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TÉLÉPHONIE SANS FIL ou RADIOPHONIE

Le problème de la radiophonie, c'est celui de la transmission du son par les ondes électro-magnétiques. Pour radiotéléphoner, il est nécessaire de disposer d'une onde entretenue pure que l'on module à la fréquence de la voix ou de la musique. Pour ce faire, on dispose d'un micro­phone devant lequel on produit les sons à transmettre. Le courant de sortie du microphone est, après amplifi­cation éventuelle, amené à agir sur un certain point du système producteur de l'onde porteuse par l'intermé­diaire de ce qu'on appelle le dispositif de modulation : le courant d'antenne, et par suite l'onde porteuse, sont modulés à la fréquence du son à transmettre. Une étude mathématique de l'onde modulée par le son, indique qu'une émission radiotéléphonique occupe toujours une bande totale de 10.000 périodes par seconde, que l'on appelle bande de modulation. Cet « encombrement » constant en fréquence varie en longueur d'onde suivant celle de l'onde porteuse. Pour une onde porteuse de 20.000 mètres, la bande de longueur d'onde encombrée ira de 15.000 à 30.000 mètres, soit un encombrement très important de 15.000 mètres. Si, au contraire, l'onde por­teuse est de 300 mètres, la région occupée par l'émission radiophonique s'étendra de 298 m. 5 à 301 m. 5, soit un encombrement très réduit de 3 mètres. Il en résulte que, plus on descend en longueur d'onde, plus on pourra augmenter le nombre de stations dans une bande don­née. De 200 à 600 mètres par exemple, on peut faire travailler simultanément, sans gêne réciproque, cent sta­tions radiotéléphoniques. Tandis que de 600 à 1.000 mè­tres, il n'y a plus place que pour vingt stations. Enfin, dernier inconvénient des grandes ondes : pour recevoir une station radiophonique travaillant sur 20.000 mètres, il faudrait se trouver dans les mêmes conditions de sensibilité que pour la bande allant de 15.000 à 30.000 mè­tres ; ce qui correspondrait à un récepteur de sélectivité et, par suite, de sensibilité lamentable. On ne peut donc concevoir dans le spectre des fréquences, I'existence sans brouillage, de stations situées à moins de 10.000 périodes les unes des autres. Outre le chevauchement des bandes de modulation, il importe d'ailleurs d'éviter que les ondes porteuses de deux stations voisines en longueur d'onde ne s'hétérodynent audiblement, c’est-à-dire ne produisent des battements à fréquence acousti­que. Ce phénomène de l'hétérodynage audible des ondes porteuses s'est observé fréquemment au cours de ces dernières années, au fur et à mesure que les stations de radiodiffusion augmentaient, La conférence interna­tionale de Madrid a fait un partage des longueurs d'on­des entre les postes des différents Etats, ce qui a com­mencé à mettre un certain ordre dans l'éther, milieu théorique de propagation des ondes.

Emission. - Avant de songer à moduler une émis­sion, il faut que cette émission corresponde à une onde entretenue rigoureusement pure. Une pareille condition n'est obtenue que si la tension appliquée à la plaque de la lampe oscillante est rigoureusement continue. On obtient ce résultat soit par des batteries d'accumula­teurs, soit par des dynamos entraînées par moteurs élec­triques ou autres, soit enfin par courant alternatif, préalablement redressé et filtré. Il existe trois procédés principaux de modulation.

a) Modulation par absorption. - Autour d'une bobine de l'antenne d'émission, on entoure une ou deux spires de gros fil isolé que l'on ferme sur un microphone du type « solid back ». Le courant d'antenne induit un cou­rant de haute fréquence dans ces spires. Ce courant est modulé par les variations de résistance du microphone. De l'action secondaire des spires sur la bobine résulte la modulation du courant d'antenne.

