Micro émetteur ondes moyennes

(Et aussi micro émetteur 30 Mhz)

 

Un autre très différent sur 30 MHz (cliquer)

Sommaire

Micro émetteur ondes moyennes

(Expérimental, car illégal ! Réservé aux tests de récepteurs anciens dans des pays étrangers).

Pour réaliser ce montage un oscilloscope (B.P. 1Mhz) est nécessaire.

A quoi ça sert ?

Un micro émetteur AM (amplitude modulée) est utile pour le collectionneur de postes de radio. Il permet dans un petit rayon d'action de l'ordre d'une pièce d'habitation, voire d'une maison, de diffuser sur la gamme des Ondes Moyennnes (Petites Ondes) de la musique (compact disque) ou toute émission radio pour entendre avec plaisir ses récepteurs anciens. Il est même possible avec un tuner FM de rediffuser en Ondes moyennes.

Cette rediffusion n'aura pas les qualités de la FM, encore moins la stéréo. Mais la reproduction sera très correcte.

Il va aussi de soi que l'émission dans les gammes réservées à la radiodiffusion est interdite. En conséquence ce montage est expérimental et son rayon d'action ne peut dépasser un cercle de 10 mètres.

D'ailleurs il ne concerne que des pays étrangers ou des îles lointaines, genre Kerguelen ou île de Pâques.

Qu'on se le dise ! "Dura lex, Sed lex" disaient les Romains (la loi est dure, mais c'est la loi).

Toutefois, je rappelle que les Romains ne s'amusaient jamais à construire des émetteurs radio ! Pour mémoire : L'électricité était inconnue.


Principe :

Pour constituer un émetteur il faut 4 éléments :

1- Un oscillateur pilote qui fonctionne à la haute fréquence sur laquelle on veut émettre. Ce pilote peut être un oscillateur à quartz (fréquence fixe absolument stable) ou un VFO (variable fréquency oscilator) c'est à dire un oscillateur à fréquence variable que l'on ajustera à son gré.

2- Une entrée basse fréquence recevant en audio ce que l'on veut diffuser. Elle sera dotée d'un amplificateur de modulation. Le signal audio pourra provenir d'une source telle qu'un tuner FM ou un lecteur de compact disque.

3- Un modulateur qui combinera la fréquence d'émission avec le signal audio pour cette fréquence radio soit "modulée en amplitude". On peut moduler soit la fréquence (modulation de fréquence = FM) soit l'amplitude = modulation d'amplitude = AM.

4- Un circuit permettant à la haute fréquence de rayonner dans l'espace pour être reçue par les récepteurs. En général il s'agit d'une antenne ou d'un circuit ferrite ou cadre accordé sur la fréquence.


Préambule : Mes sources.

Je m'inspire à 80% d'un montage publié sur le WEB par J.C. JARDINE en 2007.

J'avais choisi ce montage (en 2007) :

http://tsf.pagesperso-orange.fr/brico/brico05/texte05.html

Depuis 2011 MR Jardine développe un autre modèle.

Dans le cas où vous ne retrouveriez pas, sur le site original de Mr Jardine, son montage de 2007, veuillez cliquer ici.

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SITE DE J.C. JARDINE SUR LES DEBUTS DE LA RADIO

rubrique : bricolages

EMETTEUR PETITES ONDES

Sur ce site vous trouverez également des indications, très bien expliquées, pour fabriquer un micro émetteur AM.

Le modèle qu'ai fait est, différent pour 3 raisons :

*- Parce que je disposais de surplus (fonds de tiroirs et montages existants).

*- Parce que je ne fais pas de circuits imprimés mais je grave à l'anglaise à la fraise boule.

*- Parce que je construis séparément mes modules.



1 - Le pilote :

Le pilote doit délivrer une fréquence stable. Il existe des centaines de schémas pour constituer un pilote.

Je vais utiliser un schéma (nouveau pour moi) trouvé sur le WEB en 2007 sur le site de J.C. JARDINE.

