LE RECEPTEUR

Le champ hertzien créé par l'émetteur autour de son antenne peut être capté réciproquement par une antenne analogue. Il va y développer un courant électrique HF présentant, en bas du brin 1/4 d'onde, un ventre de courant.
Ce courant traverse souvent un enroulement de quelques spires, L1 (voir fig.1).
Il y développe un champ magnétique, lequel par couplage inductif provoque la naissance aux bornes de l'enroulement L2 d'une tension HF, image fidèle des tensions émises et qu'il "suffit" maintenant d'exploiter.
Bien entendu, il y a un rapport considérable entre la puissance émise et la puissance captée : On émet en Watts et on reçoit en microwatt, voire nanowatts ( µW ou nW ). Ce rapport de puissances dépendant évidemment de la distance entre les antennes.
Prx = k Ptx / d2
La radiocommande a d'ailleurs ceci de particulier que la distance en question varie beaucoup, de moins d'un mètre, quand le pilote prépare son modèle à plusieurs centaines de mètres lors des évolutions.

Les composants essentiels d'un récepteur de radiocommande sont:
L'antenne servant à capter les ondes électromagnétiques et à les convertir en oscillations électriques ; des amplificateurs permettant d'augmenter l'intensité de ces oscillations ; un dispositif de détection pour la démodulation ; un convertisseur pour la variation du signal.



L'antenne.
Toute transmission d'informations sans fil, commence et finit par une antenne. L'émetteur utilise une antenne pour produire des ondes électromagnétiques et le récepteur en utilise une pour capter les même ondes et les transformer en courant électrique.
L'antenne constitue donc l'élément de liaison entre l'émetteur et l'espace dans lequel se propage les ondes électromagnétiques (antenne d'émission) et d'autres part, elle est aussi l'élément de liaison entre l'espace et le récepteur. Quelle que soit la manière de décrire sa fonction, une chose est sûre, l'antenne est et reste l'élément le plus important de toute liaison sans fil. Le succès de la communication dépend de son bon fonctionnement. Le meilleur émetteur (grande puissance, bonne modulation) et le meilleur récepteur (grande sensibilité) sont inutiles si l'antenne d'émission ou de réception fait défaut.

Les antennes utilisées pour les radiocommandes sont des antennes ISOTROPE .
C'est une antenne théorique qui a la propriété de rayonner l'énergie qu'on lui fournie de la même manière, dans toutes les directions. L'onde émise a une forme sphérique centrée sur le point central.

La radio envoie des signaux qui ressemblent à des impulsions où le signal monte, reste à l’état haut pendant un instant, puis descend.

Comment ça marche:
C’est en réalité un petit peu plus compliqué que cela parce que les impulsions ne sont pas transmises telles quelles mais sont encodées (AM ou FM selon la manière dont l’onde radio code le niveau du signal).

Quand vous déplacez le manche ou un bouton sur l’émetteur, en avant et en arrière, l’impulsion s’élargie ou se rétrécie. Ainsi, pour détecter les manoeuvres que vous faites sur les commandes; le récepteur dans la voiture, le bateau ou l’avion doit mesurer la largeur de l’impulsion reçue et la comparer à la largeur normale ; s'il voit une impulsion de 10% plus étroite que la normale, il dit à un servo de tourner un petit peu sur la gauche ; si l’impulsion est de 20% plus large que la normale, le récepteur dit au servo de tourner un peu sur la droite et ainsi de suite. Cela permet au récepteur de voir que le manche a été poussé mais aussi de combien et dans quel sens. Cela s’appelle la commande proportionnelle.
L'onde radio qui transporte le signal oscille environ 70 millions de fois par seconde et l’impulsion dure (selon sa largeur) de 1/1000e à 1/500e de seconde


Le rôle de la C.AG. Le Contrôle Automatique de Gain est un dispositif qui permet d'avoir la même niveau HF, quelque soit la force du signal HF, à l'entrée du récepteur. La tension à la sortie de la C.A.G permet d'ajuster le gain de l'ampli. La C.A.G peut aussi agir sur le gain du premier étage HF.











Toutes les 20 ms, le récepteur donne une impulsion dont la durée est proportionnelle à la position du manche de la radiocommande.
Reprenont la décomposition du signal pour comprendre ce qui se passe en sortie du récepteur.



Le manche de la radiocommande est au neutre, la durée de l'impulsion est de 1,5 ms.
Le manche de la radiocommande va à gauche (ou en haut) la durée de l'impulsion diminue en fonction de la position du manche, en butée 1ms maximum.
Si le manche de la radiocommande va à droite (ou en bas) la durée de l'impulsion augmente avec une largeur de 2 ms maximum.

Pour montrer la variation du signal en sortie du récepteur, je soude sur une plaquette d'essai les 3 fils d'une voie. Le fil noir (0v), le fil rouge (+), le fil blanc est le signal positif qui varie suivant le déplacement du manche de la radiocommande qui nous intéresse. L'émetteur doit être allumé. Grâce à l'oscilloscope nous voyons la largeur du signal (le créneau) augmenter ou diminuer en passant par le neutre du manche de la radiocommande.



Le manche de la radiocommande est en position centrale, le commutateur (à droite de l'oscillo) de la base de temps est sur le calibre 0,5 ms par carreau, nous avons bien sur l'écran 1,5 ms; la hauteur du signal est bien de 5v. Mon oscilloscope a déjà quelques années, il est analogique, la bande passante va jusqu'à 50 Mhz, c'est suffisant pour le dépannage. Avec un oscilloscope numérique, le signal aurait une plus grande précision, en plus les paramètres s'afficheraient sur l'écran.