b) Modulation par grille. - On intercale le secondaire d'un transformateur de modulation de rapport 50, dans le circuit grille de la lampe d'émission. Dans le pri­maire se trouve le microphone et une batterie de 4 à 6 volts. Le primaire est schunté par une capacité de 500 micromicrofarads. Ce transformateur est placé à la partie inférieure du circuit oscillant de grille, afin d'é­viter les pertes qui se produiraient dans ce transformateur s'il était porté à un potentiel de haute fréquence élevé.

c) Modulation par « choc system ». - Une lampe oscillatrice et une modulatrice sont montées en parallèle sur un ensemble haute tension bobine à fer. Cette bobi­ne dite « bobine de modulation» ou « self de parole » est destinée à empêcher les variations d'intensité à bas­se fréquence (courants acoustiques), produite dans le circuit-plaque par le microphone, de se répercuter dans la partie haute tension de l'alimentation commune aux deux lampes. Le courant qui traverse la bobine à fer est constant, d'où le nom donné quelquefois à ce sys­tème. L'espace filament plaque de l'oscillatrice, se trouve en définitive schunté par la résistance espace filament plaque de la modulatrice, dont la valeur varie au rythme de la modulation. Comme le courant débité par la haute tension est constant, lorsque le courant plaque de la modulatrice augmente, celui de l'oscillatrice diminue et vice-versa : le courant plaque de l' oscillatrice suit donc fidèlement la modulation.

Réception. - Le problème de la réception en radio­phonie est le même que celui de la réception en télégra­phie sans fil. Le poste comprend principalement une amplification à haute fréquence, une détection, puis une amplification à basse fréquence. Les différents cir­cuits d'accord de ces étages ne doivent pas être couplés d'une façon très pointue, c'est-à-dire doivent posséder un certain amortissement propre, pour être capable de recevoir, non seulement l'onde émise, mais toute la plage de la modulation qui, nous l'avons vu, occupe une bande de 10.000 périodes entourant la longueur d'onde de l'émission porteuse. Par conséquent, les réceptions de radiophonie sont toujours moins sélectives que celles de télégraphie sans fil, leur portée est aussi en général moins élevée.

Dans les récepteurs modernes, la source d'énergie n'est plus la batterie d’accumulateurs ou les piles. Les postes sont directement branchés sur le secteur qui sert en même temps d'antenne. Le circuit de chauffage du filament est constitué par le secondaire d'un transfor­mateur, qui abaisse la tension du réseau aux environs de quatre volts. Si le filament est chauffé directement par le courant alternatif, on a le chauffage direct.

D'autres lampes possèdent un fil métallique, élément chauffant, qui porté au blanc, communique sa chaleur à un élément voisin dont le seul rôle est d'émettre des élections c'est-à-dire à jouer à proprement parler le rôle de cathode. C'est le chauffage indirect ou par rayonnement. Pour assurer le potentiel positif des pla­ques, le courant alternatif du secteur, après avoir été en général survolté, est redressé et filtré.

Les lampes à écran sont des lampes dans lesquelles la capacité grille plaque est annulée par la présence d'un écran. Ce sont les meilleures lampes amplificatrices ù chauffage indirect.

Les récepteurs modernes de radiophonie sont tous livrés dans une boîte ou « Midget » comprenant un haut-parleur. Ce haut-parleur est un reproducteur de sons puissant, composé d'un dispositif moteur transfor­mant les oscillations électriques en vibrations mécani­ques, et d'un dispositif acoustique renforçateur, destiné à provoquer la vibration de l'air, pavillon, écran, etc... Le haut-parleur permet de faire entendre un concert dans toute une salle, et les spéciaux de plein air, dans un rayon de quelques kilomètres.

