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C'est quoi un circulateur à 3 bornes en radio ?

 
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14FDX555 Phil
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 MessagePosté le: 23/11/2017, 09:54    Sujet du message: C'est quoi un circulateur à 3 bornes en radio ? Répondre en citant Back to top

Ayant eu à expliquer ce qu’était le principe d'un circulateur à 3 bornes dans un groupe FB, je me suis dit que cela pouvait intéresser d’autres radio-rigolos comme moi ici...

Comme vous le voyez ci-dessous, cela se présente sous la forme d'une boite noire (ou de la couleur qui vous plaira) avec 3 connecteurs coaxiaux.
  • le 1 pour la connexion à l'émetteur
  • le 2 pour la connexion à l'antenne
  • le 3 pour la connexion à la charge fictive 50 Ohms
  
    
Je ne vais pas m’étendre sur le principe technique de l’intérieur d’un circulateur, on va juste voir ce qui se passe à l’extérieur de celui-ci.
En minimum requis, il faut juste que vous sachiez :
  • ce qu’est une simple diode et comment elle réagit en continu (vous savez, le truc où dans un sens cela passe et dans l'autre non) Wink
  • que dans un circulateur, on ne peut circuler qu’entre 2 points (après on s’arrête)
Pour simplifier, je fais une analogie avec une tension continue ce qui me permet de mettre des diodes (c’est bien une analogie, il n’y a pas de tension continue ni de diodes dans un circulateur).

ON COMMENCE…

On va dire qu’un circulateur est une boîte noire avec trois prises, 1, 2 et 3 (voir le dessin à gauche du schéma 1).



Supposons que je mette une tension + en 1, vu le sens des diodes elle ne pourra aller qu’en 2 (et cela s’arrêtera là car comme j'ai dit au dessus, dans un circulateur on ne peut circuler qu’entre 2 points, après on s’arrête).

Supposons que je mette une tension + en 2, vu le sens des diodes elle ne pourra aller qu’en 3 (et cela s’arrêtera là car comme j'ai dit au dessus, dans un circulateur on ne peut circuler qu’entre 2 points, après on s’arrête).

Supposons que je mette une tension + en 3, vu le sens des diodes elle ne pourra aller qu’en 1 (et cela s’arrêtera là car comme j'ai dit au dessus, dans un circulateur on ne peut circuler qu’entre 2 points, après on s’arrête).

GÉNIAL, VOUS SAVEZ DÉSORMAIS COMMENT FONCTIONNE UN CIRCULATEUR A 3 BORNES !

Voyons maintenant à quoi cela peut bien servir.
Je ne vais pas parler en premier de l’usage en commutation E/R d'un ampli UHF (compatible avec les trames rapides d’une transmission DMR) car ce n’était pas celui pour lequel on m’avait présenté l’usage d’un tel composant.

Il était une fois… (je suis très vieux !), on m’avait présenté ce système pour protéger l’étage amplificateur d’un émetteur (un relais GSM en l’occurrence).

Pour mémoire et toujours en simplifiant, quand ce qui est raccordé derrière un émetteur est adapté, toute l’énergie transmise part dans l’antenne.
S’il y a une désadaptation quelque part (généré par n'importe quoi de ce qui est raccordé à la sortie de l'émetteur, pas uniquement l'antenne), une partie de l’énergie transmise revient vers l’émetteur (et ne passe donc pas dans l'antenne).
Il va sans dire que l’étage amplificateur de l'émetteur qui voit revenir quelque chose vers lui n’est pas très content, cette énergie étant dissipée en chaleur à son niveau.
Chaleur dégagée en fonctionnement normal plus chaleur liée à ce qui lui revient dans la tête, allo les pompiers ! Sad
Pour mémoire, si vous avez un ROS mètre à deux aiguilles, l’énergie qui revient vers l’émetteur est celle qui correspond à l’aiguille dont l’échelle est à droite.
Bon, c’est bien tout cela mais quel rapport avec le circulateur ?

