Question n° 125
Entendue sur l’air : quel est le principe des synthétiseurs de fréquences qui équipent nos transceivers VHF portables ?
Réponse
Les synthétiseurs de fréquences qui équipent nos transceivers VHF portables sont construits sur le principe de la boucle à verrouillage de phase, en anglais : Phase-Locked Loop (PLL). La fréquence générée dans la bande des 2m qui varie par pas de 5, 12,5 ou 25kHz, est asservie à un quartz dont la fréquence est fixe et stable. Pour la suite des explications on se reportera au schéma simplifié donné ci après (cf : schéma Q125).
La fréquence de sortie du synthétiseur : Fs est directement issue d’un oscillateur variable en tension, en anglais : Voltage -Controlled Oscillator (VCO) construit à partir d’un circuit LC. La fréquence est contrôlée par une diode à capacité variable (diode varicap). Tel quel, cet oscillateur présente une dérive. Pour le rendre stable on va l’insérer dans une boucle à verrouillage de phase, constituée par ce qui suit.
La fréquence de sortie Fs du VCO est appliquée à un diviseur programmable : Dp. A la sortie de ce diviseur on obtient une fréquence Fp avec Fp = Fs / n, où n est le facteur de division de Dp et peut varier unité par unité par les bits de programmation du diviseur. D’autre part un oscillateur à quartz fournit une fréquence de référence Fqz très stable appliquée à un diviseur de fréquence : Df  dont le rapport de division : N est fixe. La fréquence en sortie de ce diviseur est donc : Fr = Fqz / N. Ces deux fréquences sont appliquées aux entrées d’un comparateur de phase qui met en évidence toute différence entre Fp et Fr. Le signal d’erreur qui en résulte, Se, est appliqué à un intégrateur formé par un filtre passe bas qui délivre la tension continue de contrôle, Vc, à la diode varicap. Cette tension de contrôle qui ferme la boucle d’asservissement du PLL, a pour but de corriger l’erreur.
Comme l’erreur est corrigée, le principe du système repose donc sur l’égalité : Fp = Fr. On  a vu précédemment que Fp = Fs / n et Fr = Fqz / N. De ce fait on peut écrire Fs / n = Fqz / N. Il vient naturellement l’équation qui régit le système : Fs = n* Fqz / N. On constate que la fréquence de sortie Fs du VCO et sa stabilité sont intimement liées à  Fqz par la relation n / N qui est un rapport de nombres entiers. Cette fréquence peut varier en changeant la valeur n programmée. Ainsi à chaque fois que l’on incrémentera n d’une unité, la fréquence Fs du VCO s’incrémentera du pas du synthétiseur déterminé par le rapport :  Fqz  / N.

Question n° 126
Ramon, EA3PK, des environs de  Barcelone, par messagerie : « je veux construire un ampli linéaire équipé de deux 813 avec cathode à la masse, excitation par la grille G1 et balun apériodique. Où puis-je trouver de la documentation ? »
Réponse
Nous n’avons pas trouvé exactement ce que vous cherchez mais pouvons néanmoins vous donner deux références susceptibles de vous aider : (1) un schéma d’ampli linéaire équipé de 2 tubes 813, mais avec grille à la masse (radiocommunications, RSBG, 5ème édition, page 6-122 ; au passage notez que cette édition est un des meilleurs fonds documentaires sur les montages à tubes) ; (2) un article et son rectificatif expliquant bien les méthodes relatives aux tranfos large bande des amplis linéaires avec cathode à la masse (Radiocom, June 1989, technical topics ; Radiocom, September 1989, feedback and comments). Bonne chance Ramon, votre expérience nous intéresse !

