• Le transformateur de modulation cet inconnu

    Cette article est en construction.

     

    Cet article a pour but de vous donner le maximum d'information pour bien caractériser

    le transformateur de modulation pour votre futur émetteur modulé plaque et écran.

    La bande passante de votre transformateur conditionne la méthode pour placer les couches et la longueur de fil de cuivre.

    Pour nous radioamateur, une bande passante de 300 - 3KHz à -3dB suffira.

     

    Rappel :

    Pour un transformateur avec un enroulement primaire et un enroulement secondaire.

    Rapport des impédances :

    N = √(Z1/Z2)

    Rapport des tensions :

    N = V1/V2

    Tension efficace : lue normalement par votre voltmètre numérique (1KHz par exemple)

    Veff = Vcrête X 0.707

    Veff = (Vcc /2) X 0.707

    Puissance efficace : 

    Peff =  Veff 2 / Rload

     


     

    Calcule du rapport des impédances du primaire et du secondaire du transformateur de modulation

    Coté primaire, les constructeurs donnent dans les Datasheet des tubes les caractéristiques pour les différentes utilisations, Dans notre cas Ampli push-pull BF classe Bx et ampli classe C HF.

    Un exemple d'ensemble :

    • la Triode 811 pour l'amplificateur push-pull BF

    Le transformateur de modulation cet inconnu

     

    • La Pentode 813 pour l'amplificatrice HF.

    Le transformateur de modulation cet inconnu

    Le transformateur de modulation cet inconnu

     

    Si l'on utilise la même tension d'alimentation de 1250V pour le modulateur et la partie HF de puissance, d'après les datasheets :

    • Modulateur

    L'impédance Anode - Anode des 811 est de 12500 Ohms (CCS) pour une sortie de près de 235W!

    • Etage final HF

    L'impédance Anodique de la 813 est : 1250V x 150mA = 8334 Ohms pour une puissance HF de 140W

    D'ou le rapport primaire secondaire du transformateur de modulation :

    N = √(8834/12500) = 0,8 ou 1/0,80

     

    Pour l'ART13, sous une tension de 1150V.

    • Z primaire ( Pri ) : 15000 Ohms (la valeur est 20% au dessus de celle donée par RCA)
    • Z secondaire ( Sec 1 ) plaques 813 : 7300 Ohms (160mA)

    Soit un rapport N de 1/0.70

    Nota : L'impédance du primaire  (push pull de 811) est différentes de celle donnée par la Datasheet. Le courant y est moindre car la puissance à fournir pour moduler la 813 est d'un peu plus de 70W BF. 

     

    Comment déterminer le rapport de transformation (N) entre le primaire du transformateur et l'enroulement secondaire pour alimenter la grille G2 du tube à moduler. 

     

    Petite reflexion de notre ami Jean F6BSX (habitué des transformateurs de sortie des amplificateurs guitares)  :

    Salut à tous

     Il semble qu’il y ait des SOS au niveau des ratios des transfos de modulation Plaque écran ?    Je ne me rappelle plus qui mais pour Zg2 , il appliquait V/I  .

    Il s’est rendu compte que ça ne pouvait pas “ coller ” d’où le SOS Hi .

     Pour appuyer ce que j’ai évoqué  en réponse lors d’un des derniers QSO sur 3600 , voila deux  exemples  un transfo d’ART13 et un transfo de G222 TR GELOSO !

     Certains ou la plus part connaissent sans doute cela plus que par coeur mais et qu’il m’en excuse , c’est peut-être mieux de diffuser largement .

    1) ART 13 :  

    • Z primaire ( Pri ) : 15000 Ohms
    • Z secondaire ( Sec 1 ) plaques 813 : 7300 Ohms

    Turn ratio :

    • Pri/Sec1 : 1/0.70
    • Pri/Sec2 ( écran 813 ) 1/0.25 

    Tout ça est écrit sur un  transfo !   Donc , et c’est normal  l’enroulement écran doit être plus “petit ” que l’enroulement plaque . L’écran étant beaucoup plus sensible que la plaque aux variations de tensions donc , enroulement plus “ petit " Déduction de tout cela , impédance enroulement g2 813 = 800 Ohms .

