème des adaptations et
conjugaisons d'impédance qui nous ramènent aux dures lois de la physique. Moins critique en réception, le
problème est crucial en émission, c'est la longévité du matériel, voire sa survie qui est en jeu.

Le montage proposé pour compléter notre petit labo doit permettre d'aborder le sujet. Son comportement est peu
précis, surtout dans les fréquences élevées, mais ce défaut est fréquent dans ce genre d'appareils, plus fréquent
que ne le disent ceux qui les commercialisent.
Disons plutôt qu'il s'agit "d'expériences de mesures", pour tâter en quelque sorte avec les mains la rugosité de
la chose. Ceux qui rêvent d'instruments à lecture directe sur un bel écran LCD seront déçus, mais là encore
le fichier téléchargeable Excel sera un précieux complément.

Grid-Dip + multimètre

Cette réalisation est une belle occasion d'illustrer l'emploi du multimètre et du dipmètre en générateur. Le
signal est envoyé au pont via L1 qui alimente le transfo trifilaire L2,L3,L4. L3 et L4 sont les branches
supérieures du pont, les branches inférieures sont respectivement P et CV à gauche et Cvm (ou CA) et l'impédance
Z à mesurer à droite.
Les valeurs usuelles et non critiques sont: 470 ohms pour P, 250 pF pour CV, 100 pf pour Cvm (ou 82 pF pour CA).
Le CV est soigneusement gradué en pF comme pour l'inductancemètre cité dans l'option 1 et 2.
Comme le signal est précis en fréquence, la détection n'a pas besoin d'être sélective. Deux diodes au germanium
et deux condensateurs démodulent le signal entre les points A et B. Le 'nul' est indiqué par le voltmètre calé sur
200 mV ou 2V suivant le bruit radioélectrique de l'élément sous test.

pont variantes

Pour palier les défauts dus aux capacités et inductances parasites, on procède à chaque changement de fréquence
et à l'aide d'une résistance en Z à l'équilibrage du pont par P et CV. On note CB la valeur de CV pour laquelle
on a obtenu le nul. On connecte ensuite l'impédance à mesurer, annule le bruit à l'aide de P et de CV et on note
CV la nouvelle valeur ayant fournie un nul. P représente la partie résistive ZR, CV - CB la partie réactive ZX.
La conversion en ohm est obtenue à partir de la formule:
ZX = 159155*(CV-CB)/(F*CV*CB) avec ZX en ohm, CV et CB en pF, et F en MHz.
Si ZX est négatif, l'impédance est capacitive, si ZX est positif l'impédance est inductive.

Feuilles de calculs sous Excel Omctrlw.xls Onglet Mesures réf. pont Z1

Remarquez aussi la présence d'une résistance R et d'un inverseur S1, ajout qui facilite la re-calibration du pont
à chaque changement de fréquence ou chaque modification de CVm.

Une page récente et complète est consacrée au pont d'impédance alimenté par le dipmètre.

On notera que pour cette réalisation, tout comme pour l'inductancemètre, aucun circuit actif spécialisé n'est
utilisé. Ce pont fonctionne à partir d'éléments passifs, presque du fond de tiroir, et on profite au mieux du
dipmètre et du multimètre pour effectuer des mesures plutôt sophistiquées.

Ces quelques manipulations autour du thème de l'impédance et de sa mesure, devraient vous aider à rendre ces
notions plus familières.

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