Guide de montage du tuner type FM4.

Guide de montage du tuner type FM4.
Présentation:
Après l'installation d'un module FM4, une ancienne radio AM peut recevoir toute la bande
FM entre 87,5 et 108 MHz.
Les modules FM4 sont les successeurs améliorés d'une série de tuners à réglage par le
condensateur variable d'environ 500 pF qui existe déjà dans ces radios. Les dimensions de
ce tuner sont de 50 x 40 mm. Le module FM4 n’est pas vendu dans le grand public. Le
montage doit être fait par un professionnel en électronique ou par un amateur chevronné.
L'installation dans la radio est une intervention réversible sans aucun dommage permanent
pouvant diminuer la valeur d'un vieux poste.
Photo 11
Principe:
 GND sera connecté au châssis de la radio
 + reçoit une tension continue qui n'est pas stabilisée. Quand la tension des filaments
6,3V est utilisée pour l'alimentation du module FM4, il est préférable d'utiliser une
diode 1N5819 pour le redressement. Il est important d'utiliser un bon condensateur
chimique de 2200 µF. Sur la platine il y a suffisamment de place pour le montage
d'un tel condensateur.
 Antenne: un fil d'environ 1m hors de l'appareil suffit à la réception de la plupart des
émetteurs. Connecter un fil à l'entrée de l'antenne AM est également possible.
 CV: on peut connecter par un relais le condensateur variable qui se trouve déjà dans
la radio. Il est préférable d'utiliser la section de l'oscillateur AM.
Schéma de principe
Schéma 1
 audio: on peut éventuellement utiliser le second circuit du relais pour couper le
signal FM audio quand on écoute l'AM. Autrefois on pouvait utiliser ce deuxième
circuit pour couper l'alimentation de l'oscillateur AM quand on écoutait la FM. Dans
la plupart des radios, l’excitation de la bobine du relais est faite par un microcommutateur ajouté au commutateur d'ondes. Vous trouverez plus d'informations
au sujet du relais dans l'organigramme, page 9.de ce document
 CAL: Ne pas connecter, sert uniquement lors de l'étalonnage de la gamme FM du
module FM4 : Toucher le point CAL pendant l'ajustement de la longueur de
l'échelle. Prenez une résistance de 100 ohms. Connectez une extrémité au châssis.
Tournez le CV à sa capacité maximale. Touchez le point CAL de l'autre coté de la
résistance de 100 ohms pendant environ une seconde. Le début de l'échelle sera
fixé à 87,5 MHz. Puis la même procédure avec le CV tourné au minimum de
capacité. La fin de l'échelle sera fixé à 108 MHz.
Remarques:
 Sur la platine il y a de la place réservée pour le montage d'un relais.
 La tension in-stabilisée est disponible pour la commande du relais. On ajoute une
résistance en série pour diminuer le voltage de la bobine. Utilisez un petit relais de
5Vdc.
Réalisation:
Ce guide décrit le montage dans une radio équipée de lampes à filaments de 6,3 volts.
Pour les postes universels qui n'ont pas de transformateur d'alimentation il y a une autre
méthode décrite plus loin dans ce document. Il est recommandé de se familiariser avec le
module FM4 hors de la radio. Ce faisant, vous pourrez juger le résultat avant l'installation
et vous serez sûr que le module a bien supporté le transport. Comme alimentation
temporaire vous pouvez utiliser une pile de 9V. Ce montage de test n'a pas besoin d'un
relais. L'entrée CV de la platine sera connectée directement au condensateur variable. Un
fil d'environ 1m de longueur sera connecté à l'entrée ANTENNE de la platine. Connectez la
sortie AUDIO du module FM4 au point chaud de l'entrée PU de la radio. Écoutez bien la
qualité sonore. Le résultat final, après installation, sera aussi bon.
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Premier essai du module
L'épais fil rouge c'est l'antenne.
Le fil brun et le noir du coin droite
inférieur conduisent à l'entrée
gramophone de la radio.
Photo 2
Les étapes suivantes correspondent à l’installation du module FM4 dans une radio de
marque Barco, type Richelieu, appareil typique des années 50 à filaments en 6,3 volts. Le
texte qui suit se rapporte à ce type de radio. A la fin du texte je décrirai les autres cas
possibles.
Voici le schéma de montage du module FM4 dans cette radio L'utilisation du deuxième
circuit du relais est expliqué dans l'organigramme en page 9 du document.
Les pièces en bleu sont les composants de la radio elle même
Schéma 2
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
Déterminez quelle section du CV sera utilisée pour le réglage FM. Le mieux est de
choisir la section de l'oscillateur AM. Même quand on ne possède pas le schéma de
la radio il est facile de l'identifier. Choisissez un fort émetteur PO. Touchez du doigt
les lames fixes d'une section du CV. En touchant la section de l'oscillateur la
réception sera fortement déréglée. En touchant les autres sections, il y aura très peu
de variation de la réception. Il est même possible qu'elle soit meilleure.

