Avant de passer à l'amplificateur BF à proprement parler, il faut finaliser les 2 étages oscillateurs : installer définitivement les 2 grosses bobines.
Puis il faudra vérifier le fonctionnement du mélangeur aussi ...

Pour obtenir un ensemble au fonctionnement stable, il faut que les grosses bobines soient fixées au châssis; ainsi les capacités parasites et les éventuels couplages ne varieront pas et pourront être compensées.
Jusqu'alors, les essais se faisaient un peu en vrac, c'est-à-dire que je devais poser la bobine de l'étage à tester sur une cale isolante, afin que l'influence des objets alentour soit minimale du point de vue capacitif.
Il est temps de rassembler tout ça :


Préapration des supports de bobines

1 : visserie (tire-fonds, rondelles, vis aggloméré)
2 : les 4 trous à percer dans le châssis
3 : les supports (en bois de 10 mm) à découper (100x80 mm) et à percer

On commence par fixer les supports en bois au câssis grâce aux tire-fonds :


Les rondelles sont indispensables !

Voici les 2 supports installés :


vue du dessous


vue du dessus

On fixe alors les 2 bobines à l'aide des vis aggloméré :



Les 2 bobines installées

Puis on fait les connexions :



On prévoit un peu de longueur pour faciliter la dépose éventuelle

Voici 3 photos de l'ensemble :

Pour rappel, le signal BF, correspondant à la note jouée est produite par battement dans la lampe V2. Ce signal, relevé sur l'anode de cette lampe a l'allure suivante :



On est loin d'un sinus ! Cependant ce défaut peut être utilisé intelligemment : cela veut dire qu'on peut créer des timbres différents, du moins si on réussissait à créer un signal proche d'un sinus.
Quand j'ai câblé la lampe V2, je n'ai pris aucune précaution quant aux niveaux d'attaque de ses grilles. Si maintenant je m'arrange pour régler ces niveaux d'attaque, peut-être vais-je pouvoir obtenir un signal proche d'un sinus, sachant qu'en augmentant les niveaux progressivement, je pourrais ajouter plus ou moins d'harmoniques, donc créer des timbres différents.
Si cela fonctionne, je pourrais alors déporter les commandes des réglages à l'arrière de l'appareil afin de permettre au musicien de "programmer" le timbre qu'il désire ...


Self L31 :

Tout d'abord, il va falloir que je remplace le transfo que j'avais mis à la place de L31 pour entendre la note jouée, par une vraie self. Cette self doit avoir une grande inductance pour que la note la plus basse jouée puisse être bien transmise.
J'utilise un noyau de vieux transfo de sortie HP qui était HS :


1: la carcasse imprimée en PLA, 2: les tôles "I" et l'étrier, 3: les tôles "E", 4 : le papier pour l'entrefer

Il faut en effet un entrefer puisque même s'il est faible, le courant anodique continu traversera cette bobine.
J'ai bobiné 4400 tours de 15/100 émaillé à la bobineuse (mais en semi-vrac). Voici le bobinage terminé :




La résistance de la bobine est de 450 ohm environ. La mesure de l'inductance donne :


415 mH sans le noyau en fer

Mon inductancemètre est incapable de mesurer la self avec le noyau, je dois utiliser mon banc de mesure classique :


13H ! Parfait.

Il n'y a plus qu'à installer la self sur le châssis :



Sa place est toute trouvée entre V2 et V4

Le câblage est simple, il n'y a qu'à relier la self à l'anode de V2 et au +B.


