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News Radio

Prendre les récepteurs à cristaux au sérieux

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F4HTQ

Bonsoir,

Petite question pour réfléchir, on parle de démodulation AM.

Si on considére qu'un détecteur à diode est en fait un mélangeur à diode suivi d'un filtre passe bas pour la BF. Et que les entrées du mélange sont la porteuse et la modulation de cette même porteuse.
On a alors la porteuse qui remplie le rôle de l'oscillateur local, et la détection à diode se comporte alors comme un démodulateur synchrone.

On comprend aussi que la BLU ne puisse pas être démodulée par une simple diode, car non dotée de porteuse ce qui prive notre mélangeur de l'oscillateur local embarqué dans le signal.

Dans ce cas la, pourquoi la détection à diode laisse passer bien plus de parasites, et est bien moins sélective, qu'une démodulation à conversion directe avec un véritable oscillateur local ?

Pour certains la réponse est évidente, d'autres ne se sont jamais posé la questions, pour pas mal la détection à diode est envisagée comme un redressement filtré et non comme un mélange, et pour ma part ... j'ai réalisé ( ou je pense avoir réalisé) ce qu'il se passait vraiment que très récemment.

A vous !
David.

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F4HTQ

Bonjour,

Je me rend compte que je n'ai pas utilisé les bons mots.

donc voila la question reformulée:

Si on considére qu'un détecteur à diode est en fait un mélangeur à diode suivi d'un filtre passe bas pour la BF. Et que les entrées du mélange sont la porteuse et les deux bandes latérales additionnées.
On a alors la porteuse qui remplie le rôle de l'oscillateur local, et le mélange des deux bandes latérales avec cette même porteuse permet de faire apparaître la BF, que le filtrage va ensuite isoler. La détection à diode se comporte alors comme un démodulateur synchrone.

On comprend aussi que la BLU ne puisse pas être démodulée par une simple diode, car non dotée de porteuse ce qui prive notre mélangeur de l'oscillateur local embarqué dans le signal ( d'ailleurs si on considère la détection a diode comme un simple redressement, on a un peu plus de mal a comprendre que la BLU ne puisse pas être décodée).


La question est alors de savoir , pourquoi la détection à diode laisse passer bien plus de parasites, et est bien moins sélective, qu'une démodulation à conversion directe avec un véritable oscillateur local ( synchronisé avec la porteuse), vu que l'opération "mathématique" effectuée est la même ?

Edited by ALLOZA David

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F4EPZ

Bonjour David,

Le sujet de cette News radio était plutôt orienté sur l'historique des récepteurs à diode, et les anecdotes parfois étonnantes de fabrication, comme en témoignent les nombreux posts qui suivent l'article de Hackaday.

Cependant, il semble que vous ayez plutôt envie de traiter de questions que vous vous posez, dans une finalité qui, il,faut bien en convenir, laisse perplexe.

Nul doute qu'á travers une habituelle abondante logorrhée, et à grand coup de beaux dessins et d'impressionnantes simulations,vous parviendrez à vous rassurer sur vos interrogations, mais Pourquoi ? Pour qui ? :

[ "Pour certains la réponse est évidente, d'autres ne se sont jamais posé la questions, pour pas mal la détection à diode est envisagée comme un redressement filtré et non comme un mélange, et pour ma part ... j'ai réalisé ( ou je pense avoir réalisé) ce qu'il se passait vraiment que très récemment."] :

Nombreux ne se reconnaissent dans aucune des catégories de gens que vous évoquez arbitrairement ! La "détection d'enveloppe " est quelque chose qui fait sens pour beaucoup d'amateurs qui savent encore manier les produits de cosinus, et les questions qu'ils se posent ne sont peut être pas les même que les vôtres !

["On comprend aussi que la BLU ne puisse pas être démodulée par une simple diode, car non dotée de porteuse ce qui prive notre mélangeur de l'oscillateur local embarqué dans le signal ( d'ailleurs si on considère la détection a diode comme un simple redressement, on a un peu plus de mal a comprendre que la BLU ne puisse pas être décodée)."] :

Qui est ce "on" dont vous parlez si souvent ? Pourquoi nous servir cette Lapalissade ?