Choisissez un endroit approprié dans la radio pour l'installation du module FM4. Par
la suite, le module sera collé à cet endroit. Il est important de choisir un endroit près
du CV. La longueur des câbles entre le CV et le module doit être la plus courte
possible à cause de leur capacité parasite. Dans beaucoup de radios il est facile
d'installer le module au dessus ou à côté du CV. Évitez la proximité de sources de
chaleur, comme les lampes et les résistances de forte puissance. Faites attention
aux dimensions du condensateur chimique de 2200 µF. Si on manque de place on
pourra le souder à un autre endroit.
Dans cette radio le module FM4 est
installé à côté de l'entrée d'antenne.
Photo 3

Examinez le sélecteur d'ondes. Y-a-t-il une position PU qui n'est pas utilisée ? Dans ce
cas c'est un cadeau du ciel. Remplacez PU par ''FM''. Si l’on veut garder la fonction PU ou
s'il n’ en existe pas, il faut choisir une gamme d'ondes que l'on veut supprimer. Voir
l'organigramme en page 9 du document.

Quand l' AM est hors service, on peut supprimer toutes les gammes AM et connecter
directement le module FM4. Dans ce cas, un relais n'est pas nécessaire.

Serrez un petit collier Colson autour de l'axe du commutateur d'ondes. Tirez fort et puis
couper directement tout près du nœud. Le nœud va pousser le micro-commutateur SW. Ici
le micro-commutateur est monté sur une pièce de bois. Pour le fixer, j'ai appliqué de la
colle thermique. Pour une bonne fixation il faut chauffer la partie du châssis. En déplaçant
le nœud on peut choisir la gamme d'ondes où le micro-commutateur sera poussé. Vérifiez
ceci avec un ohmmètre. Quand le nœud est ajusté il faut le fixer avec un peu de colle
instantanée. (superglue, colle cyanoacrylate)
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L'axe du commutateur d'ondes avec collier
Colson et micro-commutateur. Le contact C
est connecté au châssis par le fil noir. Plus
loin le contact NO sera connecté à la bobine
du relais.
Photo 4

Pour le relais, choisissez un modèle DPDT . (deux circuits inverseurs) Le premier fera la
commutation du CV, le second coupera l'alimentation de la triode de la lampe ECH. En
débranchant l'oscillateur pendant la réception FM on est sûr que les harmoniques ne
perturberont pas la réception. (cf. organigramme en page 9)
Le relais est collé sur la platine. La diode
1N4148 supprimera les tensions d'induction lors
de l'interruption du courant dans la bobine
Photo 5
Pour obtenir une tension de 5V sur la bobine, j'ai ajouté en série une résistance de 47
ohms. La valeur de cette résistance dépend de la résistance de la bobine et de la tension
in-stabilisée. Maintenant nous allons déterminer la longueur des fils. Coupez les fils avec
un peu de réserve. On peut calculer la valeur approximative de la résistance R1 après la
mesure de la tension in-stabilisée Vcc et la résistance de la bobine Rs. Voici la formule :
R1 = 0,2*(Vcc – 5)*Rs. Il faut prendre une valeur un peu plus faible que la valeur calculée
car la tension aux bornes du condensateur chimique va diminuer à cause du courant
d'excitation du relais.
Faire attention à la polarité, car pour beaucoup de relais la polarité est importante
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
La prochaine étape consiste à souder le condensateur chimique de 2200µF. Pour
cela regardez la photo 3. La borne négative du condensateur chimique est
connectée à la masse de la platine. La masse est la borne au coin de la platine.
Soudez aux bornes du condensateur chimique un fil rouge, pour le +, et un fil noir
pour le -. Les autres couleurs dans la photo 3 sont : blanc pour le fil vers le microcommutateur SW. Jaune pour le CV. Vert, pour le fil retournant à la partie AM. Bleu,
pour le petit fil entre le contact NO et la borne CV de la platine. Les deux fils violets
vont couper la tension de l'oscillateur AM quand on écoute la FM.

