Un vobulateur pour la FM
Par Daniel Maignan/F6HMT
J’ai remis au goût du jour ce montage que j’avais déjà décrit il y a plus de quarante cinq ans dans la regrettée revue Radio-Plans.
Grâce à une longévité exceptionnelle du circuit 74S124, certainement due au succès qu’a rencontré ce produit issu des laboratoires de Texas Instruments dans les années 70, vous pourrez réaliser un montage très utile pour aligner la moyenne fréquence d’un poste à modulation de fréquence.
La mise au point et le réglage des circuits accordés posent toujours des problèmes aux techniciens chevronnés.
Ce dispositif permet de visualiser la réponse du circuit en test, moyennant certaines précautions, sur l’écran d’un oscilloscope. En outre, le couplage avec un générateur marqueur externe rend possible le calage parfait du gabarit dans la bande de fréquence désirée.
Grâce à une longévité exceptionnelle du circuit 74S124, certainement due au succès qu’a rencontré ce produit issu des laboratoires de Texas Instruments dans les années 70, vous pourrez réaliser un montage très utile pour aligner la moyenne fréquence d’un poste à modulation de fréquence.
La mise au point et le réglage des circuits accordés posent toujours des problèmes aux techniciens chevronnés.
Ce dispositif permet de visualiser la réponse du circuit en test, moyennant certaines précautions, sur l’écran d’un oscilloscope. En outre, le couplage avec un générateur marqueur externe rend possible le calage parfait du gabarit dans la bande de fréquence désirée.
Avant propos :
Les tuners à modulation de fréquence permettent une réception de qualité.
Mais comme il s'agit d'obtenir des résultats de qualité, ces appareils doivent être toujours parfaitement réglés. Les principaux critères à vérifier sont, bien entendu la sensibilité, la largeur de la bande passante, la stabilité de la fréquence pour les plus anciens, ainsi que la distorsion. Pour effectuer un alignement ou un réglage, on pourrait bien entendu utiliser les appareils de base du laboratoire que sont le générateur HF, le voltmètre électronique ou l’oscilloscope.
Il est également possible sur les anciens appareils de se servir simplement de l’œil magique, comme d’un voltmètre rudimentaire.
Figure 1
Les réglages des circuits de la tête VHF d’un récepteur FM ne diffèrent en rien de ceux d’un récepteur classique et pour réajuster la sensibilité, il suffit de brancher un voltmètre sur le détecteur de rapport, comme le montre la figure 1 et la tension de sortie qui est généralement utilisée pour le contrôle de volume automatique, doit augmenter avec le niveau du signal d’entrée.
Enfin, précisons que pour réaligner un circuit, il est indispensable d’utiliser un outil isolé et adapté aux noyaux à régler ; régler soigneusement chaque transformateur en commençant par celui qui précède le limiteur, en remontant vers le mélangeur.
Le point critique est le réglage du discriminateur ; lorsqu’il est désaligné, on constate à l’écoute de la distorsion et/ou un niveau de bruit élevé.
Enfin, précisons que pour réaligner un circuit, il est indispensable d’utiliser un outil isolé et adapté aux noyaux à régler ; régler soigneusement chaque transformateur en commençant par celui qui précède le limiteur, en remontant vers le mélangeur.
Le point critique est le réglage du discriminateur ; lorsqu’il est désaligné, on constate à l’écoute de la distorsion et/ou un niveau de bruit élevé.
Introduction à l’emploi du générateur vobulé associé à l’oscilloscope :
Les réglages sont rapides et précis avec ce type d’équipement, puisque les moindres retouches sont immédiatement visibles sur la courbe observée. Lorsqu’il s’agit de pratiquer l’alignement de l’amplificateur à moyenne fréquence, le signal doit être appliqué à l’entrée avec une largeur de balayage d’au moins 200 kHz.
Le réglage des circuits accordés s’effectue de telle sorte que la courbe soit centrée sur 10,7 MHz, ou bien, dans le cas de certains postes des débuts de la FM, sur une fréquence plus basse, avec la meilleure symétrie possible.
Figure 2
Sur la figure 2 sont représentées différentes courbes correspondant à des alignements défectueux de la fréquence intermédiaire. En (a) la courbe est bien centrée, mais dissymétrique, en (b) la courbe est décentrée et trop étroite, alors que dans la figure (c) elle est à la fois décentrée et dissymétrique.
Enfin, pour régler le démodulateur discriminateur, la même technique de balayage est utilisée (figure 3).
Enfin, pour régler le démodulateur discriminateur, la même technique de balayage est utilisée (figure 3).
