Boite de couplage - Radio club du Nord de la France

Description d'une boîte de couplage

Description par Marc F5RKU d'une boite de couplage, acquise à l'occasion du salon de brocante SARANORD 2006, réalisée par notre ami André F5XD.

Tout le monde (ou presque) connait le principe des boites de couplages souvent appelées boites d'accord ou boites d'adaptation d'impédances.

Certainement en avez vous fabriqué, une ou plusieurs, vous aussi.
Je vous propose ici la description d'une boîte de couplage de type Mac-Coy réalisée par André F5XD, adaptée du schéma original en une parfaite réalisation qui associe la qualité à l'efficaté.

Lorsque  je l'ai vue en vente, au salon Saranord 2006, je n'ai pas voulu voir filer cette petite merveille ailleurs et m'en suis porté acquéreur. Je ne le regrette pas.



Voici en quelques lignes ses particalirités:
- accord série et parrallèle commutable
- contrôle de la puissance d'entrée au moyen d'un ampèremètre HF (thermocouple 5A)
- contrôle des pertes dans le circuit de masse (donc de terre) au travers d'une commutation soit par le biais d'une ampoule de contrôle, soit par le biais d'un autre ampèremètre HF (thermocouple 0,5A)
- commutateur de bande à 7 positions exploitées sur bobines unique
- sortie oscilloscope pour contrôle de modulation

Je n'ai pas souvent vu de telles réalisations et c'est pourquoi cet article existe.

Voici le schéma type d'une boîte Mac-Coy

et voici maintenant le shéma de cablage de la boîte "améliorée"

Comme vous le constatez, le coupleur ne fait pas usage d'un CV double cage contrairement au traditionnel montage Mac-Coy. Ceci a  pour conséquence une plus grande souplesse dans le réglage et une compensation possible de la dissymétrie du rayonnement de l'antenne.

Description de la réalisation de F5XD

Boîtier professionnel modulable alu de récupération dimensions 280x280mm hauteur 180mm

Self

Diamétre extérieur 75 mm
Fil de cuivre argenté récupéré sur du câble coaxial (âme du câble).
Composée de 20 spires plus 6 spires pour le couplage plus 20 spires, cette bobine a été faites au dépard en un seul bobinage de 50 spires sur lequel ont été retirées 2 spires, mais chacun peut réaliser cette bobine selon sa convenance, le tout étant d'obtenir une régularité parfaite du diamètre de chaque spire.

Le support de bobine est réalisé dans une plaque de plexiglas épaisseur 5mm.
deux rangées de trous espacés de 5mm ont été percés.
La bobine a été <<vissée>> sur cette plaque.
Des écarteurs, également réalisés dans une feuille de plexi de 5mm, sont disposés de chaque coté, à 90° de façon à assurer le maintien et la rigidité de la bobine.

condensateurs variables.

Les deux condensateurs employés sont de 150pF. bien que de fabrication différente (récup)
Il sont de type classique avec un écartement entre lames de 2mm, largement suffisant, pour tenir la puissance d'un TRX classique.
Chaque CV est monté sur 4 colonnettes en stéatite, elle mêmes fixées sur une plaque de plexiglas, de façon à permettre un réglage de la hauteur de l'ensemble pour que les liaisons soient les plus courtes possibles.
La commande des condensateurs est isolée par flecteur stéatite et la sortie en façade se fait au moyen d'un accessoire moins courant nommé <<traversée de cloison>> assurant une commande douce, isolée et sans frottement.

Le CV d'entrée, assurant une liaison série entre le TRX et la bobine de couplage, n'est autre qu'un classique 350pF provenant d'un ancien récepteur, dont l'écartement entre lames est inférieur à un 1mm, ce qui ne pose aucun souci. Un simple contrôle de la loi d'Ohm, partant de la puissance de notre TRX de 100Watts, permet de s'en rassurer.

Commutateur stéatite:


Un commutateur de bandes isolé sur stéatite, lui aussi de récupération, permet de ne faire usage  que d'une seule bobine commutée.
Les puriste diront que cette configuration engendre des pertes, que les spires commutées ne sont pas une bonne solution.
Je ne lancerai aucune polémique sur ce sujet.
Je me contenterai que de dire que les résultats sont là: en faisant une mesure sur analyseur Férisol, en sortie de boite, la puissance ne souffre que de 0,5 à 1,2 Watt de perte mesurée pour 92 à 98 Watts délivrés selon les bandes.
Le commutateur présent dans la boîte posséde beaucoup plus de contacts que nécessaire, seul 7 sont exploités.