Au fil rouge vous connectez la cathode d'une diode. Une 1N5819 est un excellent
choix. Une 1N4007 à une plus grande chute de tension mais elle fonctionne dans
presque toutes les circonstances. Connectez le fil noir venant du condensateur
chimique à la masse . Ci-joint le schéma de l'alimentation du module FM4 :
Sur la photo 3 la diode D1 est soudée au
support d'une lampe. Regardez le fil rouge. Pour
éviter les courts-circuits la diode est insérée
dans une gaine pour l'isoler
Schéma 3
 On peut souder les connexions du module FM4 avant ou après sa mise en place
dans la radio. C'est à vous de juger ce qui est le plus facile pour vous. Avant de
coller, nettoyer l'endroit et le dos du module avec de l'alcool à brûler. Appliquer la
colle contact selon les instructions du fabriquant. Dans la radio Richelieu le module
est collé contre le côté arrière. (photo 3)
 Sur la photo 5, le fil gris est connecté à la borne ANT de la platine. L'autre extrémité
de ce fil est connectée à l'entrée antenne de la radio. On peut aussi passer un long
fil directement hors de la radio. Un fil de longueur d'un mètre fait office d'antenne.
Le fil brun sur la photo 5 correspond au signal audio. Quand la position PU du
sélecteur est changée pour la FM, ce fil brun se connecte directement au point
chaud de l'entrée gramophone.
 La dernière étape c'est ajuster le début et la fin de l'échelle à 87,5 et 108 MHz. Cette
intervention ne se fait qu'une seule fois. La procédure de calibration calcule deux
nombres qui sont déposés dans la mémoire permanente du microcontrôleur. C'est la
partie de la mémoire qui mémorise son contenu quand l'alimentation est
débranchée. Pour cela il faut calibrer une seule fois au moment du montage. Il sera
toujours possible de recalibrer au cas où le module serait réutilisé dans un autre
poste. En vérité on n' a pas besoin d'une résistance de 100 ohms pour calibrer. Un
court-circuit à la masse suffit. La résistance de 100 ohms évite d'endommager un
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des composants du module FM4 si on touchait par mégarde un autre point du circuit.
Après cela le montage est terminé.
Remarques:

Si le module FM4 est installé dans une autre radio, on peut refaire la calibration.
Les valeurs présentent dans la mémoire seront remplacées par les nouvelles.

Beaucoup de radios vendues depuis 1950 sont prévues pour la réception FM. On a
réservé de la place pour le tuner et la présence d'une échelle FM sur le cadran. La
fin de l'échelle à cette époque n'était pas fixée à 108 MHz. Durant la période des
années 1960 la bande FM a évoluée par étapes de 100 à 108 MHz. Par défaut, les
modules FM4 sont programmés pour une fin de gamme à 108 MHz. Sur
commande, je peux programmer d'autres valeurs entre 99 et 108 MHz comme fin
d'échelle.

Dans les postes universels (ac/dc) les filaments sont connectés en série. Il n’y a pas
de transformateur où l'on peut prendre le 6,3V. Avant tout, n'oubliez pas de
connecter la masse du module au châssis de la radio ! On doit placer un
condensateur d'environ 10pF dans le fil d'antenne. La borne ANTENNE du module
sera aussi connectée au châssis par une résistance de 1M. Une tension de 230Vac
peut exister entre le châssis et la terre. Dangereux pour l'homme, mais aussi pour le
module FM4. Le condensateur interne du module n'est pas prévu pour supporter
une tension de 230V. Pour cela il est important de monter un condensateur en série.
Évidement ce condensateur de série doit supporter les 230V ac.
L'alimentation du module est réalisée de la façon suivante :
Schéma 4
B1 est un pont redresseur ; T1 un mini transformateur avec une tension secondaire entre 8
et 12 volts. La puissance de T1 est déterminée en tenant compte de la consommation du
relais. Réservez 30mA pour la consommation du module FM4. Un transformateur de 1,5
VA suffira presque toujours. Après cette intervention la radio ne fonctionnera plus sur un
réseau DC. Cela n'a pas d’importance car les réseaux publics à courant continu n'existent
plus.
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
Même chose pour les postes qui ont des filaments en 2 volts.

Pour les postes avec des filaments en 4V et une des bornes du filament connecté au
châssis, on peut utiliser ce doubleur de tension :
Schéma 5

Si le centre des enroulements 4V est connecté à la masse, il y a cette solution :
Ce schéma fonctionne aussi bien en 4 et 6,3 V
Schéma 6