Vérification du fonctionnement :

Et bien ça fonctionne, mais trop ! Je m'explique : lorsque j'ai essayé précedemment "d'écouter" la note jouée, j'avais remplacé la self L31 par un HP adapté avec un transfo d'impédance.
Et donc la lampe V2 était chargée par l'équivalent d'une résistance de l'ordre de 10.000 ohm. La self primaire du transfo était donc amortie par cette résistance.
Là, la self est seule et non amortie. Alors j'ai obtenu des amplitudes exceptionnelles, avec des harmoniques : la self a tendance à partir en résonance ...
Donc le mieux est d'amortir cette self, et d'ajouter un petit condo pour filtrer les résidus de HF.
D'autre part, j'ai modifié l'alimentation des 2 oscillateurs en ajoutant une résistance talon en série avec le potard de 150k; voici le schéma modifié :


1 : la self L31 amortie par R32 et C32. 2 : modif des alims des oscillateurs

Ces résistances talons font que les tensions d'alimentation des oscillateurs ne peuvent pas descendre en dessous de 4-5V, autrement dit, les oscillateurs démarrent toujours ...

J'ai réglé les potards de façon à avoir +11V sur les 2 oscillateurs, pour me remettre dans les mêmes conditions que les mesures précédentes. Voici le signal BF suivant la fréquence :


300Hz, on retrouve à peu près la même forme




900Hz




1800Hz

J'ai relevé également les signaux sur les 2 grilles de commande de la EK90 (V2), c'est-à-dire les sorties des oscillateurs donc :


En haut, grille G1 (oscillateur fixe). En bas, grille G3 (oscillateur commandé)

On voit qu'on a à peu près 10Vcàc et un clamping à +3V pour les 2 signaux.


Variation de la forme du signal :

Maintenant, que se passe-t-il si je fais varier la tension d'alimentation de chaque oscillateur ?
Celle-ci peut varier de 5 à 25V environ. On a donc pas mal de possibilités. Voyons si en jouant sur les 2 réglages, on peu avoir des formes différentes (fréquence de l'ordre de 700-800Hz) :


alim oscillateur fixe = 7,3V / alim oscillateur commandé = 25,7V




alim oscillateur fixe = 26,3V / alim oscillateur commandé = 13,5V




alim oscillateur fixe = 19,5V / alim oscillateur commandé = 10,0V




alim oscillateur fixe = 11,5V / alim oscillateur commandé = 7,0V

Voilà qui est intéressant : on peut passer d'un signal quasi sinusoïdal à un signal bien déformé.
Cela veut dire que je pourrais munir les potards de boutons-index et de cadrans gradués afin de repérer facilement les différents timbres obtenus.
Il suffirait donc que le musicien expérimente au début en modifiant les réglages, note les combinaisons des 2 réglages, pour que par la suite, il puisse "programmer" le timbre à sa convenance.
Je pourrais par exemple graduer le premier cadran avec les lettres A,B,C,D ... et le second avec les chiffres 1,2,3 ... Ainsi, tel timbre correspondrait à la combinaison A3, tel autre à C5 etc.

On notera que l'amplitude du signal BF varie également un peu suivant les réglages, mais pas tant que ça finalement. Je verrai par la suite si c'est gênant ou pas.

Arrivé à ce stade de l'étude, je dois réaliser un bâti-support afin de maintenir le châssis avec ses bobines et les deux antennes suivant leurs positions relatives finales.
En effet, les commandes étant basées sur l'effet capacitif de la main, il convient que les antennes ne bougent pas. Il faut donc un support pour solidariser celles-ci par rapport aux bobines de glissement.
Le bâti que je me propose de faire respectera les dimensions finales, à savoir :
- la position du châssis et de l'alimentation générale
- la position des 2 antennes
- la hauteur par rapport au sol des antennes

Autre contrainte : pouvoir accéder au câblage, c'est-à-dire pouvoir retourner l'ensemble. Cela veut dire que le support de l'antenne de pitch devra pouvoir pivoter.
Enfin, les prises d'antennes seront identiques à celles du boitier final. En résumé, ce bâti ressemblera à un boitier final mais sans parois extérieures.


