Antenne ferrite

Pour vieilles TSF et récepteurs de trafic (DX).

 

On se la fabrique ! Oui !

Comme autrefois


Pourquoi ?

Aspect technique :

Pour éliminer les parasites et améliorer la réception.

La réception des ondes moyennes (= petites ondes) ou des ondes longues (= grandes ondes) est parasitée par les téléviseurs, les ordinateurs, les commutateurs diverses qu'ils soient mécaniques ou à triac. Sans oublier tous les appareils industriels.

Pour les récepteurs anciens de TSF qui étaient prévus pour une antenne long fil, l'ère moderne avec ses parasites industriels ne permet plus une réception correcte. Sauf si l'on habite en campagne (dans le "désert français") loin de toute installation électrique complexe.

Pour les récepteurs de trafic (les vrais) il appartient à celui qui le possède de se pourvoir en collecteurs d'ondes de son goût. Et nous retrouvons un problème identique à celui des récepteurs anciens (mais les impédances et sensibilités ne sont pas les mêmes).

Pour les récepteurs portatifs à transistors depuis les années 1958-1960, on utilise des antennes ferrite. Dès les années 1955 certains récepteurs à tubes (=lampes) utilisèrent aussi un barreau de ferrite.

L'antenne ferrite, version moderne de l'antenne cadre, est constituée d'un bâtonnet en ferrite sur lequel sont bobinés les différents bobinages : un bobinage pour les ondes longues, un bobinage pour les ondes moyennes et dans chaque cas un secondaire pour adapter les impédances.

La réduction du diamètre des spires (par rapport à un cadre) est compensée par un nombre plus grand de spires et par l'utilisation de ce bâtonnet en ferrite qui joue un rôle de multiplicateur de flux.

En effet ce matériau ferrite a une très grande perméabilité magnétique, c'est un concentrateur de champ magnétique dont celui des ondes hertziennes.

Un bâtonnet de ferrite (= barreau de ferrite)

L'image ci-dessous montre combien la concentration est importante : Cliquer pour agrandir

Clic = agrandir

Les bâtonnets habituels en ferrite sont ronds ou plats. Les ronds ont des diamètres allant de 5 mm à 10 mm. Plus ils sont longs meilleure sera la concentration des champs magnétiques. Les longueurs usuelles sont de 3 à 20 cm.

Schéma de principe.

Autre schéma de principe.

L'accord par condensateur variable peut aussi se faire avec des diodes varicap (Schéma ci-dessous).

Accord par diodes varicap.

Nous allons donc utiliser les propriétés (presque miraculeuses) de ces bâtonnets de ferrite. Plus le bâtonnet est long, plus il est gros, meilleur sera la concentration magnétique des ondes.

Le facteur de qualité est élevé, tant pour l'antenne cadre que pour l'antenne ferrite. Donc pour augmenter la réception on l'accorde en circuit oscillant sur la fréquence à recevoir, la bande passante de l'antenne est faible. Le signal reçu est ainsi multiplié en tension par 8 environ.

En outre l'antenne ferrite, tout comme le cadre de réception est directive, elle permet donc en l'orientant correctement d'avoir une réception optimale. Donc une antenne ferrite doit pouvoir tourner (au moins d'un quart de tour).

Et comme le signal reçu reste faible nous construirons des amplificateurs HF. Nos antennes seront donc actives.

(Toutefois l'antenne passive peut être également utilisée avec certains très bon récepteurs. Par exemple sur mon SONY ICF2001D j'utilise une antenne passive pour les ondes longues)

Aspect financier :

Vu les prix commerciaux proposés, même si nous faisons moins bien, nous allons tenter de fabriquer nous même cet accessoire.

Voyez, dans le tableau ci-dessous, quelques modèles commerciaux avec leur prix ! (Février 2010) de 90 dollars à 1459 euros.

Produits commerciaux

exemples de 2008

Kaito shortwave/AM radio active Whip/Ferrite rod antenna KA35 AC/Solar/USB or Internal battery powered

AMKA35 $ = 89.99

 

http://www.dxtools.com/PRODUCTS.htm

QUANTUM  Q X  LOOP v2.0

The Quantum QX Loop v2.0 is a 7.5" ferrite rod antenna that covers 530-1800 kHz.  It features a double-balanced JFET/JFET amp, a tilting loophead, and Q-multiplication.  The Quantum QX Loop v2.0 replaces the original QX Loop and QX Pro Loop and also accepts loopheads for the LW and Tropical SW bands.  It has an external antenna connector so that the loop's circuitry can be used as a preselector.

