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Optimisation du Heathkit HW-101
Avertissement 1 ! :
Cette traduction est une libre interprétation de l'article de Mark WB8JKR. Vous trouverez l'article original qui traite du HW-101 & du SB-101 à: http://www.w7ekb.com/glowbugs/ModsEtc/Optimizing%20the%20HW101.pdf Vous devez prendre les lignes qui suivent, en langue française, avec une extrême précaution. Mon anglais est aussi bon que mes vertèbres lombaires. Mes vertèbres lombaires sont après bien plus de cinquante ans de bons et loyaux services, dans un piteux état. Mon idée est de remettre en état de fonctionnement un des deux HW-101 en ma possession. Et ce afin de l'utiliser en station principale! Mes moyens étant modestes, je fais avec! Le HW-101 de Heathkit est un appareil datant des années 70. Plus de cinquante ans plus tard, certains de ces composants ont mal vieilli. Il est possible d'en améliorer le fonctionnement avec quelques modifications.
Avertissement 2 ! :
le jeudi 22 avril 2021 à 10h43 heure locale !
Edward Aloysius Murphy Junior.
( 11 janvier 1918 + 17 juillet 1990 ) célèbre par sa loi.
La loi de Murphy.
« Tout ce qui est susceptible d'aller mal ira mal. »
« S'il existe au moins deux façons de faire quelque chose et qu'au moins l'une de ces façons peut entraîner une catastrophe, il se trouvera forcément quelqu'un quelque part pour emprunter cette voie. »
Variation radio-amateur.
« C'est toujours le dernier composant testé qui est l'origine de la panne. »
« Pourquoi faire simple, quand on peut faire compliqué.»
Version radio-amateur Caliméro F5NDL:
« C'est pas juste, c'est toujours à moi que cela arrive!. »
J'ai réalisé toutes les modifications proposé sur cette page!
J'ai ensuite intégré le stabilisateur de fréquence le X-Lock.
Mais !
Au moment de brancher, plus rien, pas un souffle dans le récepteur!
Mais rien ne fume ! Rien ne chauffe "anormalement, rien ne semble "griller" ! . . .
Symptôme : plus de son en réception, le silence !
Même en "collant" le haut-parleur sur l'oreille, pas un souffle ! juste mes acouphènes de Papy mal-entendant !
Pire ou mieux ? Vaste question ! Toutes les mesures sont conformes au plan d'origine de Heatkhit!
Et pour reprendre la version Caliméro, "pourquoi moi ?"
Une semaine à chercher, en fin de compte, je me décide à remettre mon HW-101 dans la version d'origine.
C'est le dernier condensateur le "C306" de la carte audio 85-130-2 qui doit être de cinq nanofarads (5nF) et là. ho miracle, merci seigneur,
le son est là!
Pourquoi la modification fonctionne chez Mark WB8JKR et pas chez F5NDL Jean-Pierre? Cela reste un grand mystère !....
Donc il est probable que je me soit trompé pendant une des étapes,
ou bien que ma traduction est involontairement modifiée le sens originale du texte de WB8JKR.
Donc la traduction qui suit peut être un guide, guide à prendre avec les pincettes. je ne suis pas un traducteur patenté!
Modifications pour des écouteurs à basse impédance.
Le montage est conçu pour être employé avec des écouteurs basse impédance, mais si des écouteurs basse impédance sont utilisés, le haut-parleur extérieur continuera à fonctionner en laissant passer de la basse fréquence. [ En effet, un casque audio à haute impédance limiterait le courant dans le circuit, il n'y aurait pas assez de courant pour exciter la bobine du haut parleur en série. Pour l'exemple un casque en 2000 ohms avec en série la bobine du haut-parleur en 8 ohms. La tension aux bornes de la bobine du haut-parleur sera de l'ordre de :Ubob= Rcasque x I totale
et donc en basse impédance, par exemple un casque de 32 ohms en série avec la bobine du haut-parleur en 8 ohms, donnera une répartition de tension de l'ordre de 1/5 pour la bobine du haut-parleur, qui laissera donc passer du son. Cette répartition passera à 1/2 avec un casque en 8 ohms. Pour éteindre le son du haut-parleur dans cette configuration, il faut un casque de 2000 ohms .]