Je regrette que vous ne mettiez pas humblement vos compétences au service des débutants, ceux qui ont besoin d'un complément pour bien maîtriser ce qui se passe apres avoir soudé une Self, une capa, une diode et un écouteur. Je pense ici aux jeunes qui nous rejoignent, qui , même s'il sont insuffisamment nombreux, pourraient être vite découragés s'ils tombaient sur un de vos posts.

Peut être serait-il bon que vous relisiez plusieurs fois vos posts avant de les publier, évitant ainsi de vous corriger vous-même, de vous répondre à vous même, voire de vous contredire vous-même en redondante diatribe, dans un contenu extrêmement pointu qui sort totalement du cadre du loisir que nous pratiquons et se cantonne à l'épaisseur du trait ; Se poser des questions pour toujours mieux comprendre comment ça marche : OUI; Développer de la théorie masturbatoire pour en arriver à des conclusions scientifico-professionnelles : NON. (Ou pas ici)

Vous semblez sauter sur cette News pour infléchir le sujet vers celui sur lequel vous vous êtes époumoné dans un autre sujet de ce forum... Frustration ? Besoin intense de reconnaissance ? Suractivité ?

Peut être un peu usés par ce semblant de schizophrènie, certain vous ont même gentiment conseillé de faire fonde un peu plus de soudure pour mieux appréhender la réalité; c'est dire.....

Ne vous méprenez pas, David, comme j'ai déjà eu l'occasion de vous le confirmer, je suis le premier à vous accorder de réelles compétences et trouver parfois un grand intérêt à vos écrits, mais , de grâce, restez sur terre, à la rigueur dans l'air, mais pas trop loin de nous.

Je sais que vous m'aurez lu avec une vraie dose (pas une simulation) d'humour...

Bien cordialement,

Jean Michel

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F4HTQ

Bonjour Jean Michel,

La réalité c'est que je me suis trompé très longtemps sur ce sujet ( jusqu’à ces derniers jours) , celui de la détection a diode, alors que cela à été pendant très longtemps une de mes seules réalisations radio.

j'y voyais quelque chose de totalement différent d'un mélange, il y avais dans ma tête un monde de mélangeurs et un monde de détecteurs à diode, certainement trompé par les analogies en "redresseur" que l'on trouve un peu partout.

j'aurais aimé que quelqu'un mette le doigt sur cette erreur et la publie, et me permette d'avoir une vue plus cohérente que j'ai fini par avoir.

Alors que me suis rappelé de cette news, elle n'avait pas déclenché de discussion et elle semblait se prêter bien à ces considérations.

C'est réellement le but de ce post, de partager cette compréhension, tout en en déclenchant un échange qui pourrais m'aider à définitivement valider ce que je j'espère avoir compris.

Je suis parti de l'idée que ne n'étais surement pas le seul à avoir eu du mal a bien comprendre ce qu'il se passait, et c'est peut être la une erreur.

David.

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F6AWN

Bonjour David,

Vous ne pensez pas qu'il y a une petite différence de comportement de la diode lorsqu'on la soumet à un signal de très faible niveau et lorsqu'on la soumet à un signal de niveau bien supérieur et suffisant pour qu'elle se transforme en commutateur, donc en "mixer" ?

Par ailleurs, afin de créer la multiplication de deux signaux (le mélange), il faut... deux signaux. Alors comment pensez-vous pouvoir les récupérer dans le signal AM reçu pour qu'ils alimentent ensuite la diode "mélangeuse", qui plus est avec les niveaux qui conviennent pour l'un et l'autre ?

http://tinyurl.com/hpmulgq

:rolleyes:

Cordialement,

Francis, F6AWN

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F4HTQ

Bonjour David,

Vous ne pensez pas qu'il y a une petite différence de comportement de la diode lorsqu'on la soumet à un signal de très faible niveau et lorsqu'on la soumet à un signal de niveau bien supérieur et suffisant pour qu'elle se transforme en commutateur, donc en "mixer" ?

