LA RADIOPHONIE EN BELGIQUE

                                                            Description et caractéristiques de la station de Bruxelles

                                                                                     Par Raymond BRAILLARD

                                                                                                                              INGENIEUR A.M. ET E.S.E.

                                                                                                INGENIEUR   EN CHEF DE LA SOCIETE BELGE RADIO-ELECTRIQUE

 

Depuis le 28 novembre 1928, la Belgique possède à Bruxelles une station de radiophonie, qui mêle agréablement sa voix au nouveau concert européen et même mondial. Les émissions de Bruxelles sont reçues et appréciées dans toute la France el même en Algérie. Aussi croyons-nous être agréables aux lecteurs de La Science et la Vie en décrivant sommairement tes installations de Radio-Belgique.  Les appareils et l'auditorium ont été installés dans les locaux d'un vaste immeuble, l'Union Coloniale, situé en plein centre de Bruxelles, afin de faciliter l'accès de la station aux artistes et sa liaison aux autres salles de conférences et de concerts de la ville.

 

Antenne: Elle constituée par une cage de quatre fils de 35 mètres de longueur, supportée par deux pylônes de 20 mètres de hauteur, qui sont montés, l'un sur la terrasse de l'Union Coloniale, I'autre sur la terrasse d'un bâtiment voisin (fig. 1).

Prise de terre. Il était impossible de constituer la prise de terre par des plaques ou des fils métalliques enfouis dans le sol, comme on le fait habituellement. La prise de terre a été réalisée en reliant soigneusement entre elles toutes les parties métalliques du bâtiment l'Union Coloniale : charpente, canalisations d'eau, de chauffage, etc. Cette disposition s'est montrée excellente.

Auditorium. L'auditorium a été Installé dans une salle située au quatrième étage de l'immeuble (fig. 2). Les murs,le plafond et le plancher ont été recouverts d'une couche de liège de 5 à 10 centimètres séparée des parois par 5 centimètres d'air. De plus, après une nouvelle couche d'air, une feuille de papier imperméable a été appliquée sur l'ensemble et recouverte, d'une bande de molleton épais. Puis le tout a été garni soit de tapis, soit d'étoffes décorative.

 

 

                                      

                                                     Fig 1   L'antenne en cage de la station Rdiophonique de Bruxelles

                                          La partie horizontale se trouve à 40 mètres au-dessus des jardins séparant les deux bâtiments sur lesquels

                                                                             sont  ancrés les deux pylônes de 20 mètres. A gauche, l'entrée du poste.       

 

 

Dans ces conditions, on a obtenu un excellent isolement de la salle, au point de vue acoustique et une suppression a peu près complète des échos intérieurs, qui auraient pu nuire à la clarté des émissions. Dans une petite salle voisine on a aménagé l'amplificateur placé à la suite du microphone,

Machines d'alimentation du poste (moteurs, alternateurs) Elles ont été installées dans une salle située au cinquième étage, On a dû les isoler du sol par des socles en liège et de feutre afin d'éviter la transmission de vibrations dans tout le bâtiment, Ces machines sont mises en route à distance de la salle où se trouvent les appareils,                                                                                                                 

 

 

                                                                    

                                                                      Fig 2.    L'Auditorium de la station de Bruxelles

                                                                                                Au milieu sur un support mobile on aperçoit le microphone magnétique.

 

Appareils d'émissions proprement dit: Ils sont situés dans une petite pièce sur la terrasse du bâtiment (fig. 3). Ils consistent en des sortes de tableaux à charpente métallique supportant les valves rectificatrices, les valves oscillatrices et les valves amplificatrice du courant microphonique.

Au point de vue électrique, le rendement de la station est assez faible : pour 1 kilowatt fourni à l'antenne, on absorbe environ 6 kilowatts au réseau ; mais ce faible rendement électrique est une condition nécessaire pour obtenir la qualité de l'émission et éviter les altérations des sons, que l'on constate lorsque les lampes travaillent à plein régime au voisinage de la saturation.

Dans la figure 4, nous avons représenté le schéma de l'Installation complète, après l'avoir

simplifié considérablement pour le rendre plus facile à suivre.

Le problème à résoudre comprend deux parties bien distinctes :

1°- La production dans l'antenne d'une oscillation à haute fréquence à amplitude constante engendrant des ondes entretenues

2°- La transformation des ondes sonores à l'aide d'un microphone, en courant de fréquence acoustique, l'amplification de ce courant de fréquence acoustique à l'aide d'appareils appropriés et l'application de ce même courant au courant à haute fréquence engendré dans l'antenne,

Production de l'onde entretenue porteuse : On utilise uniquement des lampes à trois électrodes travaillant en génératrices et alimentées sur leur plaque par du courant continu à 9.000 ou 10.000 volts.