    Donc rapport ZP/Zg2 = 9    J’ai mesuré les tensions , c’est évidemment en accord avec les ratios .

    Manip faite sur trois transfos pour être sûr ! les résultats sont les mêmes sur les trois transfos !   Rassurez vous je n’ai pas démonté mes ART13 Hi !

    Remarque : sur un des  transfos de l’ART13 , il est inscrit 50 Watts et  pas plus  ....!!!!!

    2) GELOSO :  

    Impédance P à P 807 6000 Ohms . Donné par la doc GELOSO

    Les mesures de tensions permettent de trouver

    Z plaque 6146 : 6000 Ohms

    Zg2 6146  400 Ohms à des” pouillémes” prêt  .

    Donc rapport ZP/Zg2 = 15

     

    Donc le  rapport ZP/Zg2 ( ou Np/Ng2)  doit être “ important “ : normal !!

    L’optimisation pour Z g2 se fait en cherchant le rapport permettant d’obtenir la meilleure linéarité de la HF modulée grâce à l’action de la g2 .

    Les fabricants de TX ont certainement regardé cette question en fonction des tubes utilisés mais malheureusement , on trouve rarement les infos sur les rapports Nmod/Ng2 en fonction des tubes et des puissances .

     Pour g2 , on peut dire que l’on ne travaille plus trop en Z mais surtout en rapport Nmod/Ng2 pour avoir sur g2 des tensions BF adéquates ! Mais , tout ça c’est équivalent !

    Une manip simple serait d’alimenter la g2 par une BF variable en phase avec celle de la Plaque Hi ! ( petit ampli dédié ) et de voir la tensions BF optimale qu’il faut ? et en déduire Nmod/Ng2 ! Oui/Non ou je délire ??

     Pour g2 on ne peut appliquer V/I que  lorsque on fait de la modulation Plaque / ” écran” avec une simple self dans g2 non parcourue par la BF du modulateur : il y a une “auto modulation” de g2 par les variations de la plaque (principe Eimac) .

    là il faut de la Z qui est au moins = V/I là oui !!! mais ,  c’est autre chose ....!   Qu’en pensez vous ?     Bonne journée   VY73   Jean/F6BSX

    ---------------------------------

    L’impédance Zp : pas de problème mais , l’impédance Zg2 ( si on peut parler d’impédance ?? ) plus tôt la caractéristique optimale de l’enroulement g2 ( Ng2) pour moduler tel tube par plaque/écran , c’est Rarement donné dans les DataBooks !

    Il faut avoir une grosse doc concernant les fabricants de transfo de modulation ! qui eux , ont fait les études et expérimentations nécessaires .

     A une époque ces doc de transfos étaient sans doute trouvables mais maintenant ?

     Cependant ,  il doit bien y avoir encore des OM qui ont ça dans leur tiroir ? Non ??

    Quand j’aurai le temps ...! , je ferai avec le GELOSO  cette petite manip avec un petit ampli réservé à l’écran de la 6146 pour retrouver les performances d’avec la prise écran du transfo de modulaion.

     Si on arrive à identifier facilement la meilleure tension BF qu’il faut sur la g2 : “ le tour est joué” Ng2 est connu puisque on connait le N Pà P du modulateur et/ou le  N P du PA  .

    Si c’est “ flou” , ce n’aura pas d’importance , je pense qu’une bonne approximation de l’optimal pourrait–être  atteinte et comme dit Jean Paul :” ça parlera bien Français Hi ! AVoir   Les transfos de modulation ne serait plus du tout la bette noire . Si le QSJ ! Hi !

     VY73   Jean/F6BSX

    ----------

    Un article proposé par Georges F6CER

     

    MODULATION PLAQUE OU PLAQUE-ECRAN ?

     

    Il semblerait y avoir un ...... léger problème dans la compréhension de la modulation plaque , je pense qu’il faut revenir sur le sujet!