Et bien la réponse est sur le dessin du milieu et sur celui à droite dans le schéma 1.
On va considérer que ce qui part de l’émetteur est une tension positive et que ce qui revient de l'antenne - quand il y a désadaptation - est aussi une tension positive (ce n’est pas la réalité, c’est juste une analogie pour comprendre).
  • en 1 vous avez l’émetteur
  • en 2 vous avez l’antenne
  • en 3 vous avez une charge fictive 50 Ohms (qui doit pouvoir supporter la puissance de l’émetteur)


CAS D’UNE ANTENNE INADAPTÉE

Sur le dessin du milieu, on a du + (vert) qui part de l’émetteur et du + (orange) qui revient de l'antenne (antenne inadaptée avec un ROS supérieur à 1).
En vert c’est le + qui part de l'émetteur, en orange c’est le + qui revient de l'antenne.

En regardant simplement le sens des diodes, on voit que ce qui part, le + de l'émetteur (vert), va bien à l’antenne.
Le + (orange) qui revient de l’antenne, va vers la charge fictive, magique non ?
Ce n'est plus l'émetteur qui se prend le retour dans la tête, il est protégé.
C’est la charge fictive qui dissipe la puissance réfléchie (sous réserve que la charge fictive raccordée en borne 3 supporte cette puissance, tout est OK).

CAS D’UNE ANTENNE ADAPTÉE

Sur le dessin de droite, on a du + (vert) qui part de l’émetteur et aucun + (orange) qui revient de l'antenne (antenne adaptée avec un ROS de 1).

En regardant simplement le sens des diodes, on voit que ce qui part, le + de l'émetteur (vert) va bien à l’antenne.
Il n’y a aucun + (orange) qui revient de l’antenne et aucune puissance absorbée par la charge fictive.

On vient donc de voir qu’un CIRCULATEUR PEUT PROTÉGER A 100% UN ÉMETTEUR, que l’antenne soit inadaptée ou à l’extrême qu’elle soit même absente !

Vous savez donc maintenant quel est le principe général d'un circulateur, vous dormirez certainement mieux la nuit.   Wink



ATTENTION, TOUT CE QUI EST EN ROSE DANS LA SUITE DE CE SUJET EST COMPLETEMENT LOUFOQUE.
J'EXPLIQUE POURQUOI DANS UN POST SUIVANT (samedi à 10h38)...


On va maintenant parler du cas d’un circulateur qui « serait » utilisé pour remplacer une commutation par relais (ce dont quelqu’un avait parlé sur FB)...


Attention, ce qui suit n’est peut-être pas juste du tout car je n’avais jamais entendu parlé de l’usage de circulateurs pour remplacer le relais de commutation E/R dans un amplificateur (si certains savent et sont certains, merci de me signaler toute erreur de ma part).

J’ai juste imaginé ce qui pourrait bien se passer pour faire cette commutation dans le cadre d’un amplificateur de signaux DMR TDMA qui se caractérise par une émission HF avec des trames (salves audibles quand on est en réception FM analogique ce qui permet d’identifier à l’oreille un signal DMR TDMA par rapport à un signal en C4FM ou DSTAR FDMA).

Ce sont ces fameuses salves qui mettent à mal une commutation E/R à base de relais.
Le système classique avec ponction d’une partie de la HF pour commander un relais via un transistor après redressement et filtrage est mis à mal car les latences mécaniques du relais ne sont pas compatibles avec la rapidité des salves (de l’ordre de quelques dizaines de ms).



Je crois qu’il faudrait deux circulateurs comme je les ai représentés dans le schéma 2.
A gauche on a le fonctionnement en émission, à droite on a le fonctionnement en réception.

Toujours avec mon analogie tension positive…
A gauche, en émission, on a la tension + qui vient de l’émetteur et va vers l’antenne.
A droite, en réception on a la tension + qui vient de l’antenne et va vers le récepteur (en réception, la source du signal vient bien de l’antenne).