Figure 3
Principe du générateur vobulé :
Il se compose d’un générateur qui délivre un signal de fréquence variable qui est injecté à l’entrée de l'amplificateur à régler. Un générateur interne de signal en dent de scie assure simultanément et en synchronisme, le balayage du signal du vobulateur et celui de la base de temps horizontale (X) de l'oscilloscope. A la sortie de l'amplificateur, on place un détecteur d'amplitude (diode au germanium) qui fournit une tension continue proportionnelle au signal détecté en sortie qui est connecté à l’entrée de l’amplificateur vertical de l'oscilloscope (Y).
Un deuxième générateur HF fixe (marqueur) permet le calibrage en fréquence du vobulateur et lorsque les deux signaux, celui du générateur vobulé et celui du générateur marqueur, sont de fréquence identique, un « pip » apparaît sur la courbe de réponse.
Il se compose d’un générateur qui délivre un signal de fréquence variable qui est injecté à l’entrée de l'amplificateur à régler. Un générateur interne de signal en dent de scie assure simultanément et en synchronisme, le balayage du signal du vobulateur et celui de la base de temps horizontale (X) de l'oscilloscope. A la sortie de l'amplificateur, on place un détecteur d'amplitude (diode au germanium) qui fournit une tension continue proportionnelle au signal détecté en sortie qui est connecté à l’entrée de l’amplificateur vertical de l'oscilloscope (Y).
Un deuxième générateur HF fixe (marqueur) permet le calibrage en fréquence du vobulateur et lorsque les deux signaux, celui du générateur vobulé et celui du générateur marqueur, sont de fréquence identique, un « pip » apparaît sur la courbe de réponse.
Description des circuits:
Le module 74S124 comporte sur une même puce, deux oscillateurs commandés en tension, mais un seul est utilisé dans notre montage, voir les figures 4 et 5.
Figure 4
Figure 5
Examinons le schéma de la figure 5.
Deux tensions, l’une en dent de scie pour l’excursion et l’autre continue pour le centrage, agissent simultanément sur la commande de fréquence, avec en plus un condensateur ajustable permettant de caler l’oscillateur dans la bande désirée.
La tension de balayage est générée à partir de la charge d’un condensateur à diélectrique plastique de 3,3µF à travers un circuit à courant constant (BC557).
Dès que la tension aux bornes du condensateur atteint une valeur de seuil, le condensateur est rapidement déchargé par le 555, et les cycles de charge et de décharge se reproduisent à l’identique. La dent de scie ainsi obtenue attaque l’un des deux amplificateurs opérationnels du TL072 monté en gain unité et le potentiomètre de 10 kohms assure le réglage de l’excursion. Le deuxième amplificateur agit en détecteur de niveau de ladite dent de scie et permet de bloquer l’oscillateur durant le retour à zéro de cette dernière, en déclenchant une impulsion sur le monostable 74121 qui est envoyée sur l’entrée « enable » du 74S1214 (un niveau 1 sur cette entrée bloque l’oscillateur).
L’oscillation en sortie du 74S124 est un signal carré (niveaux logiques TTL).
Après le potentiomètre de niveau de 10 kohms, le transistor à effet de champ BF245 délivre pour l’utilisation ce signal sous une faible impédance de sortie à travers les condensateurs d’isolation.
L’alimentation classique ne nécessite pas de commentaire particulier, si ce n’est que le transformateur doit comporter un point milieu.
Une sonde, avec deux entrées, l’une pour le signal de sortie vobulé émanant du circuit en réglage et l’autre pour le générateur marqueur, contient une diode de détection au germanium accompagnée des résistances de charge et des condensateurs d’isolement et d’intégration.
Cette diode remplit également la fonction de mélangeur des deux signaux incidents. Ainsi, lorsque la fréquence du signal vobulé est égale à la fréquence du marqueur, un battement se produit et un petit « pip » apparaît sur la trace de l’oscilloscope.
Deux tensions, l’une en dent de scie pour l’excursion et l’autre continue pour le centrage, agissent simultanément sur la commande de fréquence, avec en plus un condensateur ajustable permettant de caler l’oscillateur dans la bande désirée.
La tension de balayage est générée à partir de la charge d’un condensateur à diélectrique plastique de 3,3µF à travers un circuit à courant constant (BC557).
Dès que la tension aux bornes du condensateur atteint une valeur de seuil, le condensateur est rapidement déchargé par le 555, et les cycles de charge et de décharge se reproduisent à l’identique. La dent de scie ainsi obtenue attaque l’un des deux amplificateurs opérationnels du TL072 monté en gain unité et le potentiomètre de 10 kohms assure le réglage de l’excursion. Le deuxième amplificateur agit en détecteur de niveau de ladite dent de scie et permet de bloquer l’oscillateur durant le retour à zéro de cette dernière, en déclenchant une impulsion sur le monostable 74121 qui est envoyée sur l’entrée « enable » du 74S1214 (un niveau 1 sur cette entrée bloque l’oscillateur).
L’oscillation en sortie du 74S124 est un signal carré (niveaux logiques TTL).