Par ailleurs, afin de créer la multiplication de deux signaux (le mélange), il faut... deux signaux. Alors comment pensez-vous pouvoir les récupérer dans le signal AM reçu pour qu'ils alimentent ensuite la diode "mélangeuse", qui plus est avec les niveaux qui conviennent pour l'un et l'autre ?

http://tinyurl.com/hpmulgq

:rolleyes:

Cordialement,

Francis, F6AWN

Bonjour Francis,

Merci d'intervenir.

Alors voila comment je vois les choses.

si je prend ce cours de physique appliquée : http://www.ta-formation.com/cours/l-melange.pdf

au niveau du slide 27, le produit de mélange dans une jonction est développé. Une diode respecte ces propriétés ( forme exponentielle) à tous les potentiels, y compris à quelques millivolts.

il suffirais alors, pour extraire la BF du mélange d'additionner à la fois le LO et les bandes latérales et d'envoyer ça sur une jonction PN. c'est ce qu'on fais sur les mélangeurs à un seul transistor qu'on trouve dans les vieux récepteurs radio de poche . Or dans un signal AM cette addition est déjà faite ( les deux bandes latérale + la porteuse ), d'ou ma déduction que ce qui se passe dans la détection à diode est similaire à un mélange.

Vous parlez de niveau, c'est clair qu'ils ne sont pas folichons avec ce qui arrive par l'antenne, mais vu qu'il n'y a pas de condition de potentiel minimal pour mélanger, ça devrait quand même mélanger.

Il faudra être convaincant pour me faire admettre que ce mélange n'existe pas, par contre... est il la seule chose à prendre en compte ?

Je pense que la faille peut être la, c'est à dire qu'il y a un autre phénomène, prépondérant, qui se superpose et qui nous procure la BF.

David.

EDITION: Dans le cours que j'ai mis, il est expliqué que si le signal est trop faible ( mais faible a quel point ? ) la diode fonctionne en linéaire et ne mélange pas.

Je sent qu'il va falloir que je branche l'analyseur de spectre pour mesurer le produit de mélange d'une véritable détection à diode ( sur une véritable radio et sans le condensateur de filtrage), et que je compare ça au niveau de la BF filtrée qu'on récupère ( donc avec le condensateur), pour voir si les ordres de grandeur sont compatibles.

Edited by ALLOZA David

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F6AWN

Bonjour David,

Vous ne pensez pas qu'il y a une petite différence de comportement de la diode lorsqu'on la soumet à un signal de très faible niveau et lorsqu'on la soumet à un signal de niveau bien supérieur et suffisant pour qu'elle se transforme en commutateur, donc en "mixer" ?

Par ailleurs, afin de créer la multiplication de deux signaux (le mélange), il faut... deux signaux. Alors comment pensez-vous pouvoir les récupérer dans le signal AM reçu pour qu'ils alimentent ensuite la diode "mélangeuse", qui plus est avec les niveaux qui conviennent pour l'un et l'autre ?

http://tinyurl.com/hpmulgq

:rolleyes:

Cordialement,

Francis, F6AWN

Bonjour Francis,

Merci d'intervenir.

Alors voila comment je vois les choses.

si je prend ce cours de physique appliquée : http://www.ta-formation.com/cours/l-melange.pdf

au niveau du slide 27, le produit de mélange dans une jonction est développé. Une diode respecte ces propriétés ( forme exponentielle) à tous les potentiels, y compris à quelques millivolts.

il suffirais alors, pour extraire la BF du mélange d'additionner à la fois le LO et les bandes latérales et d'envoyer ça sur une jonction PN. c'est ce qu'on fais sur les mélangeurs à un seul transistor qu'on trouve dans les vieux récepteurs radio de poche . Or dans un signal AM cette addition est déjà faite ( les deux bandes latérale + la porteuse ), d'ou ma déduction que ce qui se passe dans la détection à diode est similaire à un mélange.