Si certains veulent rentrer dans le cœur ardu de ce que c'est, il y a de la lecture sur ce lien.

Un exemple de circulateurs commercialisés est sur ce lien.

PS : Toutes mes excuses pour les dessins faits à la va vite sur un coin de table (qui n'est pas à dessin) !


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 MessagePosté le: 23/11/2017, 09:54    Sujet du message: Publicité Back to top

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 MessagePosté le: 23/11/2017, 11:01    Sujet du message: C'est quoi un circulateur à 3 bornes en radio ? Répondre en citant Back to top

Une tres belle explication Phil ...suis pas aguerri sur le sujet mais tu préconises donc 2 circulateurs sur l’entrée et départ des lignes coaxiaux si j'ai bien compris .Pour atténuer les retour Hf c'est correct .

Tu connais les tarifs ....utilises tu le système actuellement

Merci de tes infos toujours informels avec la pointe d'humour qui te caractérise bien

Bien sympa

Amities

Jpaul
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 MessagePosté le: 23/11/2017, 11:23    Sujet du message: C'est quoi un circulateur à 3 bornes en radio ? Répondre en citant Back to top

SUPERBE TRAVAIL ! En revanche, ce sont plutôt des insomnies qui m'attendent, plutôt que des nuits plus tranquilles. Surtout en prévision de la F4 qui approche (rdv pris).
Merci à toi !


PS. je persiste : pourquoi rester radio-rigolo quand on peut très bien être à la fois radio-rigolo ET radio-amateur ?? F4 Philippe !!
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 MessagePosté le: 23/11/2017, 12:10    Sujet du message: C'est quoi un circulateur à 3 bornes en radio ? Répondre en citant Back to top

Salut Laurent,

Tout d'abord, tu as tout à fait raison de t'investir pour le passage du certificat, bravo !

Concernant la question de ton PS, il n'y a pas une réponse mais plusieurs réponses, certaines sont des clins d'œil (non, je ne suis pas aussi machiavélique que cela, hi), il faut chercher lesquelles ! Wink
  • Il est plus confortable de "briller" dans un environnement de personnes qui en savent moins que toi, que plus que toi.
  • La connaissance (et non l'intelligence, ce sont deux choses distinctes) est un instrument de pouvoir sur ceux qui n'ont pas la connaissance.
  • A 60 piges passées, il n'est pas si simple d'apprendre par cœur des choses sans lien, faisable bien sur, mais cela demande du temps que je n'ai pas actuellement avec mon activité professionnelle (et peut-être aussi un manque de volonté lié aux lignes suivantes).
  • Sur Paris, c'est mission impossible pour les antennes HF, même avec le droit à l'antenne.
  • Sur Paris, V/U en numérique, la teneur des QSO ne m'intéresse pas (cela ne parle pas de radio mais de configuration IP ou de logiciels, je suis dedans 10 à 11 heures par jour, cela me suffit) et je n'accroche pas, au niveau intérêt, à contacter quelqu'un à des milliers de kilomètres en VoIp via Internet, dixit DVtruc, internet et réflecteurs (pour moi, petit radio-rigolo, mon idée et mon plaisir de la radio, c'est une antenne avec les emmerdements qui vont avec et une réelle incertitude dans l'établissement des contacts - l'incertitude est le carburant du plaisir et de l'envie de...).
  • Sur Paris, V/U en analogique simplex ou relais, c'est quasi le désert.
  • Sur Paris, j'entends plus de certifiés sur le PMR que de certifiés en V/U simplex sur les bandes radioamateurs (j'exagère à peine).