L'originalité du montage de J.C. JARDINE, réside dans l'utilisation de circuits intégrés "logiques" dans le rôle du générateur de fréquence (pilote) et dans celui de l'amplificateur de puissance Haute Fréquence qui attaque le cadre d'émission.

circuit MOS 4049 : 6 portes inverseuses

La sortie de ces portes logiques, de technologie MOS "de puissance" (buffer) peut fournir 5 mA à l'état "haut" et recevoir 20 mA à l'état "bas". Elles peuvent être branchées en parallèle afin de fournir un courant plus important.


Le pilote, très simple, fonctionne du premier coup et surtout ! Il n'y a pas de bobinage. Les bobinages ont toujours constitué une "galère" pour beaucoup d'entre nous. Inconvénient mineur : Ce circuit délivre un signal dit "carré" riche en harmoniques.


 

  Cliquer pour agrandir

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Ci-dessus : Typon taille réelle. Côté composants. C'est minuscule !

Le pilote, une fois construit sera placé dans un blindage en tôle étamée.

Cette tôle mince, facile à couper et à souder, n'est autre que de la boite à biscuits. Vous savez, comme autrefois, cela se trouve encore. Il y aussi des boites de thé en tôle étamée.

Cette tôle étamée (boite de biscuits appelée "tine" "demi-tine" ou "quart de tine") très facile à couper et à souder, blinde de façon à ce que l'oscillateur ne rayonne pas, et qu'il ne subisse aucune influence capacitive ou parasite extérieure. Il y aura un fil de sortie et 1 fil d'alimentation en +10-12 volts. Ces fils sortent à travers des trous du blindage.

Le blindage est fixé par des points de soudure, juste autant qu'il faut pour qu'il tienne, mais pas trop car le démontage doit rester aisé.

Le pilote dans son blindage.

Un trou sera laissé dans le couvercle pour ajuster la fréquence. Il faudra utiliser un tournevis en plastique.

Tel qu'il est sur le schéma ce montage oscille entre 750 et 880 Khz.

Le signal est de 12 volts crête à crête.


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 L'amplificateur audio :

Ce sera n'importe quel amplificateur audio délivrant de 0,5 à 5 watts, mais, constitué sur le style d'un amplificateur opérationnel (ampli-op). Les circuits intégrés sont les bienvenus. Par ex. LM386 largement suffisant, TDA2002 ou similaire.

Puisque le montage sera alimenté en 12 volts cet amplificateur devra être alimenté de la même façon. Sa sortie sera sans condensateur puisque nous allons alimenter le modulateur avec cet ampli.

Puisque nous sommes en mono, il faudra mixer les deux voies stéréo de la source de son. Ce rôle sera dévolu à un mini préampli à FET.

En ce qui me concerne j'utilise un LM386, simple ampli en circuit intégré, ancien, mais toujours utilisé, ayant de bonnes caractéristique et qui a fait ses preuves.

Voila le montage du LM386.

Je règle le gain à 50.

La bobine de choc HF est un tore bobiné récupéré sur un filtre d'entrée secteur de n'importe quelle épave de moniteur ou d'alimentation d'ordinateur (souvent ils font 1 milihenry, vérifier quand même).

A la sortie du LM386 la tension est la moitié de la tension d'alimentation.

LM386

 

Le LM386 est un amplificateur se contentant d' une alimentation basse tension jusqu'à 16 volts.
Le gain:tension de sortie/ tension d'entrée est fixé par construction à 20.
Pour modifier ce gain, il faut placer une résistance en série avec un condensateur entre la borne 1 et 8. Un condensateur seul entre 1 et 8 permet d'obtenir un gain de 200.

Gain en tension désiré

Cablage à réaliser

20 à 200 (26 dB à 46 dB) Résistance en série avec un condensateur entre broches 1 et 8.

20 (26 dB) Ne rien raccorder aux broches 1 et 8 (les laisser en l'air)

50 (34 dB) Rx = 1K2 et Cx = 10uF

200 (46 dB) Condensateur seul entre broches 1 et 8 - Cx = 10uF (Rx = 0)

Remarque : il est également possible de faire varier le gain avec une résistance placée entre la broche 1 et la masse. Sachant cela, on peut envisager d'utiliser la résistance Drain-Source d'un transistor à effet de champ (FET) pour bénéficier d'une commande de gain à partir d'une tension continue.
Condensateur Cy - Bypass
Ce condensateur, facultatif, permet d'améliorer le taux de réjection de l'alimentation. Avec une valeur typique de 10uF, le taux de rejection atteind 50dB.