Les haut-parleurs doivent être placés à la sortie d'une amplification basse fréquence d'autant plus poussée que le volume du son désiré est plus grand. Pour les auditions de petite intensité, une puissance modulée de 0,5 watt suffit. Pour les auditions plus fortes, il faut 1, 2, 3 voire même 5 watts modulés ou plus. On appelle moteur d'un haut-parleur le dispositif dans lequel les courants téléphoniques se transforment en mouvements mécaniques de même fréquence. Ces moteurs sont actuellement construits suivant deux types principaux : les moteurs électromagnétiques et les moteurs électrodynamiques. Les électromagnétiques conviennent particulièrement aux auditions de moyenne puissance habituellement re­cherchées par les amateurs. Les modèles les plus sim­ples et les plus anciens sont basés sur le dispositif Ader, diaphragme circulaire plat, ou sur le dispositif Brown, à anche. Le diaphragme peut attaquer l'air du pavil­lon soit directement, soit par l'intermédiaire d'un dia­phragme de plus grand diamètre et de forme conique, qui en est solidaire mécaniquement, L'anche n'attaque jamais directement l'air d'un pavillon ; cette attaque se fait par l'intermédiaire d'un cône, en aluminium dans le haut-parleur Brown.

Dans les moteurs dont il vient d'être question, le dia­phragme ou l'anche doit se trouver dans un champ, uni­forme que les oscillations à transformer en sons défor­ment asymétriquement. Faute de cette précaution, il se produirait un effet de doublage de fréquence et le dia­phragme ou l'anche vibrerait à l'octave supérieure de la fréquence d'attaque. Ce champ uniforme est créé par un aimant permanent dont l'intensité d'aimantation varie suivant les modèles.

Un réglage de l'entrefer, c'est-à-dire de la distance entre les pièces polaires et le diaphragme ou l'anche, est très utile dans ces haut-parleurs. Plus cet entrefer est réduit, meilleures sont la sensibilité et la puissance du haut-parleur. Mais, ici comme dans le cas d'un écou­teur ordinaire, il ne faut pas que le diaphragme touche les pièces polaires, il en résulterait une déformation considérable des sons, le fameux bruit de « casserole ». L'entrefer sera donc réglé de telle façon que, pour une intensité donnée de réception, intensité dépendant de la station d'émission et de la puissance de l'amplificateur utilisé, le diaphragme ou ce qui en tient lieu ne vienne jamais en contact avec les pièces polaires des électro­-aimant. Le réglage des entrefers devrait s'effectuer ainsi sur chaque audition.

Un perfectionnement des moteurs simples, mais un peu primitifs, qui précèdent, est constitué par le mo­teur à deux pôles qui est basé sur le principe du relai polarisé. Dans ce moteur, on règle la position d'équi­libre de l'anche de telle manière qu'elle coïncide avec le plan équidistant des pièces polaires.

Un dispositif plus récent encore est celui du moteur à quatre pôles où chaque groupe de deux pôles agit en sens contraire sur l'anche. Le point fixe de l'anche se trouve à son centre de gravité.

Moteurs à deux pôles et moteurs à quatre pôles ne présentent pas en général de réglage de l'entrefer. Cet entrefer est réglé une fois pour toutes par le construc­teur.

En général les dispositifs à moteurs électromagnéti­ques sont de bon rendement. Leur sensibilité est assez poussée pour qu ils puissent être dans certains cas mon­tés immédiatement à la sortie d'une détectrice à réac­tion opérant sur' des potentiels haute fréquence suffi­samment élevés.

Malheureusement le moteur électromagnétique pré­sente, dans son principe, une cause de distorsion et une cause de reproduction médiocre des fréquences acous­tiques basses si nécessaires à la fidélité des auditions.

En effet, au cours de ses vibrations, l'anche se rap­proche et s'éloigne des pièces polaires ; l'action magné­tique de ces pièces n'est donc pas uniforme puisque, comme le montre la loi de Coulomb, cette action est inversement proportionnelle au carré de la distance ; l'action antagoniste de cette action magnétique est pro­duite par un ressort qui crée une « force de rappel » inversement proportionnelle à la distance. De l'inéga­lité algébrique de degré des deux forces en présence, résulte une inégalité entre les vibrations électriques lancées dans les enroulements et les vibrations mécani­ques du diaphragme ou de l'anche, d'où distorsion et introduction d’harmoniques. On peut remédier à ce dé­faut par des artifices de résonance acoustique.