Price:  $199 plus S+H  

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QUANTUM  Q X LOOP v2.0 Plus+

The Quantum QX Loop v2.0 Plus+ is identical to the Quantum QX Loop v2.0 with the exception that its amplifier is of the JFET/MOSFET design and the Q-spoiling control is continuously variable (as opposed to having a 3-position switch).  The JFET/MOSFET amp provides increased gain (but with a slightly elevated noise floor) compared to the v2.0 model.  The Q-spoiling control permits finer Q adjustment for use with a phaser or to prevent overloading if the loop is used as a preselector.

Price:  $ 239 plus S+H

 

 


Ferrite rod antenna for medium waves

Power magnetic rod antenna to the reception of long waves and medium waves signals of 50-300 kHz. Material: Bundled MnZn ferrites of high permeability, CuL, shockproof cast in PE housings. Professional Neutrik© plug's for 1/4" jack's. Length 460 mm .

Product-ID: LFM/50-300  165,10 EUR

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High performance magnetic rod antenna in two variations of 75-350 kHz as well as 350-2000 kHz. Technical details: Length 1000 mm, outside diameter ferrite core 75 mm connector N-socket, line voltage 12 V, capacity triple, tuning 5 pF-1.6 nF (logarithmically) over air variable capacitor with triple reduction, reinforcement with double operation amplifier to 33.5-fach controllablly. Built in loop coupler for additional induction voltage increase with two coupling levels.

 Product HFA2 1.459,00 EUR (incl. 19% USt. additional costs of delivery)

"On attaque !"

Modèle basique :

MosFet double gate + Fet

Je l'ai construit en Décembre 1991, il va avoir 20 ans.

Mais en 2000 j'ai refait l'ampli d'origine.

Le coffret sera en matière plastique pour laisser passer les champs magnétiques.

L'orientation se fait en orientant le coffret.

En façade 3 commandes : accord (par condensateur variable), gain, et commutation MW-LW (petites ondes, grandes ondes ou encore ondes moyennes, ondes longues)

L'alimentation utilise un transformateur miniature de récupération.

Le coffret est en plastique mais en revanche l'amplificateur HF est logé dans un boitier parfaitement blindé et la sortie se fait par câble coaxiale 50 ohms.

 

L'amplificateur HF utilise un MosFet à double gate BF960, BF961, ou BF980, BF981. L'impédance est ensuite abaissée par un transistor à effet de champ genre BF245C pour sortir en 50 ohms. Le MosFet double gate doit être équipée de cloisons de blindage séparant la partie gates et la partie drain. Il est très sensible et peut accrocher (oscillations intempestives).

Toutes les recommandations afférentes aux montages HF doivent être respectées : plan de masse, connections courtes, espaces suffisant entre composants, découplage, utilisation de condensateurs céramiques et tantale.

Je recommade ce circuit

Dans la version ci-dessous, j'ai ajouté un atténuateur réglable qui permet d'évacuer une partie du signal vers la masse. Il s'agit simplement d'un petit MosFet, genre BS170 dont la résistance se règle en le polarisant plus ou moins avec un potentiomètre. En somme il joue le rôle de résistance variable. Quand il n'est pas polarisé sa résistance est presque infinie et il ne perturbe pas le système.

Ci-dessous, vue interne du préampli.

Modèle Elaboré :

Varicap AM + Fet + Fet

Dans le modèle dit "élaboré" le barreau de ferrite est orientable car il pivote grâce à un Jack 6,35 (gros jack) qui peut tourner dans son support et constitue un contact rotatif. Le coffret du barreau de ferrite est un écrin en plastique qui devait contenir un stylo ou un bracelet.

A propos du coffret orientable pour la barre de ferrite

Pour vous procurer ce genre de boite, allez chez le bijoutier et achetez un bracelet ou une montre pour votre épouse (ou votre maîtresse ?) en demandant bien au commerçant un coffret, perméable aux ondes hertziennes, compatible avec un bâtonnet de ferrite, sans métal, donc en bois ou en plastique !!! Ainsi le précieux coffret contribuera, aussi, à augmenter l'estime (ou l'amour) que vous porte votre compagne.

Un beau bracelet et surtout un coffret intéressant !!!!

Les coffrets pour stylo peuvent aussi convenir, s'ils sont en matière plastique :

Stylo 4 fonctions (stylo, laser, lumière, PDA) - LED UV

Constructeur : (Générique) (STYLO LASER) 4,95 euros chez LDLC le 05 FEV 2010

L'accord par varicap n'a qu'un seul intérêt : il permet une commande à distance. L'accord par condensateur variable me semble meilleur, un peu plus pointu (abrupt) que celui d'une diode varicap de forte capacité. En AM on met 4 varicaps MVAM109.

