Révision de l'oscilloscope RIBET & DESJARDINS type 268A



1. Présentation

Voici un petit oscillo des années 50 :


Commandes réduites au strict nécessaire, boitier assez petit :


Sur le dessus, à l'arrière, l'accès aux plaques de déviation et aux réglages du spot :


l'écusson du constructeur :


l'arrière comporte 4 pieds ce qui permet de poser l'appareil debout, écran vers le haut, ou d'enrouler le câble sectuer :




2. L'intérieur

L'ouverture est simple : 2 vis à l'arrière à enlever :


et le capot se soulève par l'arrière :


Voici le châssis :

quelques condos ont déjà été changés (les jaunes)
Le dessus; il y a 2 lampes au-dessus du tube cathodique :


l'arrière; tiens, il y a un néon ...


le côté gauche; on dirait bien l'alim : il y a une valve et aussi une double diode 6AL5 :


en bas, une grosse lampe octale qui dénote, c'est le thyratron :


la plaque de fond est retenue par 2 vis :


on découvre alors mieux le transfo d'alim et les circuits d'entrée :




3. Le schéma

Pour relever le schéma, il y a très peu de choses à démonter, uniquement le tube cathodique, du moins si on veut connaitre son type ...
Il y a juste une vis sur le collier qui retient le tube à l'arrière :



Il faut alors enlever le connecteur arrière et aussi les 2 vis avant de l'enjoliveur. Le tube peut alors être extrait par le trou de la face avant :


Voici donc le schéma, fonction par fonction :

Alimentation générale



rien de bien particulier, le +B général est fabriqué classiquement par une valve biplaque, filtré par un pont en pi C-L-C.
Une HT négative, -B est fabriquée par un redressement bialternance aussi, mais par une petite doubel diode 6AL5, filtré simplement par une cellule RC.
Une autre tension négative, -C est stabilisée par un tube néon.

+B est de l'ordre de 350V, -B de -400V et -C de -60V.

Alimentation du tube cathodique



On retrouve le pont diviseur de tension classique pour créer les différentes polarisations des électrodes du tube. Ce pont est alimenté par près de 750V en tout.
On voit les 2 réglages de lumière (qui agit sur la tension de Wehnelt) et de concentration (qui agit sur les 1° et 3° anode).
L'anode N°2 est relié à une tension fixe de l'ordre de 250V.

Les plaques de déviation sont reliées à 2 systèmes de cadrage. A noter que l'attaque des plaques de déviation verticale est symétrique, mais que l'attaque horizontale ne concerne qu'une seule des plaques, l'autre étant reliée au même potentiel fixe de l'ordre de 250V.

Enfin, une entrée "Z" permet de moduler la luminosité de la trace (soit pour faire une TV, soit pour faire des mesures de fréquence par la méthode des pointillés)...

Base de temps



Un commutateur permet de choisir une gamme parmi 4, et une 5° position permet de passer en mode XY, c'est-à-dire de supprimer la relaxation de la dent de scie et d'autoriser l'entrée X.
Sur cette position, V1 est un ampli de tension, chargé par la résistance R30. Le thyratron V2 est mis hors-circuit.
Sur les 4 autres positions, V1 est un générateur de courant réglé par le potentiomètre R27. Ce générateur de courant charge un des condos C10..C13 -selon la gamme choisie- et lorsque la tension aux bornes de clui-ci dépasse une certaine valeur, le thyratron V2 s'amorce et décharge très rapidement le condo, et le cycle redémarre.
La tension sur l'anode de V1 est une dent de scie à pente négative. Le thyratron est synchronisé sur sa grille par le signal issu de l'ampli vertical, ce qui permet de stabiliser la trace sur l'écran.

A noter le cavalier "3" qui permet d'isoler la plaque X1 de la base de temps, afin de lui injecter une forte tension par exemple. Le condo C9 permet de supprimer la composante continue (ou non) de cette forte tension extérieure. En mode interne, le cavalier peut être mis indifféremment sur la borne du bas ou du haut puisque le cadrage X se situe après, c'est-à-dire sur les plaques du tube.

Ampli de déviation verticale



Cet ampli comporte 3 tubes : V3 en ampli de tension, et V4/V5 en push-pull de tension, monté en déphaseur de Schmitt (grille de V5 à la masse, attaque sur la grille de V4, cathodes reliées).
Rien de particulier, si ce n'est les 3 bobines Hazeltine qui permettent de gagner un chouia sur la fréquence de coupre haute ...
De même la cellule R44/C22 permet de compenser en bas de la bande, la présence de C23.
R58/C26 prélèvent une partie du signal vers la grille du thyratron, c'est le signal de synchro.