Un problème délicat réside dans la production d'un courant continu de 9.000 volts et d'environ 500 milliampères, soit 4,5kw, Il n'existe pas pratiquement de dynamo simple et sure pour produire une telle tension.                                                                     

                                                                   

 

 

                         

                                                                        Fig 3.  La salle des appareils d'émission.

                         De gauche à droite: le tableau de charge d la batterie 22 volts, 600 ampères heure, destinée à chauffer

                     les filaments des lampes: les deux transformateurs élévateurs de tension: le panneau des valves rectificatrices

              (deux valves): près du plafond, le feeder à  10.000 volts (courant redressé): le panneau de circuit oscillant indépendant

   une lampe): le panneau de la lampe amplificatrice à haute fréquence couplée à l'antenne; au premier plan, le panneau de modulation,

  comportant unr lampe de sous contrôle et trois grosses lampes de contrôle montées en parallèle. Les mapes sont montées dans des                       cages amovibles et interchangeables, afin de permettre le remplacement rapide d'une lampe mise hors service.

 

 Là encore, les lampes a vide viennent a notre secours suivant le processus ci-après : On commence par produire, en partant du secteur, 440 volts courant continu et, l'aide d'un alternateur approprié du courant monophasé à 300 périodes à la tension de 500 volts. On élève cette tension à l'aide d'un transformateur statique T1 et on l'applique à deux valves montée en opposition ainsi que le représente le schéma, et contenant seulement un filament et une plaque,

 

Un autre transformateur abaisse la tension de 300 volts afin d'obtenir les 18 volts nécessaires pour chauffer les filaments, En application du phénomène connu d'Edison, les dites valves ne laisse passer le courant que dans un sens; de la plaque vers le filament, sens inverse de la trajectoire des électrons émis par le filament incandescent,

Le circuit d'utilisation est représenté par les deux barres aboutissant aux pôles positif et négatif.

Entre ces barres sont disposés des condensateurs et, en série, une self- induction a noyau de fer, de façon à constituer un filtre. On conçoit de suite que les deux valves rectifieront successivement les deux alternances du courant alternatif et chargerons les

condensateurs.

Si ceux-ci ont une capacité suffisamment élevée on obtient à la sortie du filtre un courant pratiquement continu. Nous appliquons d'abord cette tension à une première lampe oscillante O1 montée suivant le schéma habituel et donnant naissance dans le circuit une oscillation dont la fréquence est égale à 760.000, correspondant à une longueur d'onde de 410 mètres,-Cette oscillation est très stable, comme fréquence et comme amplitude.

 

On dispose ensuite une deuxième lampe oscillante O2„ ayant pour fonction d'amplifier considérablement l'oscillation produite par la deuxième lampe, A cet effet, on couple, par l'intermédiaire d'une self, la grille de la lampe O2 au circuit oscillant de la lampe 01, On recueille ainsi, dans la plaque de la lampe O2 une oscillation de même fréquence, mais très amplifiée.

 

Dans le circuit de plaque de la lampe O2. on a disposé un deuxième circuit oscillant réglé lui aussi, à la fréquence de 730.000.

En pratique, le circuit de grille de la lampe O2 contient également une deuxième self, qui est couplée a circuit oscillant et l'on s'arrange pour que le couplage soit tel qu'il s'oppose aux oscillation de la lampe O2. En équilibrant convenablement l'action des circuits ? et ?* sur le circuit de grille de la lampe O2 on peut obtenir un régime remarquablement stable. Enfin, l'antenne est couplée inductive ment au circuit ?* qui lui cède son énergie. Cette antenne est accordée soigneusement sur la fréquence de 730.000 ; on obtient ainsi une Intensité dans l'antenne égale à 7 ampères et rigoureusement constante, l'amplitude de l'onde entretenue porteuse est donc, eIle aussi, rigoureusement constante.

Modulation. — Le microphone doit posséder deux qualités capitales pour la transmission fidèle de toutes les modulations de la voix et de la musique : d'une part il doit toujours rester semblable à lui même, ce qui n'est pas le cas des microphones à grenaille de charbon, utilisant les variations de résistance électrique de contact en fonction de la pression exercée pat une membrane vibrante. D'autre part, il ne doit pas posséder de période de vibration propre, c'est-à-dire qu'il doit transmettre avec une égale fidélité les sons graves et les sons aigus.

 

Cette condition proscrit complètement l'emploi des microphones usuels, qui ont toujours des périodes propres de vibration correspondant à certaines ondes musicales.