Voici quelques photos de la construction de ce bâti :



Les 2 côtés assemblés. Les morceaux verts sont des moulures de chambranles de porte ....
1 : pieds (1 m de longueur)
2 : tasseau support du compartiment alim (largeur 30 cm)
3 : tasseau support du compartiment châssis
4 : tasseau support d'antenne de pitch
5 : écharpe d'équerrage






Assemblage des côtés afin de former le support




Installation du châssis sur les tasseaux




La fixation se fait par 2 vis qui maintiennent les supports en bois des bobines




Fixation de l'écharpe d'équerrage

Cette écharpe est nécessaire, sans elle, le bâti a tendance à se vriller, donc à ne pas être très stable. Evidemment, on doit l'enlever pour retirer le châssis, mais comme normalement, on peut accéder à tous les organes, il ne sera pas nécessaire justement d'enlever le châssis !


Vue arrière du châssis installé




Vue de l'avant. L'écharpe ne gêne pas la manoeuvre des boutons




Détail de la position du châssis à l'avant, contre les têtes de vis




Vissage de cales pour maintenir le châssis lors des retournements éventuels




Voilà, le châssis est immobilisé sur le bâti




Retournement complet




Le câblage est bien accessible, parfait !




D'où l'intérêt des cales ....





Vue de l'arrière, détails des vis de fixation




L'axe de la prise d'antenne de pitch




L'axe de la prise d'antenne de volume

Voilà, je vais pouvoir continuer les essais ....

Prises des antennes

Pour plus de facilité, j'ai choisi d'utiliser des jacks 6,35. Il faut donc installer les prises correspondantes.
Il faut une prise pour l'antenne de pitch et 2 pour l'antenne de volume.
Ainsi, il sera aisé de démonter les antennes pour le transport ou le rangement de l'instrument (pour ne pas risquer d'endommager les antennes)

La difficulté réside dans le fait que les supports sont en bois épais, il faut donc y pratiquer des lamages pour pouvoir insérer les prises jacks...


Prise antenne de pitch : le lamage a été fait à la mèche à bois de 24




Vissage de l'écrou (avec la rondelle !)




Soudage du fil de connexion (l'âme et la masse sont reliées ensemble)




Raccordement du fil à la bobine de glissement




Revissage du tasseau support




Prises d'antenne de volume : mêmes opérations que pour l'antenne de pitch




Raccordement du fil à la bobine de glissement. La prise non raccordée ne sert que de support mécanique



Antennes

J'ai deux antennes à réaliser : une droite (pitch) et une boucle (volume).
D'après la documentation d'origine de RCA, l'antenne droite mesure 44 cm (17,5"), l'antenne boucle mesure 31 cm (12,5") dans sa longueur.
Pas trop de problème à faire l'antenne droite, mais la boucle est particulière. Heureusement, j'ai une photo sur laquelle j'ai porté les dimensions approximatives :


L'antenne de volume

Sachant que sa longueur faisait 31 cm, j'ai déterminé les autres dimensions par proportion en mesurant sur l'écran du PC.
On voit qu'en fait, on a une boucle qui fait à peu près 2/3 cercle et une contre-boucle. J'ai noté les diamètres de courbure.

Voici un dessin de l'antenne que je me propose de fabriquer :


(cliquer sur le plan pour télécharger le PDF)

Les 2 antennes seront faites en tube de laiton de 8mm (dia ext.).
Ces tubes de laiton sont vendus en 50 cm de long. Or cette antenne aura un développé de l'ordre de 80. Je suis donc obligé de la faire en 2 morceaux au moins.
En fait, je vais la faire en 3. Les flèches vertes indiquent les sections. Les sections B et C sont à couder, la section A est droite.
Pour l'assemblage, j'insèrerai dans les 2 tubes un tube de diamètre 6 et je souderai la jonction à l'étain. Si cela se voit trop, je pourrais toujours peindre l'ensemble ...