Montage standard gain = 50

 

Préampli-Mixeur 50-50 audio :

Comme d'habitude on entre en stéréo (lecteur CD par ex.) il faut passer en mono. (Et si, par hasard, on entre en mono on n'utilise qu'une entrée).

Le préampli mixeur est un FET BF245C. La gain de cet étage mixeur est de 2.

L'impédance d'entrée est de l'ordre de 500 K et ne représente donc aucune charge pour la source audio.


Le modulateur :

Ce circuit va faire l'alchimie de l'émission en AM (Amplitude modulée) en combinant la BF et la HF de façon que l'amplitude de la HF soit comme la BF.

J'utilise le circuit de l'année 2007 de JC JARDINE qui fonctionne bien (Compliments).

http://tsf.pagesperso-orange.fr/brico/brico5b/emet.htm

Depuis 2011 MR Jardine développe un autre modèle.

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EMETTEUR PETITES ONDES

Modulateur de JC JARDINE

Pré typon.

  L'alchimie de la modulation.

  Modulateur minuscule !


Pour plus de puissance un ampli HF linéaire (Clic !)


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Pourquoi blinder ?

Il faut blinder (avec un blindage métallique relié à la masse) pour éviter  en HF que les ondes hautes fréquences s'interfèrent. Aussi pour éviter que la partie B.F détecte (à travers ses diodes) la HF modulée en amplitude. En outre mon boitier est en matière plastique donc perméable aux rayonnement électromagnétiques.

Côté interférences HF : Le pilote délivre une onde non modulée, alors que le modulateur va délivre une onde modulée. L'onde (disons la porteuse de base) ne doit pas venir s'ajouter par induction à l'onde mdulée, car :

*- Si elle est un phase elle diminue la modulation.

*- Si elle est en opposition de phase elle diminue la puissance de l'onde modulée.

Côté préampli et ampli BF : Les ondes HF induites dans les circuits peuvent être détectées par les diodes existantes dans le circuit BF et engendrer une perturbation sonore. D'ailleurs ceci est bien précisé par certains auteurs à propos du LM386 : Exemple : http://perso.orange.fr/sonelec-musique/electronique_realisations_ampli_bf_003.html : Remarques diverses : Le LM386 est relativement sensible aux émetteurs AM. Quand il est utilisé à fort gain, il existe un risque de détection qui peut conduire à entendre une émission de radio. Si cela arrivait, placer une self de choc et un condensateur en entrée afin d'y remédier, tel que décrit à la page Filtre RF.

Donc je blinde chaque module. En fait il se pourrait que tout fonctionne très bien sans blindage. Mais je suis (verbe suivre) une vieille tradition relative aux montages HF.

Note : Dans le très beau montage de J.C. JARDINE sur circuit imprimé, bien aéré, ce phénomène est moins sensible car les composants sont disposés sur une surface plate comportant certains plans de masse. Donc cet auteur peut se passer de blindage. Toutefois il recommande un boitier métallique global si on utilise un poste radio comme source sonore.

Les blindages sont en tôle étamée (boite biscuits ou de thé par ex.) ou en tôle mince d'acier doux. Il ne doivent pas être trop proches des circuits pour ne pas induire de capacités parasites ou absorber les signaux. Ils sont soudés à l'étaing par quelques points, petits rivets POP 3mm possibles aussi. Quelquefois on peut placer des vis Parker. Ils doivent toujours être facilement démontables (penser à la maintenance).

Le pliage est fait sur un étau. Le découpage à la cisaille ordinaire.


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Les bobinages :

Les bobinages représentent un problème compliqué pour les "bidouilleurs" en électronique.

Pour les trouver il suffit de "casser" quelques vieux téléviseurs, alimentations à découpage, transistors et autres épaves radio et vous disposerez d'un stock de bobinages adaptables à toutes les situations.

Voyez ci-dessous mes boites et vous aurez tout compris.