Pour modifier le câblage en basse impédance, faites les changements suivants en se référant à la Figure 1 de ce document et l'illustré 8-4 (l'encart de la page 53*) et l'illustré 8-5 (l'encart de la page 67*) du manuel HW-101 :
1- dessouder le fil noir de la barrette à cosses (nommée BA à la page 53 de la documentation en français), le fil noir est noté (2) sur la planche dépliable (DESSIN 8-5 en haut à gauche à coté du circuit imprimé BF)
2- Sur le Jack BF (speaker). Le Jack BF est sous la mention AB du DESSIN 8-5 en haut à gauche. Dessouder le fil Vert, ainsi que la résistance de 100 ohms.
3- Souder le fil Vert sur le deuxième connecteur de la barrette à cosses (nommée BA à la page 53 de la documentation en français)
4- Souder la résistance de 100 Ohms entre les points deux et trois (2 & 3) de la barrette à cosses (BA).
5- Dessouder et retirer le fil qui fait un pont entre un et deux (1 & 2) sur le jack BF marqué L sur le plan, en bas à droite de la planche "DESSIN 8-5".
6 - Installer un nouveau fil , Mark WB8JKR utilise du BLEU, donc installer un nouveau fil entre 1 de AB et 2 de L
Maintenant le haut-parleur doit être coupé, quand un casque BF est branché.
Page de la notice originale en français
Améliorations pour la CW.
Une modification très simple – remplacez simplement la résistance de 470KΩ (R328) par une résistance de 1KΩ (Figure2). Ceci modifie la commande du VOX en augmentant la vitesse de réaction des relais. Maintenant l'installation garantira un fonctionnement correct, même à 20 mots par minutes. Une vitesse élevée en télégraphie ! Cela fonctionne encore à 25 mots par minutes, soit 1500 mots par heure, personnellement mon oreille n'est plus capable de prendre à cette vitesse là! Un autre problème ennuyeux avec ces installations est le fait que la BF du moniteur de télégraphie peut être entendue quand l'installation est en mode d'onde entretenue même sans avoir appuyé sur le manipulateur.
Bien que l'amplificateur du moniteur de télégraphie soit dans la coupure profonde, il y a assez d'accouplement par la capacité inter d'électrode du tube pour permettre d'entendre la BF de l'oscillateur à un bas niveau, mais constant et ce même lorsque le manipulateur n'est pas enfoncé. Heureusement il est assez facile de corriger ces défauts :
1- Reliez un condensateur céramique de 0.001μF (surtout ne pas employer une valeur plus élevée) à la borne 1 du relais RL1, l'autre extrémité est connectée à la masse (ATTENTION ! Sur le schéma 1 de Mark WB8JKR, il est bien question du relais marqué BD sur la planche DESSIN 8-4 de la documentation HEATHKIT. Repère proche, le passe fils marqué CG) .
2 - Connecter un fil de 21 centimètres ( 8 pouces US) au point de liaison 1 du relais RL1 ( marqué BD sur la planche DESSIN 8-4 de la notice HEATHKIT). Ce fil va suivre le faisceau électrique ( Faisceau électrique détail 8-4A page 59 de la documentation HEATHKIT.)
3 - Sur la carte audio, remplacer la résistance de 1MΩ (R326) par une résistance 2.2MΩ (Figure 2).
4 - À la périphérie de la carte audio, sur l’îlot où sont connectés les composants R326 et C311 ( juste à coté de V15 tube 6EA8) , relier l'autre extrémité du condensateur de 0,005 μF. Le condensateur de 0,005 μF est un céramique isolé à 500v. Le condensateur de 0,005 μF, va de l'autre côté vers le relais RL1 borne 1 (Préparation réalisée à la ligne 2 de ce chapitre de modification).
Maintenant pendant la réception , l'effet local sera éliminé. Pendant l'émission, RL1 s'ouvre et tout fonctionne normalement.
Amélioration en émission.