Le microphone système Marconi, employé à la station radiophonique de Bruxelles, est basé sur le principe suivant: dans un champ magnétique puissant créé à l'aide d'un électroaimant, on dispose une bobine plate constitué par une seule couche de fil d'aluminium très fin. Sous l'influence de l'onde sonore incidente, cette bobine se déforme; le champ magnétique embrassé varie et un courant microphonique extrêmement faible se produit. Ce courant est de l'ordre d'une fraction Infime de micro ampère. Le rendement du microphone est donc extrêmement faible, mais c'est une condition indispensable pour qu'il soit fidèle. L'incompatibilité du rendement et de la fidélité, en matière acoustique, est du reste, un fait bien connu.

Le courant recueilli est d'abord amplifié dans un amplificateur à neuf étages utilisant des lampes à trois électrodes pour obtenir une intensité de courant de l'ordre du milliampère. Cet amplificateur, placé près de l'auditorium, a été étudié spécialement en vue d'éviter l'introduction de distorsions qui affecteraient la pureté du courant microphonique. Le couplage entre les lampes se fait par des résistances et des capacités.

 

D'autres dispositifs électriques permettent en même temps de corriger la courbe de sensibilité du microphone, qui n'est pas constante du grave à l'aigu, afin de se rapprocher de la courbe de sensibilité a allure constante qui caractérise notre tympan. Il est très important en effet, que les sons musicaux des différentes fréquences musicales soient répartis avec le même rendement d'un bout à l'autre de l'échelle, afin que, d'une part, les ensembles orchestraux soient transmis complètement et que, d'autre part, le timbre de la voix el des Instruments ne soient pas altéré, le timbre d'une note musicale est caractérisé par la présence d'harmoniques de fréquence élevée pouvant atteindre 8 à 10,000,

 

La gamme des notes fondamentales couvrant l'étendue de la voix humaine s'étend en moyenne entre 200 et 2000 vibrations. Pour la musique, les sons fondamentaux s'étendent entre 16 et 4,138 vibrations, mais le timbre caractérisant l'instrument, et qu'il convient de conserver, comporte des harmoniques de fréquence beaucoup plus élevée.

 

Dans la salle du poste, le courant microphonique déjà amplifié est appliqué à de grosses lampes à trois électrodes A alimentées sous 9000 volts courant continu et qui l'amplifie de nouveau considérablement

                                                                 

 

 

                                                                    

                         

                                     FIG 4.  Schéma général de l'installation électrique de la station

                                    T1, transformateur élévateur du courant à 300 périodes, 500 volts, fourni par l'alternateur;

                          T2,tansformateur abaisseur d tension pour le chauffage des valeves;V1 et V2, valves de redressemnt;

                                 O1, lampe du circuit oscillant indépendant; O2, lampe amplificatrice HF. couplée à l'antenne ;

                                  A1 lampes amplificatrices BF pour la modulation; λ ,λ1,λ2,, circuits accordés sur 410 mètres;

                        Lch self de choc pour la modulation par contrôle d'anode, ELECTROM, électromètre pour le controle

                        de la modulation; MICRO, microphone placé dans l'auditorium ou dans une salle de spectacle ou de concert;

                                                           AMPLIF; amplificateur à 9 étages,  placé près de l'auditorium.

 

 

 

On obtient ainsi, à la sortie de ces grosses lampes une tension variable de forme microphonique pouvant atteindre plusieurs milliers de volts. Cette tension est appliquée à la plaque de la lampe oscillatrice alimentant l'antenne et s'ajoute, avec son signe positif ou négatif, à la tension continue de 9000 volts déjà appliquée à cette plaque. La tension de modulation peut atteindre 3.000 volts lors d'une émission très forte (par exemple, note aiguë donnée par une cantatrice). Dans ces conditions, la tension d'alimentation de la plaque de la lampe oscillatrice varie entre 6.000 et 12.000 volts (9.000 plus ou moins 3.000). En réalité, pour appliquer cette tension variable à la plaque de la lampe O2 on se sert d'un artifice.

La self Lch à forte impédance, est parcourue à la fois par le courant alimentant O2 et les lampes modulatrices A. Si celles-ci consomment plus, une chute de tension se produit le long de la bobine de self Lch, la lampe O2 consomme moins, et réciproquement.

Les variations de débit de la plaque O2 reproduisent donc au signe près, les variations de débit des lampes A et, par suite, les variations de tension de la grille des lampes modulatrices A.

On peut, du reste, faire une analogie hydraulique assez facile. Imaginons une conduite d'eau sous pression constante alimentant, par l'intermédiaire d'une tuyauterie sinueuse, deux robinets ouverts a moitié. Si l'on ferme brusquement l'un des robinets, l'autre débitera davantage pendant un certain temps, car le débit total dans la conduite ne peut pas varier instantanément. Si on ouvre à fond le premier robinet, le second cessera temporairement de débiter.

Dans ces conditions, le courant d'antenne, égal à 7 ampères sans modulation, subit des variations en plus et en moins et l'onde porteuse se trouve modulée suivant le contour de la modulation microphonique.