En position haute nous avons 1 à 1,2 ms sans le trim. En position basse nous avons 0,8 à 1 ms sans le trim.

Cette manip vous permet de diagnostiquer si une ou des voies de votre récepteur fonctionne bien. C'est simple et rapide.

Les récepteurs à double changement de fréquence.
Pour les radiocommandes de qualité de réception ( très utile pour les avions et les hélicoptères), les constructeurs utilise la technique de réception à double changement de fréquence. Cette conception électronique procure une meilleure qualité de réception dans des conditions d'environnement les plus difficiles; ce type de récepteur FM fonctionne avec 2 fréquences intermédiaires 10,7 Mhz et 455 khz.
Le principe de 2 récepteurs avec 2 filtres céramiques plus un filtre à quartz, assure un spectre de réception plus étroit ainsi qu'une suppression pratiquement totale des fréquences images. Exemple: les émetteurs de radiodiffusion et de télévision. L'étage d'entrée actif n'amplifie le signal en fonction de l'éloignement que jusqu'à un niveau auquel les éventuels signaux parasites ne sont pas inutilement amplifiés. Tous ces récepteurs sont montés avec la technique CMS, ce qui les rend très compacts, plus petits que des récepteurs classiques, les quartz sont ceux recommandés par le constructeur du récepteur à double changement de fréquence, ils ne sont pas compatibles avec les récepteurs classiques.

L'avantage de ces récepteurs offrent une grande sécurité dans les bandes de fréquences encombrées ainsi que dans les harmoniques des émissions de radiodiffusion grâce à ses filtres céramiques, à son contrôle automatique de gain.

Les récepteurs HF synthétiseur.
Dans le haut de gamme, il existe maintenant sur le marché de nouveaux récepteurs qui utilisent des circuits PLL (diviseur de fréquence); les quartz sont devenus obsolètes, fini les assortiments de quartz coûteux, le remplacement souvent long des quartz dans des endroits très étroits.
Chez MULTIPLEX le changement de fréquence sur le récepteur ce fait à partir d'un bouton poussoir qui recherche la fréquence, une led s'allume pour "valider" sur le récepteur qui mémorise la fréquence; dans le menu de l'émetteur qui doit être allumé et près du récepteur, le choix de la fréquence ce fait en balayant la plage de fréquence .

Chez FUTUBA sur le récepteur ce sont 2 commutateurs rotatifs, la sélection des canaux se fait en positionant la dizaine, puis l'unité; après avoir choisi sa fréquence de travail sur l'émetteur (le canal s'affiche automatiquement), on reporte le numéro du canal sur le récepteur.

Le canal du récepteur doit être le même que sur l'émetteur.

Ce qui nous amène aux émetteurs à synthèse de fréquence.
Plus besoin de quartz à l'émission à installer pour utiliser une fréquence choisie, vous choisissez vous même votre fréquence à partir de l'écran digital de votre émetteur. Souvent associé à un récepteur à synthèse de fréquence: plus de problème de fréquence utilisée ou pas sur le terrain. Vous aurez toujours la fréquence désirée à portée de main en faisant défiler les fréquences (canaux). Ces radiocommandes sont avec un module à synthétiseur de fréquence (PLL), souvent avec la fonction Scanner et fonctionnent aussi bien en PPM ou PCM.

Comment ça marche (simplifié): Au départ se rappeler que l'oscillateur LC change facilement de fréquence, variable mais instable, on dit qu'il "glisse". L'oscillateur à quartz ne glisse pas, cela impose l'échange du quartz pour modifier une fréquence. La fréquence est déterminée par L et par une VARICAP ( diode à capacité réglable par tension continue ). L'oscillation générée F est envoyée dans un compteur numérique C qui la divise par un facteur donné N. En associent un oscillateur LC et un quartz on injecte le signal obtenu dans un compteur programmable et l'on choisi la fréquence désirée à l'aide d'un bouton poussoir; la fréquence est numérique, on incrémente pas à pas. Avantage avec un seul quartz de référence ( et de valeur arbitraire ) on couvre tous les canaux d'une bande de fréquence.

A retenir: mise en service d'un ensemble de radiocommande.
L'émetteur et le récepteur sont éteints. Mise en route; commencer par allumer l'émetteur, ensuite le récepteur.
L'émetteur et le récepteur sont allumés. Mise en arrêt; commencer par éteindre le récepteur, ensuite l'émetteur.
Ne pas pratiquer dans cet ordre pourrait entraîner la perte de contrôle du modèle.
L'antenne du récepteur doit toujours être entièrement tendue. Ne jamais recouper l'antenne.

Questions que se posent beaucoup de modélistes:

Quelle doit être la longueur de l'antenne de mon récepteur?

Rappel: La longueur d'onde (en mètre) du signal HF transmis dans l'air; c'est la vitesse de la lumière (300 000 000 m/s) divisée par la fréquence (en hertz).

Exemple pour la bande des 41 Mhz: 300 000 000 (m/s) / 41 000 000 (hz) = 7,32 m, ça donne un fil plutôt long sur nos maquettes, sur d'autres fréquences comme les radioamateurs ils ont des antennes de longueur de 1/2 onde ou 1/4 d'onde.
Pour les récepteurs et les émetteurs des radiocommandes ça sera la longueur 1/8 d'onde.
L'antenne en 41,000 Mhz sera de longueur: 7,32 m / 8 = 0,94 m.
L'antenne en 41,200 Mhz sera de longueur: 7,28 m / 8 = 0,91 m.

J'ai mesuré l'antenne du récepteur et de l'émetteur de ma ROBBE = 1,10 m; la précision laisse à désirer chez les constructeurs???