Les circuits d'accord

(Joseph-Henri Lévy)
 
 

schéma montrant un montage dit R L C
fig.1 - montage R L C
Le circuit d'accord ci-contre constitue le premier maillon d'un récepteur. Il est présent dans les postes à galène, les postes à lampes ( puis à transistor ). Il permet d'effectuer une sélection des stations en ajustant la capacité C. En quelques mots, l'antenne reçoit et injecte dans le circuit gauche du transformateur les signaux issus de « toutes les stations environnantes ». Seuls les signaux dont la fréquence sera proche de f0 seront présent aux bornes de C. En règle générale, L est fixe. L est l'inductance que « voit » le condensateur C. C est variable est permet à l'utilisateur du poste de sélectionner la station de son choix. Cliquer ici

Exemple
Imaginons que la bobine vue par le condensateur C ait pour coefficient de self-inductance une valeur L = 170 µH. On désire capter France Bleue en région parisienne qui émet avec une fréquence centrale de 864 KHz.
Donc C = 1 / [0.00017 x (2 x 3.14 x 864 000 )2] = 200 10-12 F soit 200 pF. Les valeurs de L et C proposées ici ne sont pas choisies au hasard.
En effet, dans beaucoup de postes radio TSF, C est compris entre 30 pF et 500 pF; et L vaut souvent 170 µH pour la gamme des petites ondes ( PO ).
un outil de calcul, bien pratique, vous est proposée ci-contre.
picto à cliquer pour atteindre la calculette RLC (2)
calculette RLC
 
Carnets TSF Carnets TSF Carnets TSF Carnets TSF Carnets TSF
 

Les stations de radios captées par les TSF sont réparties sur dans des espaces de fréquence appelés bandes. La gamme des ondes radio se divisent en bandes et sous bandes. Une liste de celles-ci est donnée fig.2 . La bande dite FM est la plus récente. Elle est réservée aux émissions en modulation de fréquence. C’est le mode qui donne les meilleurs résultats de restitution du son.  Seule cette bande pouvait prétendre, jusqu’à il y a peu de temps, à une écoute en haute-fidélité (HiFi). Le nouveau procédé de codage numérique DRM vient bousculer cette idée.
Les 3 bandes AM sont réservées aux émissions en modulations d’amplitude. Elles sont apparues à l’aube de la TSF. Les stations qui émettent dans les bandes PO et surtout OC bénéficient, à la nuit tombée, d’une portée améliorée.
Les grandes ondes sont inconnues aux USA..

BANDE
S/BANDE
SIGLE
FMin
FMax
AM (*)
Grandes Ondes
GO
150KHz
525KHz
Petites Ondes
PO
525KHz
1620KHz
Ondes Courtes
OC
1620KHz
30MHz
FM
Modulation de fréquences
FM
87,5MHz
108MHz
(*) Modulation d'amplitude

On retrouve les circuits d'accord dans les étages dits de moyennes fréquences (MF) des postes superhétérodynes. En bande FM, il sont accordés sur 10,7 MHz. En bande AM sur 455 KHz pour les postes récents et des fréquences allant de 135 à 455 KHz pour les postes datant d'avant la seconde guerre mondiale. Ces circuits sont à accord fixe ( réglé en usine).. Ce circuit entre en résonance pour une fréquence f0. A cette fréquence, le circuit présente une impédance maximale. On exploite cette propriété pour filtrer les ondes de fréquence f±δf. Cette intervalle Δf = 2 x δf permet de laissé passer un groupe de fréquence audible. En France et dans les gamme GO et PO : 2 x δf = 9KHz. La relation entre f, L et C est donnée par la formule de Thomson

formules de Thoùson 2

En radioélectricité, on préfère résonner en longueur d'onde. Cette longueur λ est la distance parcourue par un onde électromagnétique à la vitesse c pendant une période T = 1/f.
La vitesse c dépend du milieu. Dans le vide c = 3. 108m/s. C'est cette valeur qui sera retenue pour nos calculs. Donc λ = c/f et la formule Thomson devient :

formule de Thoùson 3

exprimée en mètres. En radioélectricité, L est souvent un multiple du µH et C un multiple du pF. Dans ces conditions

formule de Thoùson 4 formule de Thoùson 5
Exemple
Soit une bobine constituée de 100 spires jointives de fil de cuivre émaillé de 0.26 mm de diamètre. Elles sont bobinées sur un mandrin de bakélite circulaire de 26 mm de diamètre. Cette bobine est donnée pour L = 177µH. Un condensateur mica de 250pF est placé en parallèle sur la bobine. La résonance de ce circuit se produira pour f ≈ 159/√(250 x 177) ≈ 0,756MHz soit f ≈  756KHz et λ ≈ 300/0.756=397 m. Il s'agit là d'une fréquence de la gamme des «Petites Ondes» (PO).
Un clic sur cette icône vous donne accès à un calculateur f, L, C
 

graphique montrant la resonnance RLC

fig.4
Le dispositif donné en exemple favorise les signaux proches de f0 ≈ 756KHz et rejette ceux qui en sont «éloignés» de ±4.5KHz. L'usage veut que les signaux appartenant à la bande passante ont une amplitude ≤ 0,707 x VMAX .
La bande passante varie avec le coefficient de qualité de la bobine. Ce coefficient vaut :
expression du coefficient de qualité
où ω vaut 2πf et r est la résistance interne de la bobine.

La bande passante vaut Δf= f0/Q. L'auditeur du poste TSF n'entendra que les signaux situés à droite ( ou à gauche mais pas les deux) de la porteuse f0. La bande audible sera donc δf = 4.5KHz. L'étroitesse de cette bande caractérise la sonorité caractéristique de la gamme AM.
 

Sources et références

[1] Paul BERCHE, "Pratique et théorie de la TSF", Librairie de la Radio, Paris, 1937, revue par Roger RAFFIN, 1958.

[2] Lucien CHRETIEN, "Théorie et Pratique de la Radioélectricité", Editions Chiron, Paris, 1933.

[3] Jean QUINET, "Théorie & pratique des circuits électoniques" T.1, Ed. DUNOD, 1968.

[4] F. E. TERMAN, "Radio Engineer's Handbook", McGraw-Hill, New York, 1943.