Vous parlez de niveau, c'est clair qu'ils ne sont pas folichons avec ce qui arrive par l'antenne, mais vu qu'il n'y a pas de condition de potentiel minimal pour mélanger, ça devrait quand même mélanger.

Il faudra être convaincant pour me faire admettre que ce mélange n'existe pas, par contre... est il la seule chose à prendre en compte ?

Je pense que la faille peut être la, c'est à dire qu'il y a un autre phénomène, prépondérant, qui se superpose et qui nous procure la BF.

David.

EDITION: Dans le cours que j'ai mis, il est expliqué que si le signal est trop faible ( mais faible a quel point ? ) la diode fonctionne en linéaire et ne mélange pas.

Je sent qu'il va falloir que je branche l'analyseur de spectre pour mesurer le produit de mélange d'une véritable détection à diode ( sur une véritable radio et sans le condensateur de filtrage), et que je compare ça au niveau de la BF filtrée qu'on récupère ( donc avec le condensateur), pour voir si les ordres de grandeur sont compatibles.

Vous me simplifiez la vie ! :D

Francis, F6AWN

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F4HTQ

Bon...

j'ai rapidement testé sur une simulation, et vous allez être content Francis, elle vous donne raison ( sans toutefois me donner totalement tors, enfin... pas totalement).

j'ai pris des éléments "fiables", c'est à dire un modèle de diode au germanium ( OA91 ) que j'avais déjà vérifiée sur LTSpice ( testée en simulation et comparée a des diodes au germanium que j'avais sous la main).

j'ai simulé un récepteur crystal avec un modèle de bobine que j'avais utilisé dans la vraie vie ( 100µH sur un barreau de ferrite, qui présente un Q à vide de l'ordre de 120) , et j'ai configuré les niveaux reçus fidèlement à ce que j'avais pu mesurer sur mon émetteur de France Info "local" en petites ondes ( avant qu'ils le coupent), c'est a dire environ 400mV VPP sur mon circuit accordé "dans le vide".

Les mesures m'indiquent que la quasie-totalité de la BF récupérée ne vient pas d'un mélange, mais d'autre chose. certainement le fameux redressement qui est expliqué a peu prés partout.

La ou je n'ai pas totalement tors, c'est qu'il y a aussi un produit de mélange qui donne cette BF... mais alors que la BF récoltée est a -68db sur ma simulation, ce produit de mélange est bien plus bas, a -115dB.

Donc le "phénomène" que j'avais imaginé ( celui du mélange entre les bandes latérales et la porteuse) existe bien, mais il est bien trop faible pour fabriquer la BF que l'on entend.

Francis 1 David 0.

j'ai assez confiance en cette simulation pour ne pas tenter la mesure en vrai.

Bonne soirée.

Edited by ALLOZA David

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F6FER

Bonsoir David et les autres

Detection d'enveloppe et detection synchrone ça n'est pas la même chose.

La detection d'enveloppe c'est faire passer le signal AM dans un dispositif non linéaire. C'est à dire que la sortie Vs n'est pas une fonction de l'entrée du type Vs=a+b Vi. Usuellement on utilise une diode.

La diode peut fonctionner soit comme un dispositif quadratique (Vs proportionnel à Vi² ), soit comme une diode "parfaite ( soit Vs =0 si Vseuil<0 et Vs=k(Vi-Vseuil) si Vi>Vseuil )" soit entre les deux. Quel que soit le cas le raisonnement qui va suivre ne change pas..

On démontre dans tous les cas que si Vs posséde la forme classique d'un signal AM on récupère en sortie un terme continu, une composante à la fréquence du signal de modulation + une kyrielle de terme d'ordre supérieur qu'il faut eliminer ainsi que le terme continu pour obtenir la modulation en bande de base.