Question n° 127
J’ai un problème avec un voisin car il est convaincu que les champs électromagnétiques que rayonne mon antenne donnent de graves maladies. Il m’a expliqué que la circulation du courant dans des fils provoquait des ondes maléfiques et a d’ailleurs blindé toute son installation électrique (en enroulant les fils électriques intérieurs de sa maison dans du papier d’aluminium pour éviter que le champ électromagnétique ne soit rayonné). Il appuie sa position sur certains écrits qui sont en faveur de cette thèse et veut, bien sûr, que j’enlève mon antenne et que je cesse d’émettre. Mon médecin m’a dit que je n’avais rien à craindre, mais qu’aujourd’hui beaucoup de gens développaient de véritables phobies dès qu’il était question de santé. Bien que j’aie toute confiance dans mon médecin, j’aimerais que vous m’indiquiez un ouvrage écrit par des spécialistes, si possible dans un langage compréhensible par un non spécialiste comme moi.
Réponse
Votre démarche est la bonne : s’agissant de questions de santé, il faut s’adresser aux médecins et aux scientifiques reconnus par la communauté scientifique. Nous vous recommandons la lecture d’un petit ouvrage de quelques dizaines de pages publié début 2001 chez Flammarion (collection Médecine-Sciences) intitulé « les effets biologiques des rayonnements non ionisants ». Ses auteurs sont deux médecins spécialistes internationaux de la question, les docteurs Annette Duchêne et Jacques Joussot-Dubien. Vous disposerez ainsi du point de la question et y trouverez une abondante bibliographie si vous souhaitez aller plus loin (vous pouvez aussi lire l’article « Effets des champs électromagnétiques sur la santé » publié dans Radio-REF de juillet 1993 qui, sans prétention scientifique, évoque cette problématique).
Ce livre a le mérite de ramener le problème à ses justes proportions et est rassurant à bien des égards. Il n’en reste pas moins que dans certains pays comme l’Allemagne nos collègues OMs se voient maintenant souvent opposer des contraintes de voisinage très exigeantes au nom de risques sanitaires hypothétiques qu’aucune approche scientifique ou médicale ne justifie.
En ce qui concerne le « blindage » des fils électriques d’une maison par du papier d’aluminium, c’est bien sûr sans aucun effet car la fréquence est tellement basse (50 Hz) que l’effet de peau bien connu en HF n’existe pas à proprement parler et que le champ passe à travers cette mince pellicule métallique.
Nous vous conseillons d’essayer, dans toute la mesure du possible, de ne pas vous fâcher avec votre voisin. Les méthodes d’approche de ce type de situation ont été décrites dans l’article « Hannah aimait la télévision, mais elle avait un voisin radio-amateur … » publié dans Radio-REF de mars 1999. L’intervention d’un tiers est souvent de nature à ramener la sérénité sinon la concorde.
En dernier recours, rappelez vous qu’il existe quantité d’antennes « invisibles », qui ont le mérite de ne pas incommoder les voisins…

Question n° 128
Lucien, SWL, nous pose cette question lors d’une séance de formation du club : « Je construis une beam 3 éléments Yagi pour le 27 MHz avec un accord par gamma-match (cf. schéma Q128) ; j’ai beaucoup de difficulté à trouver l’accord et toutes les dimensions du dispositif (longueur de la branche du gamma = A, écartement du radiateur = B, longueur totale = L, etc.) sont critiques. En outre la bande à ROS inférieur ou égal à 2 me paraît très étroite. Est-ce normal et, si ça l’est, pourquoi ? »
Réponse
C’est tout à fait normal. Le gamma-match est un transformateur d’impédance, adaptant les 50 Ohms de votre coaxial à l’impédance de quelques Ohms du radiateur d’une Yagi (quand on l’attaque comme un dipôle). Le fonctionnement d’un tel dispositif est complexe car il se situe dans la partie où le champ rayonné est le plus intense et son couplage avec l’élément rayonnant est très fort. Le tout est critique avec la fréquence, ce qui explique l’étroitesse de la bande passante.
Nous vous conseillons de respecter scrupuleusement les dimensions que vous trouverez dans la littérature à propos de la construction de telles antennes (cf. question allô docteur n° 119 publiée en mai 2001), en particulier en utilisant des tubes de diamètre assez grand pour éviter une résonance trop pointue. Introduisez des possibilités simples de réglage (par exemple en permettant un ajustement de la longueur du gamma et en introduisant un condensateur ajustable en série), faites un reporting précis de toutes vos mesures (si possible à l’impédance-mètre) et tracez les réseaux de courbes correspondants. Vous en déduirez ensuite assez facilement le meilleur compromis.