Il y a plusieurs manières d'opérer la commutation entre la bobine MW et LW. Pour ma part je court circuite le bobinage LW et il me reste le bobinage MW. En LW les deux bobinages sont en série. Un bobinage qui n'est pas utilisé doit être court-circuité, sinon il absorbe une partie du champs.

 

Le socket du Jack sera soigneusement blindé. J'ai utilisé une petite boite de double concentré de tomate à 28%.

A propos de la tôle étamée des boites de conserve :

Avec cette boite de double concentré de tomate à 28%, quand elle pleine (Donc avant d'utiliser la tôle comme blindage électronique !!!) si vous avez un bif haché, des oignons, des petits lardons, de l'huile d'olive, de la farine, du bouillon, du sel, du parmesan, vous pouvez faire une excellente sauce pour les spaghettis ! Bon appétit.

Ci-dessous, en cours de construction, l'ampli est dans un coffret blindé. Toutes les petites boites de cigarillos conviennent pour cet usage. Il existe aussi des coffret commerciaux en fer étamé.

Puis les blindages sont fermés par quelques points de soudure, avec de la tôle étamée découpée aux dimensions. Aucun champs magnétique, autre que celui reçu par le barreau de ferrite ne doit parvenir à l'ampli HF. Le circuit accordé ferrite étant en haute impédance, les conducteur qui vont à l'entrée de l'ampli ne doivent pas longer de trop près les blindages sous peine de pertes de signal (pertes capacitives).

Tant que l'on est en haute impédance (circuits d'entrée par ex.) les conducteurs ne longent pas les masses ni les blindages. Il faut un espace minimal de l'ordre de 0,5 à 1 cm. Ils ne doivent pas "flirter" non plus avec d'autres fils contenant d'autres signaux (risque d'accrochage).

Ci-dessous, l'ampli ouvert. Vous remarquerez le cloisonnement soigné entre les étage : 1er compartiment pour la varicap, et un compartiment par transistor ensuite. Sortie par fiche BNC (Une fiche RCA ferait aussi l'affaire pour moins cher) et câble coaxial 50 ohms.

 

Quel ampli choisir ?

Pour l'ampli, du modèle ci-dessus, j'ai d'abord expérimenté (avec espoir) le schéma ci-dessous trouvé sur le WEB.

Le gain est énorme (2 vrais étages) mais je ne suis pas satisfait. La sortie est en phase avec l'antenne et par rayonnement les accrochages sont fréquents si l'on approche trop l'antenne du récepteur.

Donc déconseillé !

Trop de gain n'est pas une solution.

Il ne faut pas sortir en phase avec l'antenne ferrite.

Déconseillé

Je déconseille ce schéma (ci-dessus) et je suis revenu à un schéma classique (ci-dessous) :

(facilté, amplification très modérée, absence de bruit et stabilité).

Comparatif

de différents systèmes d'amplis d'antenne.

Ce système fonctionne bien, sans aucun problème et sans bruit. Le gain est très moyen mais suffisant. Il constitue un "basic" facile. Jamais déçu.

Ce système fonctionne bien, sans aucun problème. Le gain est plus élevé que le principe ci-dessus. Le MosFet est un double gate (dual gate) BF960, BF961 ou BF981.

Ce système fonctionne bien, sans aucun problème. Le transistor NPN est en collecteur commun est joue le même rôle qu'un FET en drain commun. Ce transistor devra être à faible bruit. Le gain est très moyen, mais suffisant.

Ce système est instable car il dévéveloppe trop de gain en l'absence de contre réaction. La sortie en phase avec l'entrée  peut créer une réaction positive.

Je n'ai pas fait d'essais. Le FET, en drain commun, n'est qu'adaptateur d'impédance pour attaquer correctement la base du transistor amplificateur.

Modèle 3 :

MosFet double gate + NPN

Je l'ai fait pour un ami. Il veut le placer, lui-même, dans un beau coffret, à l'ancienne, sur un vieux poste TSF de famille.

Vous le voyez "sur table".

Pour blinder l'ampli j'utilise une petite boite de cigarillos. Le bâtonnet de ferrite et ses bobinages sont récupérés sur un récepteur à transistors épave.

construction

Pour l'ampli j'utilise une combinaison MosFet double gate + NPN, selon un schéma trouvé sur le WEB, que j'adapte au cas d'espèce.

Vous remarquerez le blindage des 2 gates du MosFet.

construction

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FIN. Rédigé le 4 Février 2010. MAJ 7 Juillet 2015 (Mobile Friendly)