La pureté de la reproduction en radiophonie,

Nous voudrions attirer davantage l'attention du lecteur sur la question de pureté, qui est capitale en matière de radiophonie. Considérons sur la planche G la coupe schématique du microphone utilisé à la station radiophonique de Bruxelles.

Comme on peut le voir, ce microphone est magnétique et il utilise le courant induit dans une bobine plate très légère, déformée à l'intérieur d'un champ magnétique puissant sous l'influence de l'onde sonore. La courbe de sensibilité de ce microphone est représentée sur le premier graphique de gauche On constate que le microphone favorise les sons très graves et les sons très aigus, parce que, d'une part, à énergie égale, des sons très graves produisent un effet mécanique plus important et, par suite, une variation de flux embrassé plus grande ; d'autre part, parce que les sons très aigus. en vertu de lois de l'Induction, donnent lieu à une tension induite plus élevée.   

                                                           

                                                                                      Fig 5.   Coupes du microphone magnétique et d'un haut parleur ordinaire

                                                                                                    Coubes caractéristiques coparatives de rendement acoustique

 

On corrige d'abord cette courbe dans l'amplificateur, afin de réduire le rendement dans les graves et dans l'aigu. Considérons maintenant la coupe schématique d'un

haut-parleur utilisé à la réception et qui n'est au fond qu'un téléphone un peu plus puissant muni d'un pavillon.

La membrane vibrante n'est pas rigoureusement apériodique. En moyenne, elle est plus sensible pour les fréquences dans le médium que pour les fréquences extrêmes dans le grave ou clans l'aigu ; l'allure générale de la courbe a été indiquée en traits interrompus sur le deuxième graphique Un haut-parleur favorise toujours certaines notes par suite de résonances particulières soit dans la membrane, soit dans le pavillon, soit dans le boîtier ou dans le support et la courbe de sensibilité à l'aspect tourmenté en traits pleins.

Notre tympan est certainement l'instrument acoustique le plus perfectionné, tant au point de vue sensibilité qu'au point de vue régularité; nous pouvons représenter la courbe très aplatie qui le caractérise par le troisième graphique. Dans le quatrième graphique, nous avons superposé les courbes de sensibilité correspondant au microphone et au haut-parleur il s'agit évidemment de moyennes, mais nous voyons que la courbe résultante se rapproche beaucoup de la courbe de sensibilité de notre oreille et, par suite, des conditions idéales de reproduction des sons. Ce résultat très favorable a pu être obtenu avec la station de Bruxelles, grâce, d'une part, au microphone tout a fait nouveau qui a été mis en service et grâce, d'autre part au dispositif de correction de la courbe de ce microphone placé dans l'amplificateur. Lorsqu'un amateur se plaint de la mauvaise qualité de l'émission d'une station, il y a donc quatre-vingt-dix-neuf chances ; sur cent pour que la faute en incombe à son appareil récepteur

                                                                                  

 

 

                                                 

                            Fig 6.  M. BRACONY, le <<RADIOLO>> BELGE FAISANT UNE ANONCE DEVANT LE MICROPHONE

                                                    SITUE A PLUS DE DEUX METRES DE DISTANCE, CE MICROPHONE, DE CONCEPTION TRES ORIGINALE

                                                                                  EST REMARQUABLEMENT  SENSIBLE, PUR ET FIDELE    

 

 

                                                                                                                

 

 

Il serait à souhaiter, pour l'avenir de la radiophonie, que les constructeurs d'appareils récepteurs apportassent à leur réalisation le même soin el la même science que les constructeurs d'appareils d'émission. Malheureusement, à part de trop rares exceptions, il semble que la qualité de la reproduction soit trop souvent sacrifiée au désir de procurer une amplification considérable ou de réaliser une simplification qui ne vise qu'au bon marché des appareils.

Les résultats obtenus par la station de Bruxelles

La station est exploitée par la SOCIETE  BELGE RADIO-ELECTRIQUE (SBR), qui a su s'assurer le concours d'excellents artistes. Bien que les émissions soient faites sur une onde relativement Courte, la portée est considérable. Les amateurs du Nord de l'Italie, de Suède, de Norvège goûtent particulièrement les radios concerts bruxellois, pour l'excellence de la modulation et l'éclectisme des programmes. Actuellement, la station fait deux émissions journalière : de 17 heures a 18 heures et de 20 heures a 22h15. Pour terminer, signalons que la longueur d'onde sera ramenée prochainement de 410 a 250 mètres, pour répondre a une demande de l'administration belge des Télégraphes. Il est, du reste, infinitif probable que cette modification aura été réalisée lorsque ces lignes paraîtront.

 

                                                                                                                                                                                                        RAYMOND BRAILLARD.

 

Ce texte a été publié dans la revue : La science et la  Vie

 

 

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