Quand je commencerai à lever le pied du travail, d'ici un an et demi et si j'ai la possibilité de mettre des aériens en décamétrique au QRA Vendéen (ce qui devrait être le cas), oui, je m'intéresserai au passage du certificat.
Il faudra juste que je me sorte le doigt du c... pour apprendre des choses par cœur sur la réglementation (je t'avoue que cela me gonfle mais bon, si c'est la règle du jeu, je jouerai).
Pour la partie technique, cela devrait aller, juste quelques révisions quand même sur la partie pure radio pour essayer de faire mieux qu'un tout petit peu plus que la moyenne sur Exam1 à ce jour (il est plus dangereux des fois d'avoir des connaissances en base - surtout quand quasi inutilisées durant presque 40 piges - que rien du tout !).
Le jour où je serai passé du côté des gens sérieux, je pense qu'au delà de la radio, c'est essayer de transférer aux autres le peu que je connais qui me plaira.
Il faudra déjà que je sois encore là, à 60 et +, le futur est un espoir, pas une certitude !
Mort de Rire

Donc, concernant ta F4 que tu vas prochainement avoir, si tu veux me contacter en simplex, cela sera plutôt depuis la Vendée et pas avant 2 ans.
Tu vois, tu as le temps de te préparer pour m'accueillir, hi !
En aparté, en Vendée, il y a du trafic simplex en VHF qui est intéressant avec des gens intéressants qui parlent quand même de temps en temps de technique, plus motivant qu'à Paris.
Question pour ton prochain examen : Pour contacter les Sables d'Olonne depuis ton QTH, quelle bande et quelle heure ? Wink

Je te dis MERDE pour la F4, mais vu que tu bosses et avec l'aide de l'excellent outil qu'est Exam1, je ne m'inquiète pas.
Tu as aussi les tout aussi excellents cours en vidéo de Jean-Luc via F6KGL (youtube), voir ce lien.
Et puis, quand bien même tu ne l'aurais pas la première fois où serait le problème ?
Tu n'as aucune pression à te mettre, tout ceci n'est lié qu'à un passe-temps.
Comme me disait quelqu'un, l'histoire retient ceux qui ont gagné une guerre, pas comment ils l'ont gagnée.
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 MessagePosté le: 23/11/2017, 12:14    Sujet du message: C'est quoi un circulateur à 3 bornes en radio ? Répondre en citant Back to top

Concernant les circulateurs, je n'en ai pas encore utilisés.
J'ai demandé un prix à une boîte à TW sur ce modèle "cliquer ici", j'attends la réponse, juste par curiosité pour savoir.
Je te dirai...
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 MessagePosté le: 23/11/2017, 12:27    Sujet du message: C'est quoi un circulateur à 3 bornes en radio ? Répondre en citant Back to top

Pour J-P, non ce n'est pas cela...

La partie avec 1 seul circulateur à 3 bornes sert juste à faire que la puissance réfléchie aille via le circulateur dans un charge fictive au lieu de revenir vers le TRX et de fusiller l'étage push-pull.
Pour cette partie, je suis certain de mon explication.

La partie avec 2 circulateurs à 3 bornes « remplacerait » le montage classique avec relais dans les amplificateurs, la commutation qui fait qu'en réception l'antenne est connectée directement sur le TRX et qu'en émission entre le TRX et l'antenne il y a la partie amplification.
Pour la partie 2, c'est ce que j'ai imaginé peut-être faussement d'un tel fonctionnement, je n'ai rien trouvé sur Internet qui me le confirme, c’est peut-être une connerie ?
Si quelqu'un qui connait pouvait confirmer ou donner une autre logique d'usage, cela serait bien d'ailleurs.

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 MessagePosté le: 23/11/2017, 12:48    Sujet du message: C'est quoi un circulateur à 3 bornes en radio ? Répondre en citant Back to top

Okay Okay Okay ok merci de l'explication Phil c'est tres clair

amicalements 

JPaul
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 MessagePosté le: 23/11/2017, 15:07    Sujet du message: C'est quoi un circulateur à 3 bornes en radio ? Répondre en citant Back to top

Salut à tous,


Merci pour ces explications Phil  Okay  ... au début j'ai cru que vous parliez chauffage centrale  Mr. Green


Bonne chance Laurent pour tes nouvelles aventures 


 
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 MessagePosté le: 23/11/2017, 16:09    Sujet du message: C'est quoi un circulateur à 3 bornes en radio ? Répondre en citant Back to top

Pascal, on peut parler des radiateurs si tu veux...