Test des bobinages :

Pour les fréquences de la gamme des ondes longues, moyennes et courtes, donc de 150 Kz à 30 Mhz il faut disposer d'un générateur HF et d'un oscilloscope.

Avec un condensateur variable on peut tester les bobinages. Il ne sont pas tous égaux en qualité. Certains ont un fort Q d'autres sont mous. Q c'est le coefficient de surtension du circuit quand il oscille sur sa fréquence prévue.

La fréquence intéressante du bobinage est celle qui permet d'obtenir une surtension importante, avec un pic bien franc, quand le condensateur variable est à mi course.

Par exemple mon signal de 12 volts passe à 30-40 volts crête à crête.

Si vous voulez approfondir voyez les théories sur les circuits oscillants, il y plein de formules. Allez sur GOOGLE et tapez circuit LC

 

Générateur HF (100 Khz - 30 Mhz).


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Le rayonnant (antenne ou cadre) ?

J'ai essayé les deux systèmes.

Version antenne : (déconseillé)

Version antenne.

Il faut un circuit oscillant parrallèle. Puis un circuit oscillant série sur la ligne d'antenne.

Les bobines sont à trouver dans des composants de récup.

Les résultats ne peuvent être bons que si l'antenne est longue. En pratique faut au moins 10 mètres de fil dégagé et isolé. De préférence à l'extérieur. En ce cas le micro-émetteur n'est plus déplaçable.

Une antenne idéale quart d'onde devrait faire [longueur d'onde (en mètres) = 300 / fréquence (en Mégahertz)] soit 300/0,8 = 375 mètres/4 = 93,75 mètres. Vous voyez la difficulté...

En conséquence avec une petite antenne fouet de 1,70 mètres le rayonnement est insuffisant.

En outre une antenne reçoit des champs alternatifs (réseau électrique à 50 hz dans une maison) qui induisent une mini modulation. Il en résulte un facteur de bruit important.

Il faut oublier la diffusion par une antenne, les résultats ne sont pas bons.

Version barreau ferrite (déconseillé !) :

J'ai essayé avec un batonnet de ferrite récupéré sur une épave de récepteur à transistor. Le rayonnement est insuffisant. Donc je déconseille ce système.

Barreau ferrite accordé.

Version cadre à air (recommandé) :

C'est exactement ce qu'a construit J.C. JARDINE et c'est bien le meilleur système.

Le cadre agit par rayonnement électromagnétique. C'est la meilleure solution dans ces fréquences relativement basses.

Plus le cadre sera grand meilleur sera le rayonnement.

Ayant peu de courage pour réaliser une beau cadre comme J.C. JARDINE j'ai recherché dans des épaves de récepteurs à tubes des années 1950 à 1958 des cadre à air.

Ces cadres ressemblent à ceci :

A l'intérieur il y a un cadre grande ondes (ondes longues) et un cadre petites ondes (ondes moyennes). C'est ce dernier qui nous intéresse.

Nous enlevons le petit bobinage ajustable d'accord.

Et nous fixons le cadre sur l'émetteur.

Pour la prise intermédiaire (signal provenant du modulateur) il suffit de gratter délicatement le fil émaillé et de souder le fil.

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EMETTEUR PETITES ONDES

L'onde, lorsqu'elle n'est pas modulée est assez bien sinusoïdale. Son amplitude de crête dépasse les 60 volts.

Plus de 60 volts crête !


Emetteur terminé.

Intérieur.

Vous devinez sur la photo ci-dessus : le compartiment du transformateur; le compartiment de l'alimentation (filtrage soigné et utilisation d'un CI 7812 donc 12V, tous les consensateurs chimiques sont doublés par des condensateurs plastique de 100 nf). Les coffrets blindés contenant : le pilote, le modulateur, et la partie B.F. Vous voyez également en bas à gauche le condensateur variable (récup sur vieux poste transistor) d'accord du cadre.

Les masses :

Toutes les masses se rejoignent en un point unique (cercle jaune) sur un gros fil de cuivre (du 2,5 utilisé en électricité générale) lequel fil est soudé sur le moins de l'alimentation.

La masse est reliée à la terre du secteur 230 volts (important) et l'un des fils du secteur est relié à cette même masse par un condensateur de 1 nanofarad (1000 picofarads) isolé à 630 volts au moins.


