Une des activités de l'amateur de vieilles radios est la réalisation de bobines : accord, oscillateur, transfos HF, transfos FI.
Oui mais, comment les réaliser correctement si on ne peut pas les mesurer ?
Ce montage très simple et pourtant efficace, permet de mesurer l'inductance de n'importe quelle bobine.

Ce n'est pas un appareil autonome, partant de la constatation que l'atelier de l'amateur comprend forcément un générateur HF et une alimentation pour tubes, ce montage s'utilise avec :
- un générateur HF bien étalonné
- un fréquencemètre (facultatif) si le générateur n'est pas étalonné
- une alimentation standard : 240V CC et 6,3V CA
- un tableau Excel de calculs qui donne l'inductance et la capacité répartie

En moins de 5 minutes, une bobine est mesurée !

Voici le schéma fonctionnel :


La bobine, Lx, est accordée par un condensateur de valeur connue, Co, formant alors un circuit bouchon résonant à la fréquence Fr.
Ce circuit bouchon est attaqué en courant par un convertisseur tension-courant
Ce convertisseur reçoit sur son entrée la tension sinusoïdale produite par un générateur HF externe.
A la résonance, l'amplitude de la tension présente aux borne du circuit LxCo est maximale, alors qu'elle est quasiment nulle pour les autres fréquences.
Cette tension est ensuite détectée classiquement par une diode, puis filtrée et envoyée sur l'amplificateur de puissance.
Cet amplificateur fonctionne en tensions continues; lorsque la tension sur son entrée est nulle, le courant de sortie est maximal; inversement lorsque la tension d'entrée est fortement négative, le courant de sortie est minimal, voire nul.
La charge de l'amplificateur est une ampoule à incandescence d'une dizaine de Watts sous 220V.
A la résonance, la tension d'entrée de l'ampli, fortement négative fait que l'ampoule est éteinte.
En dehors de la résonance, la tension d'entrée est nulle, l'ampoule est allumée.

La mesure se fait alors de la manière suivante :
- à la mise sous tension, après la période de chauffage, l'ampoule s'éclaire à fond
- on injecte alors une tension HF de 5V d'amplitude sur l'entrée HF
- on balaie en fréquence pour obtenir l'extinction de l'ampoule.
- on peut alors affiner le réglage en diminuant l'amplitude de la tension HF d'entrée, et en règlant doucement la fréquence.
- on note la fréquence de résonance.

On peut simplement procéder ainsi, en une seule mesure, et connaissant la capacité du condensateur d'accord, appliquer la formule de Thomson, mais il est préférable de faire deux mesures :
- une avec un condo connu, de valeur Co
- une seconde avec un condo de valeur 2xC0

Avec ces deux mesures, on obtient 2 fréquences de résonance qui devraient être dans un rapport racine de 2 si la capacité répartie de la bobine était nulle, mais ce n'est pas le cas.
En utilisant un tableur, on peut, avec ces deux fréquences et la valeur de C0, obtenir l'inductance et la capacité répartie.

Voici le schéma de principe :



-La pentode de la EBF80 a une grande résistance interne, donc n'amortit pas le circuit bouchon Lx/Co.
-Notez l'inter K qui permet de mettre les deux condos C3 et C4 en parallèle, passant de Co à 2Co.
-Elle isole donc le générateur HF et le circuit oscillant, procurant en plus du gain.
-Les deux diodes sont mises en parallèle, le circuit de détection comprend C5 et R4.
-le filtre passe-bas R5-C6 élimine la composante HF.
-La EL84 est montée en triode, sa charge est l'ampoule. Notez qu'elle n'est pas polarisée : elle travaille en tension continue et on ne cherche pas la linéarité !

Le montage nécessite du 6,3V pour le chauffage des lampes,(non représenté sur le schéma) et une HT de 250V (mais non critique et qui dépend aussi de l'ampoule utilisée)
Bien sûr, n'importe quelle lampe peut convenir :
- EAF41, EAF42, EBF89, UAF41, UAF42, UBF80, 6B7 ...
- EL86, 6F6, 42 ...
Mais on pourrait aussi utiliser :
- 6H8 et 6M6
- EF6 et EBL1
En fait, une pentode HF, une pentode BF de puissance et une diode soit dans la première, soit dans la seconde, soit même séparée :
- 6BA6, EB91, 6AQ5
Bon, vous avez compris, le type des lampes n'est pas critique, et suivant votre stock de lampes et de transfo pour l'alim, vous prendrez celles qui conviennent le mieux !

Voici le plan d'implantation du montage, et le typon

Bien entendu, rien ne vous empêche de réaliser ce montage en volant, à l'ancienne. Voici pour mémoire les brochages des lampes :


Pas de difficulté particulière, les douilles bananes font office de pieds, donc attention aux court-circuits !


Je laisse à chacun le loisir de faire un boitier pour intégrer ce proto.
Une fois la carte gravée et percée, il suffit de l'équiper. Les supports de lampes sont des modèles en stéatite à souder sur circuits imprimés (qu'on trouvait dans les TV des années 65).