La qualité audio à l'émission peut être améliorée en changeant la valeur du condensateur de découplage C11 sur le circuit imprimé du modulateur ( MODULATOR CIRCUIT BOARD) par un 0.001 μF à 0.01 μF (Figure 4). Ceci augmentera la réponse aux basses fréquences et donnera un peu plus de « corps » au signal audio transmis.
Amélioration à la réception.
Le signal audio en télégraphie et la qualité audio du récepteur peuvent être énormément améliorés par les changements suivants:
Vérifier l'alignement en ajustant T-102 ( Figure 3), il y a deux points où le transformateur peut atteindre un niveau maximal. En ré-ajustant T-102, il est possible d'atteindre un niveau maximal, avec une légère différence sur un des deux points. S'il en est ainsi, régler pour obtenir un niveau maximal pendant l'émission au lieu d'un maximum à la réception. Cela ne modifiera rien à la réception, mais cela améliorera le gain à l’émission. Certes il y aura une très légère perte de gain à la réception, mais qui n'affectera en rien la sensibilité du récepteur.
Changez aussi la valeur de la résistance d'écran R113 , de la pentode V4 (6AU6), de 1K ohms à 10K ohms,(Voir Figure 3).
Ceci réduira un peu le gain de cet étage et améliorera le gain global.
La prochaine étape est l’amélioration du BFO et la commande du détecteur de produit.
Afin de limiter le niveau de distorsion, le niveau du BFO vers le détecteur de produit devrait être environ cinq fois supérieur au signal issu de l'étage de fréquence intermédiaire (I.F.).
Sur l'HW-101, le signal d'I.F. peut égaler le niveau d'injection provenant du BFO. Ce qui peut entraîner une forte distorsion du signal. J'ai même noté parfois une dérive en fréquence de l'oscillateur de battement (BFO).
Le problème majeur est pendant la réception, le signal de BFO est couplé à la cathode du détecteur de produit par C17 qui est un condensateur mica/argent de 12pF. Lequel condensateur est relié via un morceau de câble coaxial à la cathode de détecteur de produit. Mais la capacité du câble coaxial dépasse la valeur du condensateur d'accouplement C17, cette combinaison agit comme un diviseur de tension, réduisant considérablement le niveau d’excitation du BFO au détecteur de produit (V13C). Pour corriger ce défaut, cela implique d'augmenter la tension de commande entre le BFO et V13C.
Pour augmenter la tension de commande de BFO, remplacez simplement le condensateur couplage C17 par un mica/argent de 100pf, et remplacez les résistances R6, R7 de 33KΩ sur le modulateur par des résistances de 27KΩ.(Figure 4).Pour réduire la commande d'I.F., changez la résistance R123 de 470Ω par une 75Ω (Figure 3). Pour améliorer la qualité audio, changer le condensateur C119 (500pF) par un 0.001 μ F (Figure 3). Une autre amélioration audio est obtenue en remplaçant le condensateur de couplage C306 sur le circuit audio par un céramique de 0.01 μ F . (Figure 2) .
Sur le circuit imprimé BF ( page 189 du manuel de montage Heathkit ) , le bruit issu du régulateur de tension (V18, tube OA2) est réduit en connectant un condensateur céramique de 0.001 µ F 500V. (Ce qui est notablement curieux ! Le dessin d'origine de Mark WB8JKR, donne une isolation de 1000 Volts et le texte de 500 Volts ! . . . . .).Le branchement se fait entre l'anode (broche 1 du tube OA2) et le plan de masse du Circuit BF. (Figure 2) .Certains bruits et d'autres signaux internes pouvant parasiter la réception peuvent être considérablement réduits en installant un condensateur de filtrage entre l'alimentation des filaments et le plan de masse. Installer un condensateur de 0.01µF. C'est le point où les quatre fils bruns se rejoignent sous la borne 1 du support V19 de la double triode 12AT7 (Figure 5).
Amélioration du circuit IF.
Je crois que les quartz que Heathkit fournit pour l'oscillateur de porteuse sont de tolérance assez large, ainsi les fréquences de l'injection de porteuse en LSB/USB/CW ne peuvent être correctement placées sur la pente du filtre d'I.F.
Ceci peut affecter dans une certaine mesure la réponse vocale, tant à l'émission qu'à la réception.