Dans le cas de la DSB ou de la SSB, la detection d'enveloppe quelle qu'elle soit ne fournit pas la composante à la fréquence de modulation.

La detection synchrone c'est faire battre le signal avec une oscillation stable à la fréquence de la porteuse.

C'est plus compliqué puisqu'il faut au moins un étage de plus, l'oscillateur de reference et puisqu' il faut soigner le mélangeur pour optimiser les performances.

C'est indispensable en DSB et SSB. C'est un luxe en AM.

ça n'est pas parce qu'une detection d'enveloppe peut fonctionner dans la partie quadratique d'une diode qu'elle est à rapprocher d'une detection synchrone; et l'opération "mathématique" effectuée n'est pas vraiment la même.

La porteuse du signal qui se melange avec les bandes latérales ça parait douteux, puisque les 3 voyagent ensemble de façon intime depuis l'emetteur jusqu'au recepteur !

73

Edited by F6FER

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F4HTQ

Bonjour Roger,

Merci pour votre réponse.

"ça n'est pas parce qu'une detection d'enveloppe peut fonctionner dans la partie quadratique d'une diode qu'elle est à rapprocher d'une detection synchrone; et l'opération "mathématique" effectuée n'est pas vraiment la même."

Vu les niveaux que l'on arrive a atteindre ( plusieurs dizaines de mv) , je pense qu'on dépasse la simple zone de détection quadratique sur une diode au germanium.

aprés, parler de détection synchrone est abusif de ma part , car c'est une technologie à part entière et pas simplement une opération sur le signal.

La porteuse du signal qui se melange avec les bandes latérales ça parait douteux, puisque les 3 voyagent ensemble de façon intime depuis l'emetteur jusqu'au recepteur !

Je ne trouve pas ça douteux car le voyage se fait dans un milieu linéaire qui supporte le principe de superposition, donc ils peuvent cohabiter. Ils n'interagissent que quand ils doivent forcement passer par un opérateur non linéaire.

Si vous additionnez un LO et un signal et que vous faites passer ça dans une jonction PN polarisée , tout le monde sera d'accord pour dire que ça va mélanger (enfin je suppose) et qu'on va retrouver des produits de mélange en sortie. Or, quelle différence y a t'il entre quelque chose que l'on vient d'additionner et quelque chose qui a été additionné et qui a voyagé ensuite sans que le résultat de cette addition ne soit altéré ? Je n'en voie aucune.

La detection synchrone c'est faire battre le signal avec une oscillation stable à la fréquence de la porteuse.

J'ai conçu et monté un recepter AM synchrone ( grandes ondes) en fin de semaine dernière, avec 1 bipolaire + 2 jfet + amplification BF. je vais essayer de trouver le temps ce week end de vous mettre en ligne le shéma + une vidéo du fonctionnement. Il est basé non pas sur l'extraction de la porteuse que l'on amplifie pour servir de LO, mais sur le couplage entre l'oscillateur local et la porteuse quand ceux ci se rapprochent suffisamment.

Et pour terminer, j'ai retrouvé sur un forum une réflexion comparable à celle qui est menée ici : http://www.edaboard.com/thread271604.html

c'est à dire de savoir si un détecteur d'enveloppe est un mélangeur qui mélange la porteuse et les bandes latérales, ou un redresseur.

c'est parti de ça " .... reproduce the modulating (audio) signal by mixing the AM sidebands with the AM carrier....", ici : http://michaelgellis.tripod.com/mixerscom.html

Sur la discussion du forum, un contributeur explique que ce ne sont que deux façons d'expliquer un même phénomène et que les deux sont valables.

encore une chose.. hier soir j'ai écrit:

La ou je n'ai pas totalement tors, c'est qu'il y a aussi un produit de mélange qui donne cette BF... mais alors que la BF récoltée est a -68db sur ma simulation, ce produit de mélange est bien plus bas, a -115dB.
Donc le "phénomène" que j'avais imaginé ( celui du mélange entre les bandes latérales et la porteuse) existe bien, mais il est bien trop faible pour fabriquer la BF que l'on entend.