Atténuateur d'entrée Y



C'est, bizarrement, la foncion la plus compliquée de l'oscilloscope ! Pourtant, on pourrait penser qu'un simple ensemble de quelques résistances aurait pu suffire...
On retrouve bien une connexion directe, sur la position du bas des commutateur. Sur celle-ci, le signal n'est pas atténué : il transite par C15, donc sa composante continue est supprimée, et va vers la grille de V3, par "eaY".
Mais la résistance R37 injecte une polarisation sur la grille de V3, polarisation créée par le pont diviseur R38/R39 alimenté par la tension -C.
Autrement dit, on a une polarisation fixe de la pentode V3 de tension.
Sur les autres positions du commutateur, outre les résistances d'atténuation (R35/R38 et R36/R59), on trouve 2 condos ajustables C16 et C17 qui permettent de compenser la capacité parasite du câblage et de la lampe V3 (c'est le même réglage qu'on a sur une sonde d'oscilloscope moderne), mais aussi un réseau de compensation en fréquence assez compliqué : R34/C18/C19/C20 qui doit jouer surtout en fréquence basse.
On peut remarquer que la polarisation n'est pas la même selon la gamme choisie, ce qui doit faire varier un peu la pente de la pentode V3.

Le schéma complet est téléchargeable en PDF, ICI



4. Essais

Alimentation générale
L'essai consiste à mesurer simplement les tensions :


J'ai changé les valves par acquis de conscience, et j'ai poussé un peu le second condo de filtrage car il restait un bon ronflement ... mais sans trop changer les valeurs de tensions. En fait, celles-ci sont peu critiques, et dès lors que les valves et les condos sont bons, on ne peut qu'obéir à la tension secteur !
A noter tout de même qu'il règle une ddp de près de 750V ...

Alimentation du tube cathodique
De même, l'essai consiste à mesurer les tensions sur la chaine potentiomètrique, histoire de vérifier qu'aucune résistance n'est coupée ...
Pour cet essai, on met le commutateur de base de temps sur la position 5, "AH", c'est-à-dire que le thyratron n'oscille pas. On ne met rien en entrée verticale, par conséquent, on doit obtenir un point central.
Pour cela, on ajuste les cadrages, la lumière et la concentration pour obtenir un point le plus fin possible, et au centre de l'écran. Les tensions sont alors les suivantes :


Tout va bien de ce côté là ...

Amplificateur vertical
La première mesure consiste à vérifier les tensions de la chaine comprenant V3-V4-V5 :


On constate que les tensions sont les mêmes sur V4 et V5, ce qui est logique pour un étage symétrique.

La seconde mesure est en fait une série de relevés d'oscillogrammes afin de quantifier l'amplification et la sensibilité de l'amplificateur.
Il faut pour cela définir une référence. Par exemple, on va s'arranger pour obtenir sur l'écran une trace dont la hauteur fait 5 cm :


Lorsqu'on injecte sur l'entrée un signal - mettons rectangulaire, de fréquence quelconque, 1000Hz par ex - et on va relever les chronogrammes le long de la chaine d'amplification; tout d'abord, en position "1" (directe), la tension sur une des plaques verticales, l'oscillogramme "D" :


on obtient :

Autrement dit, le tube a une sensibilité de 40V/cm (car sur l'autre plaque, on a la même tension en opposition de phase, total = 200V pour 5 cm)

Puis on remonte la chaine et on relève les oscillogrammes C et B (B en sortie d'atténuateur) :


on obtient pour C :

Donc l'ampli symétrique a un gain de 20 environ ..
et pour B :

128 mV ! Donc le gain de V3 est de 40 environ (5 / 0,128).
et par conséquent, l'amplificateur vertical seul (sans atténuateur, ou bien sur la position "1" directe) a une sensibilité de : 25 mV/cm environ (128/5).

Maintenant, pour mesurer la sensibilité des autres positions, il faut relever l'oscillogramme sur l'entrée, tout en conservant une trace de 5V de hauteur :


Position 2, voici le signal à l'entrée pour 5 cm sur l'écran :

1,5V ; Donc la sensibilité sur cette gamme est de 0,3 V/cm (10 fois moins normalement)

Position 3, voici le signal à l'entrée pour 5 cm sur l'écran :

14V ; Donc la sensibilité sur cette gamme est de 2,8 V/cm (100 fois moins normalement)

Enfin, position 4, voici le signal à l'entrée pour 1 cm sur l'écran (car mon générateur ne peut pas envoyer plus...):

28V ; Donc la sensibilité sur cette gamme est de 28 V/cm (1000 fois moins normalement)

En conclusion, l'atténuateur n'est pas trop mal calibré. Ce qu'il faut retenir, c'est la sensibilité maximale, en position "1", gain Y à fond : 25 mV/cm, ce qui est loin d'être ridicule pour ce genre d'appareil !
On reviendra sur l'ampli vertical pour régler les compensations, une fois la base de temps vérifiée.