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Témoin de surmodulation :

 J'ai suivi le modèle 2007 de J.C. Jardine.

 

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EMETTEUR PETITES ONDES


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Performances :

Avec mon petit cadre la portée est de l'ordre de 10-15 mètres. Elle varie beaucoup selon les dalles et les murs en béton. Elle varie aussi selon l'orientation du cadre.

La modulation est remarquable de netteté.

C'est un plaisir d'écouter et pourtant nous sommes en A.M. (amplitude modulée).

En pratique vous pouvez rediffuser un tuner FM ou lire des CD et les réentendre sur vos récepteurs de collection.

Merci Monsieur JC JARDINE pour votre publication 2007.


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C'est quoi un circuit CMOS ?

CMOS = Complementary Metal Oxyde Semiconductor

Pour vous documenter encore plus lien :  http://fr.wikipedia.org/wiki/Fonction_logique

Aussi pour vous documenter plus lien : http://www.comelec.enst.fr/tpsp/eni/poly/enich4.html#x9-870004.3

Ces circuits sont réalisés à partir de transistors à effet de champ de type MOS. Alors que l'autre famille de circuits logiques les TTL sont fabriqués à partir de transistors bipolaires.

Ces circuits, aussi complexes soient-ils, sont un groupement de composants exécutant des fonctions ultra-simples : Oui ou Non.

Les entrées CMOS ont une résistance très grande du genre 10.000 MW qui ne tire pratiquement aucun courant. Hélas ! Il existe une capacité d'entrée de l'ordre de 5pF qui limite la fréquence de fonctionnement.

Caractéristiques électriques
-
Minimum
Maximum
Tension d'alimentation
VDD
3v
18v
Tension de sortie à l'état haut
VOH
» VDD
-
Tension de sortie à l'état bas
VOL
-
» 0v
Tension d'entrée à l'état haut
VIH
70% VDD
-
Tension d'entrée à l'état bas
VIL
-
30% VDD
Consommation en régime continu
-
-
2,5 nW (à VDD=5v)
Consommation à 1 MHz
-
-
1 mW
 

Et un CMOS Buffer ? C'est quoi ?

La sortie d'une porte de circuit CMOS peut délivrer au maximum 2 mA. C'est très peu.

Il suffit de la relayer par un circuit de puissance qui pourra délivrer 20 mA par sortie.

Le circuit CMOS buffer est donc un tampon de puissance.

2 catégories (dans notre sujet) la porte inverseuse 4049 ou non inverseuse 4050.

La sortie est isolée de l´entrée, tout en lui restant identique ou inversée, mais cette sortie peut fournir ou absorber 20 mA.

Le 4050 :

Le circuit CMOS 4050 est fabriqué spécialement pour fournir des courants plus importants : il comporte six portes “oui” (buffers) gérant au moins20 mA chacune.

 



Les entrées et les sorties peuvent travailler en parallèle.


Utilisation de portes logiques

pour amplifier un signal ?

Oui c'est possible ! Il suffit de voir comment est constituée en interne, une porte logique d'un circuit logique CMOS



Nous comprenons qu'en rebouclant la sortie avec l'entrée avec une résistance, c'est à dire en ajoutant une contre-réaction, on peut ainsi faire fonctionner les transistors dans un régime linéaire, pour obtenir de l'amplification. En pratique pour avoir de bons résultats il faut utiliser 3 portes en série. Réservé aux petits signaux. Certains réalisent des préamplis de cellules magnétiques avec ce principe et le résultat est bon : pas de bruit car ce sont des MOS.



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Micro émetteur 30 Mhz 100 mW

(Totalement différent)

Piloté quartz.

Ce modèle comporte un microphone et fonctionne sur la fréquence 30 Mhz (En fait 29987 Khz). La longueur d'onde est 10 mètres.

La fréquence de 30 Mhz se situe en limite, entre 2 bandes attribuées et elle est souvent déserte.

Il est plus puissant que le précédent. Il n'est pas destiné à la radiodiffusion mais à la surveillance.

Il n'a donc, pas du tout, la même vocation.