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 MessagePosté le: 23/11/2017, 18:11    Sujet du message: C'est quoi un circulateur à 3 bornes en radio ? Répondre en citant Back to top

Bonsoir Phil, bonsoir à tous !

Phil, tu as l'art de parfaitement décortiquer les choses, ce qui est vraiment agréable, tout le monde ne sait pas nécessairement se mettre à la portée de tous, pour le coup, tu le fais bien.

Il me faudra tout de même relire avec attention ton post pour en tirer le meilleur, même si j'avoue humblement que l'électronique n'est pas du tout ma tasse de thé.

Pour ce qui est de la licence, comme indiqué plus haut, il ne s'agit que d'une passion, j'ajouterai que ceux qui l'ont compris font de la Radio sans se préoccuper d'autre chose que de passer des moments conviviaux entre potes, la vie est courte, elle passe vite et nos passions doivent être une source infinie de bons moments sans contraintes, avec un minimum d'obligations.

Nos vies professionnelles nous rappellent chaque jour que la vie moderne est accélérée, usante, pesante, parfois même injuste, nos passions sont un refuge qui doivent nous aider à couper avec ces contraintes.

Bonne chance pour l'examen. Okay

73 John

PS : Merci aux Admin de RAF pour le lien vers l'article Wink

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 MessagePosté le: 23/11/2017, 19:15    Sujet du message: C'est quoi un circulateur à 3 bornes en radio ? Répondre en citant Back to top

Salut les gars.
Merci Philippe pour cet exposé très intéressant  Okay
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 MessagePosté le: 24/11/2017, 06:07    Sujet du message: C'est quoi un circulateur à 3 bornes en radio ? Répondre en citant Back to top

Bonjour Très simplifié, mais ça le mérite d'être simple à comprendre. Bravo pour les explications Okay  73s de F4HSU
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Dany



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 MessagePosté le: 24/11/2017, 10:38    Sujet du message: C'est quoi un circulateur à 3 bornes en radio ? Répondre en citant Back to top

73 Philippe ,je n'ai pas tout compris mais bon je sais a que ça existe ,a quoi ça peut servir c'est déjà ça.Amitiés Dany
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 MessagePosté le: 24/11/2017, 18:35    Sujet du message: C'est quoi un circulateur à 3 bornes en radio ? Répondre en citant Back to top

Bonsoir,

Philippe, tu nous a encore gâté une fois de plus.
Superbe exposé (comme d'habitude), l'analogie avec les diodes rend le sujet beaucoup plus abordable. Comme quoi, les meilleures explications ne sont pas celles  avec un amas de mot "savants", souvent mal utilisés et surtout pas maîtrisés.

En effet, la question de la commutation émission/réception d'un ampli "modes numériques" m'a également traversé l'esprit et j'avais plutôt pensé à un système de commutation par diodes PIN (en simplifiant, des diodes qui lorsqu'elles sont polarisées par une tension continue laissent passé un signal RF). La commutation pourrait se faire soit à l'émission de chaque trame, soit elle resterai active pendant une durée assez grande pour couvrir le temps jusqu'à l'arrivée supposée de la trame suivante, si celle-ci est absente, le système retournerai en réception.

Lolo, je croise les doigts pour le jour J surtout que les relais de la platine filtre du TS140 ne demandent qu'a commuter sur d'autres bandes.


 
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 MessagePosté le: 24/11/2017, 22:00    Sujet du message: C'est quoi un circulateur à 3 bornes en radio ? Répondre en citant Back to top


Avant que quelqu'un parle de circulateur sur FB pour cette commutation en DMR, je pensais aussi que c'était des diodes PIN comme c'est fait par Yaesu dans mon FT-400 pour la commutation E/R.