D'autre part, pour que la sensibilité soit bonne, l'es­pace dans lequel se meut l'anche d'un haut parleur électromagnétique, entrefer, est rendu aussi petit que possible ; le ressort de rappel est très tendu, afin que les vibrations de grande amplitude de l'anche n'amè­nent pas cette anche en contact avec les pièces polaires, contact qui produirait des bruits désastreux. Les notes basses, correspondent justement à des vibrations d'am­plitude relativement importante, on s'explique que ces notes soient mal reproduites par les hauts parleurs électromagnétiques.

Le moteur électrodynamique est constitué par une bobine mobile dans un champ permanent de forte intensité, créé par un puissant électro-aimant excité en con­tinu ou en alternatif redressé et filtré. Le courant télé­phonique à transformer en sons est lancé dans une bobine mobile qui est solidaire d'un cône, en carton ou en étoffe bakélisée, à bords guidés, chargé de commu­niquer les vibrations à l'air environnant. Comme la bobine mobile est le plus souvent de faible résistance, il est nécessaire de la coupler au dernier circuit plaque de l'amplificateur par un transformateur abaisseur con­venablement calculé. Ce transformateur est générale­ment compris dans le châssis du haut-parleur.

Ici l'entrefer reste absolument constant, la bobine mo­bile peut effectuer parallèlement à son axe des dépla­cements très importants : les notes basses sont reproduites avec une fidélité absolue. L'équipage étant d'au­tre part très léger, les notes élevées sont également res­pectées. Du fait de la faiblesse des champs produits dans la bobine mobile par les courants de sortie de l'amplificateur dont on dispose, le haut-parleur électro­dynamique n'est pas très sensible. Il exige pour fonctionner normalement des puissances modulées consi­dérables, de l'ordre du watt au moins. Pour loger la bo­bine mobile il faut un entrefer relativement important, comme d'autre part, la faiblesse des champs fournis par la bobine mobile oblige à disposer d'un champ perma­nent considérable, il faut créer ce champ avec un électro-aimant alimenté par une source locale, alternatif redressé et filtré par exemple ; c'est cet électro-aimant que l'on appelle l'excitation du haut-parleur électro­ dynamique. La nécessité de cette excitation en continu, contribue à compliquer l'emploi de ces hauts parleurs, aussi a-t-on proposé des électrodynamiques dans les­quels le champ magnétique est créé par un puissant aimant permanent. Les défauts de ces électrodynami­ques à aimant sont leur poids (pour être puissant l’aimant doit être volumineux) et la tendance à se désaimanter, désaimantation lente, mais néanmoins sensible.

Le haut-parleur électrodynamique est l'appareil fidèle par excellence. Il procure des auditions très puissantes qui donnent l'illusion de la présence réelle des artistes et des orchestres, but recherché de tous les fervents de bonnes reproductions. Son défaut est la complication d'attaque, d'amplifications, et d'emploi, et son excitation spéciale.

La radiophonie, à sa naissance, a été saluée d'enthou­siasme par tous ceux qui ont à cœur la libération des individus, libération de l'ignorance aussi bien scienti­fique que politique. A côté des magnifiques concerts qui tous les jours sont servis à ceux qui veulent bien capter les ondes, on aurait aimé des discussions philosophi­ques ou politiques entre les leaders des différentes opi­nions. Le peuple aurait pu choisir dans ce magnifique exposé public des idées celles qu'il préfère, auxquelles un souffle plus généreux lui fait sentir qu'elles approchent plus que les autres de la vérité. Par la volonté des gouvernants, la censure a été constituée, censure tou­jours dirigée vers les mêmes aspirations. Seules, la mo­rale officielle, la doctrine politique qui encense les maîtres de l’heure ont droit de se faire entendre. La radio se présente actuellement, pour un esprit critique, indé­pendant, comme la plus magnifique entreprise de bour­rage de crâne que peuvent posséder les gens du gouvernement. Comme ils sauraient, en cas de menace de con­flit armé, par des discours enflammés, écoutés de tous les foyers, faire pencher les hésitants de leur côté, et fortifier la foi des patriotes attiédis.

Alexandre Laurant.