L'ampoule peut être une ampoule d'éclairage de frigo, four ou machine à coudre de 10W environ.
La voici accompagnée des deux lampes :


Je n'avais pas de douille, alors j'ai fait un boudin à l'aide de fil de cuivre pour le contact extérieur; Pour le contact central, il suffit de souder une vis laiton de petit diamètre.


Les raccordements à effectuer sont :


L'interrupteur à glissière est un modèle courant, mais rien ne vous empêche d'en mettre un autre aux bout de 2 fils.


Les 2 condos d'accord sont de préférence, identiques, de précision, mais leur valeur n'est pas critique : choisissez une valeur comprise entre 100 et 500 pF.


Le reste est standard, pensez à prendre des condos de qualité isolés à 250V au moins.
Les résistances de 18k sont des 1W (notez bien que la valeur n'est pas critique, j'ai mis des 22k sur le proto)

Pour vous montrer que l'utilisation de ce montage est simple, je vous propose quelques photos et une vidéo.
Voici le montage alimenté, avec une bobine à mesurer:


La fréquence est alors de :


L'ampoule est fortement allumée, on est loin de la résonance. Augmentons la fréquence du générateur; à un moment donné, l'ampoule baisse d'intensité :


la fréquence est de :


continuons d'augmenter la fréquence...l'ampoule s'éteint :


à la fréquence de :


C'est la fréquence de résonance. Si on continue d'augmenter la fréquence, l'ampoule séclaire de nouveau :


La fréquence est alors supérieure à la fréquence de résonance :


enfin, si on continue, l'ampoule s'éclaire de nouveau au maximum :


la fréquence est de :


Notons la fréquence de résonance : environ 783 kHz. Notons la position de l'interrupteur : "Co".

Cette mesure est à refaire pour l'autre position de l'interrupteur, "2Co". On trouvera une fréquence de résonance inférieure, bien entendu.

Voici maintenant la vidéo des deux mesures (attention : 18 Mo !!!)

J'ai donc mes deux mesures :
- avec Co = 274 pF Fr=793,6 kHz
- avec 2Co =548 pF Fr=573,5 kHz
Je dois maintenant procéder aux calculs. Mais l'amateur radio n'est pas forcément mathématicien, alors voici un tableau Excel qui va faire le boulot :


Vous pouvez le télécharger ici

Je remplis les 4 cases entourées par les valeurs ci-dessus:


Notez que j'ai utilisé des condos de 274 pF 2%.
Une fois que vous aurez entré les valeurs des condos, pour les mesures suivantes, vous n'aurez plus qu'à rentrer celles des deux fréquences !

et je lis le résultat à droite du tableau :


Voici les valeurs :
- L = 134 µH
- Co = 26 pF
Le tableur donne aussi la fréquence propre de la bobine, c'est-à-dire la fréquence de résonance sans condo ajouté :
Fp = 2721 kHz.

Voilà, ce n'est pas plus compliqué ... Il suffit de sauvegarder le fichier Excel de chaque bobine pour se constituer un ensemble de données qui faciliteront la réalisation de vos futures bobines.

Note : dans le tableau, K est le rapport entre les deux fréquences; si la capacité répartie était nulle, K serait égal à racine de 2. Autrement dit, la valeur maximale de K² est 2. Plus K² est éloigné de la valeur 2, plus la capacité répartie est élevée.

On peut remplacer l'ampoule et la pentode de puissance par un oeil magique de type EM80, 81 ou 84 (si du moins on se limite au culot noval); voici le schéma :


Le fonctionnement général est inchangé sauf que l'indicateur réagit à l'envers de l'ampoule :
A la résonance, il sera complètement fermé
en dehors de la résonance, il s'ouvrira.

Voici les plans d'implantation du montage, et les typons pour l'utilisation d'un EM80/81 ou d'un EM84.

En effet, les EM80 et EM81 ont le même brochage mais il est différent de celui de l'EM84. D'autre part, l'axe de visée n'est pas le même, ce qui veut dire qu'il faut tourner le support d'un angle différent.
Voici la carte électronique équipée de la EBF80 et d'un indicateur cathodique:


Remarquez quelques composants différents de la première carte pour vous prouver que les valeurs ne sont pas critiques :
22nF à la place du 4,7nF et du 15nF
150pF 2% à la place des 274pF 2%
330 pF à la place du 100pF
330kohm à la place de la 150kohm
2,2Mohm à la place des 3,3Mohm

J'ai simplifié les raccordements en soudant carrément des fils vers l'alim, le générateur et la bobine (qu'on ne voit pas mais qui est sur le côté)
De cette manière, on pourrait facilement intégrer cette carte dans un boitier...

sans flash, on peut voir la tâche cathodique :


Connaissez-vous la différence entre un EM80 et un EM81 ?
Voici deux vidéos; la première, c'est un EM80, la seconde, un EM81.
Dans les deux cas, la vidéo débute à fréquence basse (yeux ouverts) et s'arrête lorsque j'ai réglé la fréquence à la résonance (yeux fermés complètement)

Voici ce banc de mesure industrialisé par Bernard :






Alors là, c'est fort : on dirait un appareil du commerce !

Daniel a utilisé ses fonds de tiroir pour réaliser son selfmètre, seul le boitier a été acheté :




J'adore ce type de réalisation DIY ! (en français, FLVM = faites-le vous même)