Pour les raccordements, il me faut des jacks 6,35. Je vais en récupérer sur des raccords que j'avais (mais qui sont coudés), et je n'aurai qu'à les souder sur le tube de cuivre ...
Il faut que je désosse les prises pour ne garder que le fut et l'âme :


Un trait de scie dans la longueur




La fente est agrandie : le fut est desserti, il ne tient que par le rivetage de l'âme




Un autre trait de scie dans l'autre sens




et le fut est libéré !

Je ne vais pas réutiliser le fut, je préfère utiliser un tube de laiton qui pourra, en étant plus long, entrer dans le tube de 8. Mais ce qui est intéressant, c'est de récupérer le contact central !
J'ai reçu les tubes de laiton commandé :
du 8 mm extérieur, 6 mm intérieur (donc épaisseur 1 mm)
du 6 mm extérieur, 5,4 mm intérieur (donc épaisseur 0,3 mm). Ce diamètre intérieur permet d'y insérer la pièce noire isolante du contact jack



j'ai soudé un fil étamé au bout du contact central et j'ai coupé un bout tube de 6




Le contact intérieur est enfoncé dans le tube et le fil est soudé : attention à ne pas mettre de soudure à l'extérieur du tube !
Il faut repérer la limite d'insertion dans le tube de 8 (flèche)
Ainsi, c'est le tube de 8 et la soudure qui viendront en butée sur le canon filetée de la prise jack



Soudage du tube de 6 dans le tube de 8

A l'autre bout de l'antenne de pitch, j'ai soudé un embout récupéré sur une vieille tringle à rideaux :



Et voilà l'antenne fabriquée, insérée dans sa prise jack :



Passons maintenant à l'antenne de volume .... là, c'est moins facile !


Fabrication du gabarit de cintrage

Le cintrage se fait en chauffant au chalumeau mais débit minimal, sinon, gâre aux trous dans le tube !


Cintrage du morceau le plus facile




Cintrage de l'autre morceau

Il faut s'y prendre petit à petit à chauffant une zone de 5 cm, poser le tube contre le gabarit et le cintrer à la main, et recommencer en chauffant la zone suivante ...
Il faut veiller à ce que le tube soit toujours dans le même plan et si besoin, le redresser en chauffant.


Voilà les 2 morceaux cintrés. Bien sûr, ils doivent être coupés




Le coupe tube est bien utile ...




Un des morceaux coupé à longueur, conformément au plan

Il faut maintenant assembler les morceaux ...



Des tubes de 6 mm introudits dans les sections serviront à les assembler

J'ai eu un peu de mal à souder. J'ai d'abord voulu le faire au chalumeau et à l'étain ... trop chaud, ça oxyde trop vite. Puis au chalumeau et à l'argent : aïe, j'ai failli traverser. Enfin, j'ai soudé à l'étain au gros fer à souder :


Pour l'instant, je n'ai pas soudé les contacts jack

Maintenant, il faut améliorer l'état de surface :



Un bon meulage (sans traverser, évidemment)




Masticage (syntofer carrosserie)




et ponçage au 80, 120 et 240

On peut maintenant souder les embouts jack :



Puis passer à la peinture :


Préparation des attaches de suspension. Le chatterton épargne les futs des contacts jack qui ne doivent pas être peints




Les peintures Julien sont les meilleures. J'en ai pris une "or" effet métal, on va voir ce que ça donne ...




Deux couches suffisent

Et voilà les antennes installées :







Voilà, les antennes sont finies.

Comme déjà dit, je vais déporter les potards de réglage des tensions d'oscillateur à l'arrière du châssis afin qu'ils soient accessibles facilement.
J'ai juste une sorte de boite à réaliser en PLA imprimé 3D :


La boite vue de l'intérieur. Les 2 vis serviront à la fixer au châssis

Comme je veux que les vis soient cachées par le cadran, je dois les coller à la boite :


La boite vue de l'intérieur. Les 2 vis serviront à la fixer au châssis




Une foix introduites, les vis sont serrées à l'aide d'écrous et rondelles, le temps que la colle prenne ...