Et cela affecte de façon différente la réponse en USB et en LSB, ainsi qu'une possible réduction de la puissance de sortie en télégraphie.
Il est relativement facile de déterminer si les points d'injection USB/LSB ne sont pas placés de façon équilibrés. Dans l'idéal il doivent être à équidistance du centre de la bande passante de filtre d'I.F.
Après avoir atteint une stabilité thermique , au bout d'une demi-heure de chauffe, brancher n'importe quel bout d'antenne, et faire l'accord de réception pour un maximum de gain.
Augmenter le niveau du volume plus haut que la normale et écouter attentivement le sifflement venant du haut-parleur. Basculer le sélecteur LSB/USB sur la position opposée.
Le bruit de fond de récepteur devrait être identique si les points d'injection d'USB et de LSB sont placés à équidistance de la fréquence centrale de filtre.
Si la porteuse est trop loin de la bande passante du filtre, le signal reçu n'aura pas un décalage suffisant alors que le rejet de bande latérale opposé sera plus haut.
Si la fréquence de la porteuse est trop proche de la fréquence centrale du filtre, la réception (ou l’émission) aura une atténuation excessive, et le rejet de bande latérale opposée ainsi que la suppression de la porteuse en souffriront. La clé est l'équilibre ! …
Sur mon HW-101, les fréquences réelles mesurées étaient de :
3393.80 kHz en LSB
3395.90 kHz en USB
3395.17 kHz en CW.
Ceci a abouti à une réponse audio avec des signaux aigus en LSB, en comparaison les signaux USB sont dans des tonalités graves.
La puissance de sortie en CW, en utilisant le filtre de SSB était théoriquement de 110 watts.
Mais comme le signal provenant de l'oscillateur de porteuse était de la même fréquence que la fréquence centrale du filtre de CW ( 3395.4 kHz) , la puissance de sortie en CW , en utilisant le filtre, était fortement atténuée de l'ordre de 50 watts !
Les fréquences choisies par Heathkit pour l'oscillateur de porteuse étaient de :
3393.6 kHz en LSB.
3396.6 kHz en USB.
3395.4 kHz en CW.
Avec une fréquence centrale du filtre de 3395.0 kHz , les écarts de fréquences en USB et LSB seraient théoriquement de 1.6 kHz de part et d'autre de la fréquence centrale du dit filtre.
Malheureusement, la fréquence centrale du filtre ne peut pas être exactement de 3395.0 kHz.
Et simplement le fait de caler la porteuse sur la fréquence de 3395 kHz ne peut pas garantir un bon fonctionnement, et donc le résultat désiré.
Pour déterminer la fréquence centrale du filtre, il faut équilibrer la réponse audio entre les deux bandes latérales, mesurer l'USB et la LSB et soustraire finalement la moitié de la différence entre l'USB et LSB , de là découlera la fréquence centrale.
Il en résultera la fréquence centrale de filtre d'I.F. , qui sera la fréquence particulière de votre filtre.
Par exemple, si la réponse audio est exactement la même entre USB/LSB et la fréquence USB mesurée est de 3396.31 kHz tandis que la fréquence LSB mesurée est de 3393.51 kHz, alors la différence est de :
3396.31 - 3393.51 = 2.8 kHz.
Et donc, la moitié de la différence est 2.8 / 2 soit 1.4 kHz.
Alors partant de la fréquence USB :
3396.31 kHz - 1.4 kHz = 3394.91 kHz,
qui dans cet exemple est la fréquence centrale réelle du filtre SSB .
J'aime une réponse audio avec un peu plus de grave, donc j'ai placé mes points plus près de la fréquence centrale du filtre. Les spécifications prévues par Heathkit sont de 1,6 Khz ,je suis allé à 1.4 kHz.
La fréquence de l'oscillateur est baissée en plaçant une petite capacité en parallèle avec le quartz et la fréquence est augmentée en mettant une capacité en série avec le quartz.
Pour mettre un condensateur en série avec le quartz, couper simplement une piste du circuit imprimé juste avant le support du quartz comme indiqué à la figure 4 et souder le condensateur à cheval sur la piste coupée.