Une fois de plus j'ai conclu trop vite.

dans ma modélisation j'ai juste enlevé le condensateur de filtrage du détecteur d'enveloppe et j'ai mesuré le spectre, pour me retrouver avec des produits de mélanges BF qui avaient presque disparus. C'était une erreur car j'avais conservé la même résistance "de charge" de 100k et la diode voyais une impédance de sortie bien trop élevées par rapport a celle qu'elle avait avec le condensateur de 220pF + résistance de 100k en //
Si je met une résistance de quelques centaines d'ohms en sortie alors je retrouve une BF juste quelques db en dessous de celle que l'on obtient avec un détecteur d'enveloppe. Mais vous me direz que j'ai juste réalisé un redresseur simple alternance, ce qui est exact.
Ce qui nous ramène à l'idée que finalement y voir un mélange + filtrage ou une détection d'enveloppe par redressement, c'est deux vues d'une même chose, et que dans ce cas la autant prendre celle avec laquelle on est le plus à l'aise.

Je vous souhaite une bonne journée.

David.

EDITION: J'ai aussi trouvé ça ( depuis le forum edboard) : http://www.davidbridgen.com/mixers.htm

" ... For a.m., modulation, demodulation (detection) and mixing are exactly the same process. They have historically been given different names presumably because they were perceived to be different. They’re not. ..."

Edited by ALLOZA David

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F4HTQ

Bonsoir,

Je vous met ici une petite "curiosité" que j'ai scanné d'un bouquin de radio (pratique des transistors L.PERICONE)

crysta10.png

Il s'agit d'un récepteur "crytal" dans le sens ou il n'est pas alimenté et s'écoute sur un écouteur crystal, mais avec un transistor ( qui s'alimente grâce au redressement de la porteuse) en plus de la diode.

Je ne l'ai pas testé, même pas en simulation.

Bonne soirée.

David.

Edited by ALLOZA David

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F6CER

Bonjour

Trois remarques anodines d'un néophyte :

-il ne manquerait pas un petit quelque chose sur la diode ?

-il ne manquerait pas un petit quelque chose côté base?

-un écouteur piézoélectrique passe bien entendu le courant continu

Vous devriez simuler ce genre de chose , je suis sûr que ça donnerait des conclusions amusantes !

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F4HTQ

Bonjour Georges,

Je suis aussi assez curieux du fonctionnement réel de ce montage.

j'ai retrouvé mon écouteur crystal, les mesures ( avec un pont RLC Keysight U1733C ) donnent:

A 100Hz

Résistance : 1.5M

Capacité: 365pF

A 1Khz:

Résistance : 170k

Capacité : 257pF

a 10Khz:

Capacité : 156pF

Résistance : 73k

a 100khz:

Capacité : 62pf

Résistance : 5.7k

Et avec mon multimètre, il me trouve une résistance de 34M.
Du coup, je sais pas trop comment modéliser l'écouteur, il me faudrait un schéma équivalent qui marche dans la gamme de fréquence et tension de ce montage.

David.

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F4HTQ

re-bonjour,

Je voulais vous faire part de ce site : http://www.bentongue.com/xtalset/xtalset.html

Il contient pas mal de matière sur la détection a diodes, dont un papier sur une simulation spice sur les petits signaux ( entre les zones linéaires et quadratiques), ici : http://www.bentongue.com/xtalset/15adi_eq/15adi_eq.html

et une simulation de récepteur a crystal ici : http://www.bentongue.com/xtalset/6XlStSPS/6XlStSPS.html

Il a été crée par Ben H. Tongue, ingénieur, inventeur et entrepreneur décédé il y a quelques mois : http://www.blondertongue.com/blonder_tongue_remembers_founder_ben_h._tongue/

Du coup j'ai aspiré le site pour avoir un backup, il n'est pas dit que ça reste indéfiniment en ligne.

David.

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