Pendant ce temps, j'ai imprimé le cadran :


(Cliquez sur le cadran pour télécharger le PDF)




Le cadran est d'abord plastifié




Puis les potards sont vissés à l'aide de leurs écrous qui retiennent le cadran. Les boutons flèches sont parfaits pour cette application !




Raccordement de 3 fils (rouge = +B, blancs = alim oscillateurs). Entourées, les résistances talon R10 et R20.




Installation du boitier à l'arrière du châssis, entre les 2 bobines




Câblage de l'alimentation 60V sur les cosses-relais




En jaune : raccordements des potards aux oscillateurs, en rouge : zone où étaient les potards et l'alim 60V ....

Cet étage comprend une triode commandée par sa tension anodique; ainsi, son gain peut varier lorsque celle-ci varie :


Triode commandée

Comme le signal BF qui est généré par l'oscillateur de pitch a une amplitude suffisament grande, même trop grande, l'étage BF n'a pas besoin d'avoir beaucoup de gain.
D'où la faible résistance d'anode (1,5k). Pour le reste, rien de bien compliqué : polarisation automatique et liaisons alternatives.

J'ai mesuré le gain de cet étage en fonction de la valeur de la tension B3 d'alimentation :


Gain de l'étage

En injectant 2V, on a un gain de 2,5 avec 100V d'alim et de 1,65 avec 25V. Autrement dit, il faudra s'arranger pour ne pas avoir plus de 25V en alimentation pour pouvoir baisser suffisament l'amplitude BF avec l'oscillateur de volume.
Il suffit alors de connecter le filament de V4 de l'oscillateur de volume sur l'alim B3 :


Connexion de l'oscillateur de volume vers l'étage BF

V4 agit donc comme une résistance variable en série avec le circuit anodique de la triode BF.
C44 élimine les résidus HF de l'oscillateur qui pourraient provoquer des chuintements pas interférences.

Cet étage BF tel quel, a une impédance de sortie trop élevée si on veut avoir une liaison extérieure longue. Il lui faut adjoindre un second étage, un adaptateur d'impédance. Cela tombe bien, il reste une triode dans V5 ... :


Etage complet de la sortie BF

La seconde triode est câblée en anode commune, son gain est 1, mais son impédance de sortie est très faible (de l'ordre de quelques centaines d'ohms !).
La polarisation est automatique dans la catode (R54/C54), et la grille est connectée à l'étage précédent par un condo C53. La sortie se fait sur coaxial qui ira dans le futur module alimentation sur lequel on trouvera la prise RCA de sortie.

Il est temps d'essayer tout ça .... Provisoirement, la sortie est connectée sur un HP haute impédance (muni d'un transfo); le niveau sera forcément faible mais audible.
Voici une photo du circuit de l'étage BF :


Câblage du circuit BF autour de V5
Le coaxial noir est soudé sur la barrette de cosses et le HP y est relié par pinces crocos.

Résultats :

Deux défauts sont repérés :
- le niveau sonore est très faible car la tension +B3 n'est que de quelques volts au maximum (il faut donc supprimer R44...)
- le niveau minimal n'est pas nul car la même tension +B3 ne s'annule pas (j'ai oublié R43 ...)

Une fois ces 2 petits détails réglés, le niveau sonore est suffisant, il varie bien à l'approche de la main de l'antenne de volume (même si la variation me semble lente)


J'ai donc relevé les réglages suivants :
- pour la position médiane du bouton de volume en face avant,
- pour un positionnement du bas de la bobine mobile L43 à 14 mm du bas de la bobine L42,
- +B3 = +15V

Voici le schéma de l'oscillateur de volume auquel j'ai enlevé la résistance R44 :


Suppression de R44.
Il reste R43 (100k) à connecter entre +B3 et le point commune R41/R42 ...




Pour finir, voici le schéma complet actuel :


Schéma complet en PDF
Notez la résistance R33 de forte valeur qui sert à atténuer le signal trop fort issu de l'oscillateur pour attaquer l'étage BF.