Question n° 129
Comment explique-t-on l’effet de peau qui fait qu’un courant haute fréquence ne circule qu’en surface d’un conducteur et non dans toute sa section ?
Réponse
La seule explication vraiment scientifique de ce phénomène fait appel aux équations de Maxwell, qui sont des outils puissants mais se référant à des mathématiques poussées. Vous en trouverez une approche vulgarisatrice dans l’article « les 4 formules magiques du professeur Maxwell » publié dans Radio-REF de mars 1991.
Plus simplement, on peut dire que la vision du « courant électrique » sous forme d’un flux d’électrons circulant dans un conducteur, comme un liquide coulant dans un tuyau, est appropriée au cas du courant continu, mais inappropriée au cas du courant alternatif. Et plus la fréquence est élevée, plus cette vision est inappropriée. Ne serait-ce que parce que les électrons, en alternatif, ne « s’écoulent pas » mais sont animés d’un mouvement de va et vient sur place, et que plus la fréquence est élevée, moins ils se déplacent compte tenu de leur faible vitesse. En outre, en alternatif, le courant circule à travers les matériaux non conducteurs (diélectrique d’un condensateur par exemple) alors que par définition aucun électron n’y circule.
En réalité, le transport d’énergie est assuré non par les électrons mais par une onde électromagnétique, et c’est cette onde, qui associe un champ électrique et un champ magnétique qui provoque le mouvement des électrons dans un conducteur. Or, cette onde (que nous connaissons bien quand elle est en espace libre puisque nous lui devons beaucoup de QSOs) a la propriété de pénétrer d’autant plus mal les matériaux que ces matériaux sont plus conducteurs (un peu comme les rayons X pénètrent différentiellement les matériaux constituant le corps humain et permettent de « voir » le squelette). La même onde pénètrera davantage dans le fer que dans le cuivre. Une onde de 1 GHz pénètrera 30 fois moins qu’une onde de 1 MHz.
Comme l’onde est de plus en plus atténuée au fur et à mesure qu’on s’enfonce dans le matériau, le champ transporté par l’onde sera de plus en plus atténué, et donc les électrons de moins en moins agités, et donc le courant de plus en plus faible. Tout se passe donc comme si le courant ne circulait que dans la partie superficielle du matériau. On appelle profondeur de pénétration l'épaisseur du matériau dans laquelle un courant continu de même intensité que celle du courant HF circulerait avec les mêmes pertes par effet Joule ; cette profondeur est de l’ordre de grandeur du micron pour les métaux usuels aux fréquences décamétriques.
Le même phénomène est à l'origine de l'échauffement de la surface de la peau perçu lorsque l'on touche un point soumis à la HF, baptisé 'point chaud' par les premiers qui ont essayé. Attention : ne faites l'expérience qu'avec de faibles puissances et sur des circuits ne transportant que de la HF, car il y a risque de brûlure, voire d'électrisation.

Question n° 130 : Puis-je trouver sur Internet un site donnant l’heure TU et l’heure légale dans d’autres pays ? Comment pourrais-je synchroniser l’horloge de ma station ou de mon ordinateur avec l’une de ces heures ?
Réponse
 Parmi les nombreux sites qui donnent de telles informations, nous vous conseillons un site français :
http://www.horlogeparlante.com/heure_dans_le_monde.html
et un site américain
http://tycho.usno.navy.mil/what.html

Question n°131
J’ai récupéré un  poste PO-GO des années 30 fabriqué par LMT (TYPE 64). Les tubes (6A7, 6D6, 75, 80, 89) ont disparu. Où pourrais-je retrouver schéma et composants ? »
Réponse
Nous n’avons pas la réponse à votre question mais certains de nos lecteurs l’auront peut-être. Ils peuvent nous contacter et nous vous ferons suivre.