La photo 5 montre deux fils violets soudés au relais. L'oscillateur AM est alimenté
par une résistance. Un contact du relais est placé entre cette résistance et
l'alimentation. Pendant la réception FM l'alimentation de l'oscillateur AM est coupée
pour éviter les perturbations dues aux harmoniques de l'oscillateur. Si le second
circuit du relais est libre il est judicieux de procéder ainsi de façon préventive. On
peut également utiliser le second circuit du relais pour connecter le signal FM au
potentiomètre. C'est souvent le cas quand il n'y a pas d' entrée gramophone
disponible.
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
Le montage diffèrera suivant la conception de la radio hébergeant le module FM4.
Cet organigramme montre les différents cas possibles.
Schéma 7
Remarques
(1) Existe-t-il une position gramophone ou PU sur le sélecteur de gamme d’ondes ?
(2) Au minimum il faut un relais à deux inverseurs (DPDT). Il est très rare d’en avoir
besoin à 3 inverseurs.
Le premier circuit fait la commutation du CV.
Le deuxième coupe la sortie audio du tuner quand on écoute l’AM. On a rarement
besoin d’un troisième circuit pour couper l’alimentation de l’oscillateur AM
(3) On peur vérifier si le sélecteur de gamme d’ondes coupe l’entrée PU en touchant le
point chaud de cette entrée. Si l’on entend un ronflement uniquement lorsque la
position PU est sélectionnée, cela signifie que le commutateur coupe la connexion
entre l’entrée PU et l’ampli BF.
(4) Le deuxième circuit du relais étant libre, il est judicieux de l’utiliser pour couper
l’alimentation de l’oscillateur AM. Ce faisant, les harmoniques de l’oscillateur ne
pourront perturber l’écoute en FM.
Pour la radio ayant servi d'exemple pour le montage du module FM4 (Barco, type
Richelieu) on répond trois fois ''oui'' aux questions de l’organigramme. Le deuxième circuit
du relais est donc libre. Par sécurité, il est donc utilisé pour couper l'alimentation de
l'oscillateur AM.
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Informations complémentaires :
Pour la conception et l’élaboration de ce module FM4, je me suis inspiré du retour
d’expérience des amateurs qui ont monté mes modules précédents. Un grand merci à tous
ceux qui m'ont aidé par leurs remarques constructives. Le but des premiers modules était
d'obtenir un circuit aussi petit que possible.
On attend du monteur qu'il soit habile à souder de façon très précise. La connaissance des
précautions d’usage pour manipuler les composants MOS est nécessaire.
Pour certains postes, le signal audio est trop faible. Dans ce cas, on doit ajouter un étage
d'amplification à transistors qui sera ajouté sur la platine FM4. Ce faisant, il n'y a plus de
contact direct entre le fer à souder et le CI radio TEA5767. Ceci évite les dommages dus à
des charges d'électricité statique et aux courants de perte lors du montage.
Dans nos radios anciennes, on trouve souvent des petits morceaux métalliques. Souvenirs
d'une réparation faite avec peu de soin. Un tube électronique est beaucoup plus résistant
aux surtensions que les circuits modernes. Comme protection contre ces éventuels
morceaux métalliques et le contact humain, les parties critiques sont recouvertes d'une
couche de peinture. Si nécessaire on peut facilement retirer cette couche protectrice par
des moyens mécaniques.
Le système a été déposé au bureau européen des brevets. Le système y est inscrit comme
i-Depot 038813 sous le nom ''Module voor ontvangst van de FM band in een AM radio''. (en
français : module pour la réception de la bande FM dans une radio AM)
Toute contrefaçon, ou reproduction à des fins commerciales est rigoureusement interdite.
Le module FM4 se compose de trois circuits intégrés :
 un Phillips TEA5767 comme récepteur FM
 un microcontrôleur PIC 12F1840
 un régulateur de 3,3 volts 78L33
Le TEA5767 est commandé de façon numérique, via le bus I2C. Des signaux de
commande sont générés par le PIC. Combiné avec le condensateur variable, le PIC fait un
oscillateur. 50 fois par seconde. Le PIC mesure la fréquence de cet oscillateur et
détermine ainsi la place de l'aiguille sur l'écran. Avec un peu de mathématique ceci se
transforme en une valeur comprise entre 87,5 et 108 MHz. Pour ce calcul le PIC utilise
deux coefficients : L'un pour calculer le début et l'autre pour la fin de l'échelle. Le module
neuf, sortant de l'emballage, a des valeurs par défaut. Comme les valeurs de la capacité du
CV et la capacité parasite de la radio sont inconnues, il est impossible d'entrer les
coefficients exacts au moment de la fabrication du module, c'est pour cette raison qu'il faut
effectuer une calibration.
Même sans calibration, le PIC est capable de déterminer si la capacité du CV est au
maximum ou au minimum. En entrant un 0 à l'entrée CAL du PIC, le logiciel sait qu'on veut
effectuer une calibration.
En vous souhaitant beaucoup de plaisir au montage,
Eduard Hontelé
Korenveld 2
2150 Borsbeek
België
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