    • Qu’est ce que la modulation plaque ? Une modulation de rendement : la puissance fournie par le système de modulation s’ajoute à la puissance de l’émetteur 
    • Comment cela est-il possible ? Tout simplement en ajoutant de l’énergie BF à la puissance d’alimentation par l’intermédiaire d’un transformateur, le fameux transfo de modulation. 
    • Comment ça peut marcher ? Si l’on regarde la courbe Vp Ip d’une triode, Fig.1 on voit que pour une tension de polarisation donnée, le courant plaque est fonction de la tension plaque

     

    Le transformateur de modulation cet inconnu

    Fig.1

    Prenons un exemple : Pour EC1= 0 Volts

     

    Vp

    Ip

    Impédance

    30V

    4mA

    7K5

    60V

    11mA

    5K5

    90V

    18 mA

    5K

    120V

    26 mA

    4K6

    Fig.2

     

    On voit que le courant plaque est une fonction pratiquement linéaire de la tension plaque : exactement comme ce qui se passe dans une résistance pure ! Le modulateur va donc “voir” une résistance pure et de valeur presque constante (en vraie classe C, la résistance est constante) , un peu comme un ampli BF qui débite dans un baffle Fig.2

    Dans ces conditions, toute tension BF appliquée à la place de la tension plaque donnera une modulation avec très peu de distorsion.

    Regardons maintenant comment réagit une tétrode, Fig.3 on voit immédiatement la différence avec la triode : le courant plaque est pratiquement indépendant de la tension plaque dans ce cas la lampe se comporte comme une résistance qui varie en permanence et le pauvre modulateur ne sait plus ou il en est !

     

    Le transformateur de modulation cet inconnu

    Fig.3

     

    Dans ces conditions il est très difficile d’obtenir une modulation correcte avec un minimum de distorsion

     

    Vp

    Ip

    Impédance

    100V

    10mA

    8.3K

    200V

    12mA

    16K

    300V

    12mA

    25K

    400V

    20mA

    20K

    Fig.4 (polar= -30V)

     

    Mais alors comment ça peut marcher ?

    La particularité de la tétrode est justement ....... d’avoir une grille écran, et c’est ce qui la sauve.

    Cette grille écran est ..... Une grille : en temps que grille, elle a une influence sur le courant plaque mais en plus comme elle est dans le faisceau d’électrons son potentiel varie naturellement avec la tension plaque ces particularités sont exploitées dans la fameuse modulation Eimac : une simple self d’une dizaine d’Henrys insérée en série dans l’alimentation de l’écran .

    Les variations de tension plaque sous l’influence de la modulation induisent une variation du courant écran . Cette variation crée une différence de potentiel variable aux bornes de la self et donc ..... Une modulation écran qui ajoute son effet à la modulation plaque ..... CQFD

    Le système fonctionne également (mais un peu moins bien) sans la self, à condition que la résistance série d’écran soit de valeur importante.

    Modulation plaque-écran : dans ce cas, on va appliquer la tension de modulation sur la plaque ET sur l’écran.

    La tension de modulation sera fonction de la “sensibilité” et donc du courant qui traverse les électrodes, l’écran est plus facile à secouer que la plaque. Des calculs aussi théoriques qu’obscurs montrent également que le taux de modulation de l’écran ne doit pas dépasser 70% .

    Quoiqu’il en soit on peut opérer de deux manières:

    • Soit on dérive la tension écran de la tension modulée plaque à l’aide d’un pont résistif, en ajoutant éventuellement un condensateur en parallèle sur la résistance chutrice pour compenser le court-circuit BF partiel que constitue le condensateur de découplage écran
    • Soit on opte pour un enroulement dédié spécialement à l’écran sur le transfo de modulation .

    La quantité d’énergie à employer est grosso-modo 70% avec un rapport Ip/Ig2 entre 0.05 et 0.15 en général

    Un exemple concret :

    Soit un tube PA dont l’anode est alimentée par une tension de 500V sous 100mA et l’écran par une tension de 200V sous 10mA

    Pour le moduler correctement on devra superposer :

    • 500V alternatifs à la tension d’anode
    • 140V alternatifs à la tension d’écran

    Impédances

    • l’impédance de l’enroulement plaque sera de 5000 Ohms ; le rapport de transformation pour l’écran étant 3.57
    • l’impédance de l’enroulement écran sera donc de 390 Ohms.

    Il est bien évident que tous ces chiffres ne sont pas absolus et qu’une variation de 20% ne causera aucune dégradation audible au système .