Commutateur accord série et accord parallèle:   

De façon habituelle, les boîtes Mac-Coy ne permettent pas de sélectionner un accord de type série ou un accord de type parallèle.
Celle de notre ami André est construite avec cette possibilité.
Deux sorties différentes se trouvent à l'arrière de la boîte et un simple commutateur permet la sélection. Cela confère à la boîte une souplesse équivalente à celle que donnerai une F3LG, et permet de travailler facilement sur toutes les bandes sans avoir à craindre le niveau d'impédance parfois critique dû au rapport entre la longueur d'onde et la longueur physique de l'antenne possédée.

Systéme de contrôle des pertes:

Une particularité de plus est que cette boîte permet le contrôle des pertes par la masse.
Nombre de boîtes ne permettent pas un accord parfaitement symétrique, même en faisant usage d'un condensateur de réglage double cage censé équilibrer les deux fils de l'aérien.
Or généralement, les aériens passent au dessus de composantes différentes, sol de terre franche ou bâtiment, arbre ou gazon, et bien souvent les deux fils composant l'aérien ne se comportent pas de la même façon.
Ces phénomènes expliquent le choix de simple CV au lieu d'un CV double cage.
Les pertes de déséquilibre et d'accord tronqué s'écoulent vers la terre, générant un "courant de fuite" d'autant plus important que les pertes sont importantes.
Le fait de pouvoir contrôler ces phénomènes est particulièrement intéressant et permet un rayonnement parfaitement symétrique de l'aérien.

Un double système a été exploité:

Au travers d'une commutation, on peut sélectionner une ampoule placée en série entre le point de liaison central de la bobine et la terre.
Le potentiel à ce point est théoriquement nul. Aucun courant ne doit traverser l'ampoule si le réglage est correctement réalisé et que le transfert de l'énergie délivrée s'écoule normalement dans l'aérien.
Or beaucoup de coupleurs ne sont pas totalement équilibrés.
Les pertes qui sont alors constatées ne sont pas négligeables.
N'avez vous jamais eu l'impression que votre antenne chargeait mal ?
Pour assurer un contrôle parfait, lorsque le réglage est proche de son optimun, on commute un thermocouple HF de faible valeur (0,5A) celui-ci, lorsque la boîte est correctement réglée, ne déviera plus, assurant la diffusion de toute la puissance au travers de l'antenne.

Systéme de contrôle de l'entrée:

Aucune perte vers la terre est bien, aucun retour HF est mieux



Un autre thermocouple HF inséré sur le circuit d'entrée permet de s'assurer de s'assurer de l'énergie transmise par le transceiver, mais aussi d'éventuels retours de HF, la valeur lue différant alors de la valeur habituelle.
Avec 100 watts, la valeur se situe autour de 2,7 Ampères.
Si cette valeur diffère, il ya lieu de contrôler les réglages, ou le transceiver.

Systéme de contrôle de modulation:

Pour clore cette description, j'ajouterai qu'un système de contrôle de modulation est également prévu.
Il s'agit d'un simple prélèvement de signal au travers d'une petite bobine, dont le niveau peut-être réglé par potentiomètre.
Ce prélèvement sera injecté sur oscilloscope, pour analyse.
Une modulation trop poussée, révélera un réglage micro inadapté et la moindre anomalie se révélera sans aucun doute à celui dont l'usage de l'oscilloscope est connu.

 

Conclusion:
Cette longue description est un hommage rendu à mon ami André F5XD pour son travail minutieux.
Ce n'est pas là une usine à gaz et les réglages sont aussi rapides que sur une autre boîte.
Elle permet simplement de peaufiner ceux-ci pour tirer le meilleur parti de la puissance disponible.
J'espére que cette description aura retenu votre attention en vous donnant envie de construire ce qui est banal pour certains, complexe pour d'autres.
Il n'est pas indispensable d'équiper une boîte de couplage de tous ces compléments, mais quel bonheur, quand ils existent.
Que de savoir que tout est correct.

Que seule la propagation peut faire le reste.....................

73's de Marc F5RKU