Après le potentiomètre de niveau de 10 kohms, le transistor à effet de champ BF245 délivre pour l’utilisation ce signal sous une faible impédance de sortie à travers les condensateurs d’isolation.
L’alimentation classique ne nécessite pas de commentaire particulier, si ce n’est que le transformateur doit comporter un point milieu.
Une sonde, avec deux entrées, l’une pour le signal de sortie vobulé émanant du circuit en réglage et l’autre pour le générateur marqueur, contient une diode de détection au germanium accompagnée des résistances de charge et des condensateurs d’isolement et d’intégration.
Cette diode remplit également la fonction de mélangeur des deux signaux incidents. Ainsi, lorsque la fréquence du signal vobulé est égale à la fréquence du marqueur, un battement se produit et un petit « pip » apparaît sur la trace de l’oscilloscope.
Réalisation :
figure 6
Figure 7
Figure 8
Figure 9
Figure 10
Les composants sont implantés et câblés sur une petite plaquette à trous et pastilles de cuivre avec du petit fil émaillé en provenance d’un bloc de déviation magnétique de tube cathodique d’un ancien téléviseur. La chaleur du fer à souder suffit à éliminer l’émail, ce qui est très pratique, plus besoin de dénuder et le câblage prend peu de place (figure 7). L’alimentation +12V/-12V se trouve sur une petite carte indépendante. Veiller à monter les circuits intégrés sur des supports (figure 8). La sonde est montée avec 3 embases type BNC, 2 femelles et 1 mâle (figure 9).
Vue de la face avant en figure 10.
Vue de la face avant en figure 10.
Réglages :
Avant de brancher les alimentations sur la carte générateur, contrôler leur bon fonctionnement.
Mettre le potentiomètre de balayage à zéro et celui de centrage à sa valeur médiane. Régler le condensateur ajustable de 80pF pour obtenir approximativement la fréquence centrale désirée (10,7 MHz ou autre). Mesurer l’amplitude de la dent de scie sur la broche 1 du TL072, faire en sorte que le 74121 se déclenche un peu avant que cette valeur soit atteinte. A partir de cette valeur jusqu’au retour à zéro, l’oscillateur sera bloqué et la trace de retour, bien que non effacée sur l’oscilloscope sera moins gênante.
Utilisation :
Ne pas perdre de vue que nous avons un détecteur en sortie, certes avec une diode au germanium, mais un niveau HF relativement important de plusieurs centaines de millivolts efficaces est tout de même nécessaire à la sortie de la chaîne pour pouvoir visualiser un signal. Mettre le niveau du signal d’entrée à la valeur minimum qui permet l’observation de la courbe de réponse. Mettre également le niveau du générateur marqueur à un niveau suffisant pour visualiser le petit « pip » sur la courbe. Le balayage horizontal de l’oscilloscope qui est mis sur externe, est délivré dans ces conditions par la dent de scie générée dans l’appareil, ou bien en déclenchement externe. Pour tourner les noyaux des transformateurs FI, utiliser les outils prévus à cet effet et dont la figure 11 montre quelques modèles.
En présence de cire de blocage, la chauffer au fer à souder avant de tourner les noyaux.
Figure 11
La pratique, avec quelques exemples :
a) Réglage de la fréquence intermédiaire et du discriminateur de rapport sur un poste Pathé Marconi 662BC de 1959 (FI = 6,75 MHz) :
L’entrée du vobulateur est sur la grille 1 du tube ECH81 à travers un condensateur de 3,3 pF (1kV) et la sonde de mesure est connectée à la broche 1 du tube EABC80 à travers 3,3 pF (1kV), avec mise à la masse de la CAG (figures 12 et 13).
Figure 12
Figure 13
Positionner le marqueur sur 6,75 MHz après avoir calibré l’échelle horizontale à 25 kHz/cm (avec les boutons centrage et largeur).
Pour le détecteur de rapport, la mesure étant issue d’une association de détecteurs, il serait nécessaire pour avoir un marqueur, d’injecter le signal du générateur marqueur dans le poste. La sortie a lieu sur la cellule de filtrage 5µF/1nF/27kohms (broche 2 du tube EABC80).
Les figures 14 et 15 montrent la réponse de l’amplificateur FI et du détecteur de rapport, respectivement.
Pour le détecteur de rapport, la mesure étant issue d’une association de détecteurs, il serait nécessaire pour avoir un marqueur, d’injecter le signal du générateur marqueur dans le poste. La sortie a lieu sur la cellule de filtrage 5µF/1nF/27kohms (broche 2 du tube EABC80).
Les figures 14 et 15 montrent la réponse de l’amplificateur FI et du détecteur de rapport, respectivement.
Figure 14
Figure 15
b) Réglage de la fréquence intermédiaire et du discriminateur de rapport sur un poste à transistors Bajazzo Telefunken.