Base de temps
Pour cette fonction, il est inutile de mesurer les tensions continues puisqu'en fait il n'y en a pas !
Une première vérification, visuelle, en utilisant l'écran de l'oscillo, consiste, en passant le commutateur sur les positions 1 à 4, à constater qu'on obtient un trait horizontal si l'entrée Y ne reçoit aucun signal extérieur (ou bien qu'une trace apparait dans le cas contraire)
Ensuite, le mieux est de relever l'oscillogramme sur la borne B (anode de la pentode de charge) :


Et là, je tombe sur un problème : la trace n'est pas stable, elle saute d'une manière chaotique, d'une fréquence à une autre, et en plus, il suffit de tapoter l'ampoule du thyratron pour passer de l'une à l'autre !
Voici les oscillogrammes relevés lors du phénomène, par exemple, on peut avoir :

Dans ce cas, la trace a une longueur assez faible, environ la moitié de la largeur du tube, d'ailleurs on le voit à l'amplitude de la dent de scie, 200V.
La fréquence est de 30 Hz (position 1)

Autre situation :

Dans ce cas, la trace a une longueur à peu près normal, couvrant presque la largeur du tube, l'amplitude de la dent de scie est de 300V.
La fréquence est alors de 23 Hz (sans avoir touché au vernier !)

et enfin, on peut même obtenir un relevé qui englobe les 2 cas :

on obtient à l'écran deux traces de longueur différente, et si on veut visualiser un signal, on obtient 2 traces qui ne se superposent pas et qui "clignotent".

Conclusion : le thyratron est HS

Quelques jours de livraison plus tard, et voici le nouveau thyratron :


tout d'abord, la trace est bien plus large et en tous cas, stable :


Voyons la dent de scie ... position 1, vernier à fond à droite :

L'amplitude est de près de 300V, la période de 17,5 ms (57 Hz). Notons la décharge bien plus rapide qu'avec l'ancien thyratron !

Position 2 :

L'amplitude est de plus de 310V, la période de 1,73 ms (580 Hz).

Position 3 :

L'amplitude est de plus de 330V, la période de 180 µs (5,6 kHz).

et pour finir, position 4 :

L'amplitude est de près de 350V, la période de 19,9 µs (50 kHz).

Voilà, tout va bien avec un thyratron neuf !!

Amplificateur vertical
On peut maintenant régler les condensateurs de compensation de l'atténuateur :


C16 compense les 2 positions "1/1000" et "1/100", C17 ne compense que la position "1/10".
L'idée est d'injecter un signal rectangulaire, d'amplitude suffisante selon le calibre, pour obtenir une trace de plusieurs cm de hauteur :

Puis de régler l'ajustable concerné pour obtenir une trace bien rectangulaire; pas arrondie :

ni pointue :

On procède de même façon pour les 2 ajustables, pour les positions "1/10" et "1/100". A noter que malgré un bon réglage de C16 sur la position "1/100", la position "1/1000" manque de compensation. Peut-être une résistance a-t-elle un peu varié... je laisse en l'état !


Enfin, il reste une mesure intéressante, c'est la fréquence de coupure haute de la chaine verticale. Voici comment procéder :
Sur la position gain maxi, direct (1), on injecte un signal de 1kHz dont on règle l'amplitude pour obtenir 5 cm de hauteur :

puis, on augmente la fréquence du générateur jusqu'à ce que la hauteur de la trace diminue jusqu'à ... 3,5 cm :

on note alors la fréquence : 620 kHz. Cette valeur est la fréquence de coupure haute, correspondant à une diminution de 3dB (5cm / racine de 2 = 3,5 cm)

Voilà, les mesures sont finies, il reste maintenant à peaufiner : nettoyer les contacts des commuateurs, les potentiomètres, le châssis, faire le tour de l'appareil pour repérer le moindre défaut, mais le plus gros est fait !



J'espère que cette remise en route vous aura convaincu que même quand c'est un appareil simple, un oscilloscope est facile à réparer et à vérifier et peut encore servir dans un labo de TSF!