Il faudra disposer d'un récepteur apte à recevoir cette fréquence qui n'est pas habituelle. En général ce sera un récepteur de traffic. On peut imaginer aussi un récepteur fabriqué ou encore un récepteur existant modifié pour cette fréquence.

Avec le pilotage quartz la fréquence est ultra stable.

Je ne décrirai pas le détail du montage. Ceux qui font ces montages sont déjà habitués aux circuits oscillants et à la confection de bobinages HF et VHF. Nous sommes dans la catégorie des bobinages de type CB (citizen band).

Les bobinages sont faciles à faire. Genre sur mandrin de 8 mm avec noyau, 12 spires jointives de fil émaillé 45/100. Il sont accordé au dip-mètre ou avec un générateur HF et un oscilloscope.

Les condensateurs ajustables sont des 47pf ou des 10 pf avec en // 20 à 40 pf selon le cas.

Une antenne téléscopique de 1,5 à 2 mètres suffira. (taille idéale 1,50m = 1/4 d'onde)

J'utilise un quartz de 10 Mhz (très courant en récupération) qui fonctionnera sur sa troisème harmonique produisant ainsi une onde 30 Mhz.

Le transfo de modulation est un transformateur de sortie de vieux poste à transistor des années 1960, genre push de transistors, sa puissance limitée ne lui permet pas de passer plus de 50 mA. L'ampli BF de puissance utilise un CI TDA2002 et la sortie HP de ce circuit excite le secondaire du transfo de modulation. Le courant 12 Volts alimente le transistor MosFet à travers le primaire et le module ainsi en puissance au rythme de la BF. Le courant qui passe dans ce primaire de transfo est limité à 50 mA. Plus de puissance exigerait un autre transfo... (introuvable ou à faire soi-même !).

Le préampli du micro électret est ainsi constitué.

Le transistor du préampli est un TUN genre BC107 avec indice "C". La résistance de polarisation de 1,5 mégohm peut devoir être ajustée selon le transistor.

L'ampli de puissance HF utilise un mosfet de moyenne puissance BD522 60V 1,5A. Un minuscule radiateur, une plaque d'aluminium, suffit pour le faible débit qui sera imposé.

Le BD522 est polarisé pour ne laisser passer que 50 mA (nous sommes en petite puissance et le transfo de modulation, assez petit,  ne peut pas plus sinon il "sature"). Les connaisseurs peuvent utiliser une modulation transistor (notamment avec un MosFet). En ce cas revoyez le circuit en conséquence : Plus besoin d'ampli BF de puissance, possibilité de passer un courant plus fort, donc d'augmenter la puissance, mais il faudra une alimentation en 24 volts. Vous pourriez aussi moduler par la gate du transistor MosFet de puissance mais il faut encore "reconcevoir" le circuit en conséquence.

La résistance de 18 ohms dans la source a un rôle modérateur (limiteur) car ces mosfets ont une tendance à s'emballer lorqu'ils pilotent un circuit oscillant.


BD522

TDA2002

Un ampli facile et minuscule.

Tous les essais de cet émetteur ont été concluants.

La portée est d'un vingtaine à une trentaine de mètres en intérieur.

Observations :

Rappelez-vous que, n'importe qui, qui capterait votre fréquence, pourrait vous écouter. Les ondes non codées peuvent avoir des oreilles.

RAPPEL ! Surveiller des bruits d'animaux par exemple (étable, basse-cour, chien, etc.) ou une chambre d'enfant, lequel peut appeler ou crier, c'est sans problème. Mais cet appareil ne doit jamais entendre vos "confidences".

Concernant une chambre d'enfant il est prudent de placer un réveil mécanique (tic, tac, tic, tac...) à côté du microphone. Ainsi en cas de rupture de transmission vous n'entendez plus le tic tac et savez que la sécurité de la surveillance n'existe plus.

Si votre fréquence est parasitée en AM, il est préférable d'utiliser un émetteur en FM. Toute émission en AM est plus sensible aux parasites que la FM.


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FIN. dimanche 27 mai 2007 avec mise à jour lundi 6 Juin 2011.MAJ 5 Juillet 2015 (Mobile Friendly)