Le schéma avec les points de mesure est représenté sur la figure 16 et la figure 17 montre ces points sur le circuit imprimé, alors que les figures 18 et 19 montrent le dessus de la carte principale, avec toutes les bobines à éventuellement régler (en rouge).
Figure 16
Figure 17
Figure 18
Figure 19
Figure 20
Figure 21
La bande passante est représentée sur la figure 20 et la réponse du discriminateur sur la figure 21.
c) Visualisation de la fréquence intermédiaire du tuner Sony ST-JX35L.
Le schéma synoptique avec les points de mesure est représenté sur la figure 23, la figure 24 montre le dessus du circuit imprimé et la figure 25 la bande passante mesurée.
Figure 22
Figure 23
Figure 24
Figure 25
Ici se termine cette description. Je souhaite une bonne réalisation et du plaisir dans l'utilisation de cet appareil à tous les amateurs chevronnés qui s'intéressent à la modulation de fréquence.
Daniel Maignan/F6HMT
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Date de dernière mise à jour : 17/06/2023
Commentaires
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- 1. Alain D. Le 19/09/2024
Bonjour Monsieur Maignan , j’ai l’intention après avoir acheté votre livre à sa sortie ,de réaliser très en retard votre wobulateur , pourquoi les deux 1M ohms sur 3 et 5 du 072 ?
Je vais essayer aussi de faire un PCB avec Easyeda à moins que un modèle n’existe déjà de votre côté.
En vous remerciant .
Cordialement.-
- maignan-danielLe 19/09/2024
Bonjour, Merci pour votre intérêt. La valeur de ces résistances n'est pas critique, mais c'est mieux que de les laisser en l'air pour des raisons de stabilité et de bruit éventuel. Non il n'y a pas de CI, EASYeda est une bonne solution et d'un bon rapport qualité-prix. Très cordialement DM
-
- 2. babouchkine Le 15/07/2024
bonjour
je suis totallement neophyte en alignement...
ou trouver un site de prise en main permettant la prise de conaissances permettant le realignement de la partie
tuner d un saba konstanz stereo h ?
je dispose dun oscillo, d un gene voltcraft qui fait vobulateur et frequencemetre mais est il adapté a ces travaux ?
(voltcraft 8202)
d avance merci-
- maignan-danielLe 18/07/2024
Bonjour, Merci pour votre question. Premièrement si vous désirez vous informer sur la modulation de fréquence en général, je vous conseille d'examiner sur ce site l'ouvrage sur le lien suivant: https://maignan-daniel.e-monsite.com/pages/librairie/la-modulation-de-frequence.html Vous pouvez également consulter mon article sur le générateur vobulé qui donne plusieurs exemples d'alignement de FI et discriminateur FM sur le lien suivant: https://maignan-daniel.e-monsite.com/pages/realisations-radio-tsf/un-vobulateur-pour-la-fm.html Enfin, vous trouverez la doc complète de votre tuner incluant l'alignement sur le site docTSF.com. Bon dépannage. Daniel Maignan
-
- 3. Bernard F5NZE Le 14/07/2023
Bonjour Daniel.
J’ai lu votre article à propos du wobulateur pour le réglage des circuits FI 10,7 MHz avec intérêt.
Dans les exemples pratiques, à la suite, il y a un truc qui m'étonne (peut-être à tort), ou peut-être est-ce une erreur. D'après le synoptique, vous injectez le signal wobulé, donc autour de 10MHz, avant la partie HF, directement sur l’antenne.
Merci par avance de m'éclaircir les idées sur ce point.
Autre question, j'envisage d’utiliser le deuxième VCO disponible, pour faire un oscillateur fixe à 10.7 MHz, pour le marqueur. Y voyez vous un problème (interactions eventuelles, instabilité) ?
Merci encore pour cet article.
73 QRO de Bernard, près de Strasbourg. F5NZE (Plus actif) -
- 4. Bourgeois jean-luc Le 20/09/2020
Bonjour
Oui la partie du 74124 qui n'est pas utilisée !
Salutations amicales Jean-Luc-
- maignan-danielLe 20/09/2020
Bonjour, A priori vous pouvez laisser tout en l'air. bonne réalisation Daniel Maignan
-
- 5. Bourgeois jean-luc Le 17/09/2020
Bonjour
Je me suis procuré les circuits intégrés, je suis en train de dessiner le circuit imprimé à la main bien sur ,j'ai encore une question au sujet du 74124 faut-il mettre les entrées non utilisées à la masse ?
Je vous remercie
Salutations amicales Jean-Luc-
- maignan-danielLe 17/09/2020
Bonjour Jean-Luc, Le mieux est d'appliquer le schéma tel quel, vous évoquez le deuxième circuit non utilisé? cordialement Daniel Maignan
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