Un condensateur de 100pf en série avec le quartz augmentera la fréquence de cristal d'environ 100 Hz, mais une diminution de fréquence exigerait seulement une capacité de 10 pf connectés en parallèle avec le quartz.
Sur mon HW-101 j'ai soudé les condensateurs (des mica/argent) directement côté cuivre du circuit imprimé. J'ai ajusté une bande latérale pour obtenir la réponse audio souhaitée, et seulement ensuite j'ai ajusté l'autre bande latérale pour obtenir une parfaite correspondance dans la réponse audio.
Pour terminer, j'ai utilisé une capacité :
De 10 pf en parallèle avec le quartz LSB.
De 100 pf en série avec le quartz USB
De 80 pf en série avec le cristal de porteuse CW.
Après ces changements, les nouvelles fréquences d'oscillateur de porteuses sont de :
3393.51kHz LSB.
3396.31 kHz USB
3395.38 kHz en CW.
L'audio est parfaitement équilibré quand, en commutant les bandes latérales, la fréquence centrale du filtre d'I.F. est de 3394.91 kHz. La puissance de sortie CW en utilisant le filtre de CW est passée de 50 watts à 110 watts. J'ai aussi soudé une spire de fil à la cosse centrale du potentiomètre d'annulation de porteuse du modulateur équilibré, pour servir de mesure de la fréquence de l'oscillateur de porteuse.
Une fois que vous avez déterminé la fréquence centrale du filtre, vous placez les fréquences des deux autres oscillateurs pas à moins de 1.4 kHz et pas à plus loin de 1.6 kHz de la fréquence de centrale du filtre.
Pour récapituler, nous établissons une correspondance « à l'oreille » entre USB et LSB , vérifiant ensuite avec une fréquence réplique que les transporteurs sont pas plus près de la bande passante de filtre que 1.4 kHz et non plus loin que 1.6 kHz.
Pour récapituler, nous sommes en train de comparer la réponse entre USB et LSB à l'oreille , ensuite seulement une vérification au fréquencemètre confirmera, oui ou non, si nous sommes dans la bande passante du filtre entre un minimum de 1 KHz et un maximum de 1,6 KHz.
Même si nous pouvons accorder la hauteur entre USB et LSB à l'oreille, nous ne pouvons pas dire exactement où nous en sommes - seulement que les points sont sur la pente du filtre, mais ce n'est pas suffisant!
Lorsque les fréquences des oscillateurs sont modifiées, le niveau du signal de sortie peut changer et doit donc être ajusté de manière à avoir une sortie de même niveau pour les trois régimes, LSB, USB & CW. Avec l'aide d'un oscilloscope et par le biais d'une sonde, connectez vous au point central du potentiomètre variable d'annulation de porteuse sur le modulateur équilibré, et en basculant sur chaque mode, vérifiez que les signaux soient à égalité. Si besoin, ajuster la valeur de R6 ou R7 pour atteindre cette égalité. Le niveau doit être d'au moins 1 volt RMS, ou 3 volts P-P.
Ajustement et stabilisation du "zéro" du galvanomètre:
L'instabilité du zéro du S-Mètre est principalement causée par une modification de la résistance R106 de 22KΩ/1 watt se trouvant sur le circuit imprimé du DRVER HF (page 187 du manuel de montage). Remplacer R106 par une résistance de 22KΩ/2 watts bobinée ( Figure 3 ).
Il est possible de remédier au problème de lecture du galvanomètre en dessous de zéro pendant le réglage d'ALC en ajoutant une résistance de 10 mégohm entre le point 2 de T-102 ( Figure 3 de ce document) et la broche 3 du potentiomètre de calage du zéro du galvanomètre (Figure 2-28 page 181 du manuel de montage en français). Conseils de N4NRW.
Après tous ces changements, branchez une antenne et profitez de ce millésime amélioré !
Un grand merci à Lenny WB8JCJ pour son aide dans le montage , la numérisation des images, et la mise en œuvre de ces changements dans son HW- 101. Son aide était indispensable.
Mark WB8JKR
Traduction approximative de Jean-Pierre F5NDL
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