RTL revient sur les Grandes Ondes
Alain Bertout F6KFA
Philippe Loutrel F6KFA
Situation
Face à la crise énergétique et à la nécessité d’améliorer son bilan carbone, le Groupe M6 a mis en place un plan de sobriété. Dans ce cadre RTL a cessé sa diffusion en Grandes Ondes depuis 1er janvier 2023. Cette diffusion était considéré comme très énergivore (elle mobilisait l’électricité correspondant à la consommation annuelle de 3.000 Français). RTL sera ainsi la dernière des radios à arrêter sa diffusion en grandes ondes.
Que faire donc de nos anciens récepteurs GO ( poste de TSF ) ?
Fonctionnement
Il s’agit d’utiliser une méthode simple pour reproduire localement le signal RTL Nous avons retenu pour cela l’utilisation d’un microcontrôleur Arduino Nano (ou d’un ESP32 pour capter directement RTL sur internet en WiFi). La précision et la stabilité du signal HF sont garanties par le quartz de l’Arduino.
Le signal analogique à basse fréquence de RTL peut avantageusement provenir du petit montage que nous réalisons actuellement en kit au Club Radio F6KFA.
Récepteur FM en kit ( ~ 2 € )
Ce signal BF pilote un circuit à transistor NPN 2N2219 ou 2N2222 de type collecteur commun ( ou émetteur suiveur ). Un pont diviseur résistif ( 3.3k/10k) assure un niveau d’environ 3,7V sur la base du transistor donc de 3V sur l’émetteur ce qui assure un fonctionnement symétrique entre 2V à 4V. un condensateur électrochimique de 20 µF coupe la composante continue vis-à-vis de l’entrée BF « Audio RTL ».
Le schéma électrique ci-après décrit les constituants de la solution:
L’émetteur du transistor va alimenter en tension alternative et continue un circuit logique CMOS de type 74HC4049 ou 74HC4050. Ces composants électroniques ont été parfaitement conçus pour accepter en entrée un signal logique d’amplitude quelconque pour le ressortir sur un niveau de tension réglable de 2V à 6V. (fonction de translateur de tension ou de convertisseur de niveau ).
Ce composant CMOS comporte 6 fonctions logiques identiques que nous avons mises en parallèle pour augmenter la sortance du montage. La sortie du composant CMOS délivre un signal carré modulé en amplitude ( AM ). Un couplage capacitif est mis en œuvre par un condensateur de 100nF pour éliminer la composante continue. Un circuit LC parallèle est accordé sur la fréquence de RTL ( 234kHz ) pour convertir le signal carré en signal sinusoïdal ( filtrage des fréquences harmoniques d’un signal carré ).
Fréquence fondamentale 234kHz et harmoniques impaires :
– harmonique 3 : amplitude 1/3,
– harmonique 5 : amplitude 1/5,
– harmonique 7 : amplitude 1/7, – etc …
Plusieurs valeurs de L et C sont possibles pour offrir une résonnance à la fréquence f = 234kHz ( condition : LCω2 = 1, avec ω = 2 x Pi x f.
Le couple L=1 mH et C=500pF offre un bon compromis avec une impédance d’environ 1400 Ω compatible de la sortance des portes CMOS en parallèle. Des condensateurs variables existent aussi à cette valeur et permettraient d’ajuster fréquence de la résonnance.
Une petite antenne d’un mètre de long se branche sur le circuit LC pour rayonner l’onde radio vers du récepteur grande onde.
Logiciel de l’Arduino
Le code Arduino utilise la librairie PWM.h qui permet de produire une modulation MLI ( PWM en anglais ) à des fréquences élevées ( 234kHz) bien supérieures aux valeurs habituelles de 490 Hz et 976 Hz.
Le rapport cyclique du signal MLI transmis sur la patte 9 de l’Arduino est réglé à 50% pour obtenir un signal carré. ( valeur = 128 / 255 ).
Le code ci-dessous nous est apporté par Philippe Loutrel :
// Code Nano 234 kKz
#include <PWM.h>
int32_t mafrequence = 234000 ; // fréquence en Hertz
byte pwmratio ; // de 0 à 255
void setup()
{
InitTimersSafe() ; //Initialise
bool success = SetPinFrequencySafe(9, mafrequence) ;
//Si la patte 9 oscille bien à mafrequence, allumer la Led 13
if (success) { pinMode (13, OUTPUT) ; digitalWrite(13, HIGH) ;}
pwmratio= 128;
pwmWrite(9, pwmratio); //Oscille à 234kHz et ratio 50%
}
void loop()
{}
Essais
Le montage a été rapidement implanté sur une plaque à trous.
Un poste à transistors réglé sur l’ancienne fréquence de RTL (234kHz) capte effectivement l’émission dans les grandes ondes. Le montage restitue une modulation quasi sinusoïdale. Un essai avec un générateur BF délivrant 1 kHz montre un taux de modulation AM sans distorsion.
Modulation AM à 1kHz sur une porteuse à 234kHz
Le signal audio provient ensuite de la sortie de l’écouteur de smartphone (connecteur de 3,5 mm). Le niveau de sortie du smartphone est limité à quelques 100mV, ce qui reste faible. Une écoute encore plus confortable nécessiterait d’intercaler un étage d’amplification avec un gain de 10. Un étage supplémentaire par transistor ou par ampli opérationnel permettrait d’apporter un taux de modulation plus proche de 80%.
La qualité d’audition est parfaite pour continuer à profiter du programme RTL dans les Grandes Ondes sur votre ancien récepteur Radio .
Pour plus de puissance nous avons testé avec succès les schéma suivants jusqu’à la puissance en émission de 1 Watt . Pour ce faire, les valeurs de L doivent diminuer et les valeurs de C augmenter en conservant le produit LC constant. La propagation radio se fait par le champs magnétique (pas d’antenne). La bobine à 20µH est réalisable avec 20 tours de fils de diamètre 0.3 mm sur un mandrin (tube à eau) de 32mm. ( pour L= 100µH il faudra 60 tours ).
Note : Le montage avec MOS FET nécessite de régler la tension de repos de la gate Vgs autour de 3.2V par un pont diviseur ( avec une résistance ajustable )