Pour l’explication générale de ce qu’est un circulateur, je n'ai fait qu'utiliser bêtement ce qu'on m'avait expliqué il y a bien longtemps, la seule chose personnelle est l'analogie avec les diodes.
Souvent, la complexité des choses n'est liée qu'à la complexité des mots qui les expliquent.
Il ne me reste plus qu'à faire une autre explication à base d'analogie sur ce qu'est une simple diode et la boucle sera bouclée, hi.

Pour la partie où je parle du remplacement de relais par de tels éléments, c’est une juste une idée, peut-être fausse mais comme on m’a parlé de circulateurs pour remplacer les relais, c’est ce que j’ai imaginé comme montage.

Pour notre lolo, il aura bien évidemment sa F4 pour une unique raison, c'est qu'il la veut et qu'il se donne les moyens de l'avoir, cela aussi est très simple...
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 MessagePosté le: 25/11/2017, 09:38    Sujet du message: C'est quoi un circulateur à 3 bornes en radio ? Répondre en citant Back to top

EXPLICATIF DE MA CONNER... POUR LES PARTIES EN ROSE AU DESSUS

Merci à F5F… Hervé qui m’a posé la question qui tue par un email que je n'ai lu que ce matin !
Je vous rassure, il connaissait la réponse.
"Dans le schéma 2, en émission, que se passe t-il si l’antenne est inadaptée ?" Wink
J’ai pensé me suicider mais au final, je préfère vous expliquer…

Comme quoi je peux expliquer quelque chose de logique à un endroit (les images du schéma 1 sont justes, je vous rassure) et ensuite développer quelque chose qui ne tient pas compte de ce que je viens d’expliquer (les images du schéma 2).
S'il me restait plus de cheveux, peut-être seraient-ils blonds ???

En clair, tout ce qui est en rose dans mes blablas du dessus (uniquement cela) est une conner... aussi grosse que moi, presque 100 Kg, cela en fait une belle !

Passons à de supers dessins (toujours avec des analogies) faits sur la dernière version du logiciel Grifouyeur V.1.2.6 !



Sur le dessin au dessus, on a le TRX qui excite la platine amplificateur au milieu et l’antenne ADAPTEE à droite.
Tout va bien, pas de réfléchi (l’antenne est adaptée, que du vert).



Après, cela se corse (non, je ne parle pas d’Alex qui n’a rien à voir là-dedans !)…



Sur le dessin au dessus, on a le TRX qui excite la platine amplificateur au milieu et l’antenne INADAPTEE à droite.
Tout ne va pas bien, on a du réfléchi (l’antenne est inadaptée, on a du vert direct, mais aussi du orange réfléchi).

On voit quoi, et bien que le réfléchi ne va pas sur la platine amplificateur (génial, je protège l’ampli) mais qu’il passe en dessous pour aller directement vers le TRX (génial, il est mort) !
Surtout que le réfléchi n’est pas sur la base de la puissance du TRX, mais sur la base de la puissance de sortie de l’ampli.
Je peux donc avoir le TRX qui sort 1 W et qui en réfléchi va s’en prendre 10 !

Mr. Green

Je revendique de suite le dépôt d’un brevet dont le contenu est le suivant…
Sytème à base de deux circulateurs ayant pour fonction la protection totale d’une platine d’amplification radio et la destruction de l’émetteur excitant la dite platine.
J’espère que ce brevet me permettra de prendre ma retraite plus tôt et de rejoindre les rangs des radioamateurs plus vite pour raconter d’autres conner...

Bon, tout ceci n'explique pas sous quelle forme une commutation est faite dans un ampli pour le DMR.
Est-ce comme Tonio et moi (avant que je parte dans ce délire circulant Facebookien) avec des diodes PIN ou est-ce avec un autre type de montage ou de composant ?
Si quelqu'un a une certitude là-dessus, qu'il s'avance à la barre !

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