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r glementation chapitre 5 deuxi me partie lignes de transmission d sadaptation cem et protections n.
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Presentation Transcript

  1. Le cours de F6KGL présenté par F6GPX RéglementationChapitre 5 – Deuxième partieLignes de transmission, désadaptation, CEM et protections Ce diaporama est le complément du fichier Regl5-1.mp3 enregistré le 30/11/12 et disponible sur ce lien : http://f6kgl.free.fr/mp3/Regl5-2.mp3 http://f6kgl.f5kff.free.fr

  2. R-5.3) Lignes de transmissions • La ligne de transmission est un dispositif utilisé pour transférer l'énergie de l'émetteur vers l'antenne ou de l'antenne vers le récepteur La ligne de transmission peut être : • asymétrique (coaxial), • symétrique (ligne bifilaire) • Le transfert d’énergie (ou de puissance) est maximal lorsque l’impédance de la charge (l’antenne) est égal à l’impédance du générateur (l’émetteur). • La ligne de transmission a des caractéristiques propres : • son impédance (en ohms) • son affaiblissement linéique (en dB par mètre) • sa vélocité(cette notion n’est pas au programme de réglementation)

  3. R-5.3) Lignes de transmissions • Calcul d’affaiblissement linéique • calcul de la puissance de sortie • pertes à partir de la longueur du câble • affaiblissement linéique à partir despuissances d'entée et de sortie voir page CNFRA dans Radio-REF de juin 2011 : ici

  4. R-5.3) Lignes de transmissions • Calcul d’affaiblissement linéique et PAR • puissance rayonnée (PAR) • notion indispensable pour déclarer la PAR (arrêté du 17/12/07 modifié) • PIRE • cas particuliers des couplages parfaits d’antennes identiques

  5. R-5.3) Lignes de transmissions • TOS et désadaptation : • Lorsque l'impédance de la ligne de transmission n'est pas la même que celle de la charge (l'antenne, par exemple), le transfert d’énergie n’est pas optimal : • il apparaît des ondes stationnaires sur la ligne • une partie de l’énergie émise retourne à l’émetteur. • Cette désadaptation se mesure par le coefficient de réflexion, noté  (rhô), qui est égal au rapport • du courant (tension ou intensité) réfléchi • divisé par le courant émis (ou courant incident), • ces deux valeurs étant exprimées en volts ou en ampères.  = Uréfléchie (V) / Uémise (V) = Ir (A) / Ie (A) • si la mesure est exprimée en watts, le calcul fera intervenir une racine carrée (ce qui rend, à notre opinion, cette formule hors programme de réglementation car elle nécessite l’emploi d’une calculette) :  =[Pr (W) / Pe (W)] • Le TOS est égal à 100 fois  : TOS (%) = 100 x  • Attention : le TOS n’est pas le taux de puissance réfléchie

  6. R-5.3) Lignes de transmissions • Cette désadaptation se mesure aussi par le Rapport d'Ondes Stationnaires (ROS). Ce nombre est le rapport des impédances caractéristiques de la ligne (câble) et de la charge (antenne). • Le ROS et  ne sont pas explicitement au programme de l’examen : dans le texte, seul le TOS est cité. Mais, dans les faits, les calculs de ROS sont plus fréquents à l’examen que les calculs de TOS. • Formules de transformation : ROS = (1 + ) / (1 – )  = (ROS – 1) / (ROS + 1) rapports les plus courants : ROS = 1,5 →  = 1/5 = 20% → Pr/Pe = 1/25 = 4% ROS = 2 →  = 1/3 = 33% → Pr/Pe = 1/9 = 11,1% ROS = 3 →  = 1/2 = 50% → Pr/Pe = 1/4 = 25% voir page CNFRA dans Radio-REF de mai 2009 : ici ROS (%) = Z plus forte () Z plus faible ()

  7. R-5.3) Lignes de transmissions • Calcul de  et de TOS • à partir des tensions • Uémise = 100 • Uréf = 25 •  = 25/100 = 0,25 • TOS = 25% • à partir des puissances • Pémise = 100 • Préf = 25 •  =  0,25 = 0,5 • TOS = 50% • taux de puissance réfléchie • Pr = 25%

  8. R-5.3) Lignes de transmissions • L’adaptation entre l’émetteur et l’ensemble Ligne de transmission + Antenne s’obtient grâce à une boîte de couplage (ou boîte d’accord). • Pour adapter les impédances, une « ligne quart d’onde » peut être utilisée (cette notion sera vue plus en détail dans la partie Technique. Quelques questions d’examen de classe 3 ont été relevées sur ce sujet mais sont, à notre opinion, hors programme car elles nécessitent un calcul faisant intervenir une racine carrée) Zligne =  (Zentrée x Zsortie) • Exemple :

  9. R-5.4) Brouillage et protections des équipements électroniques • La directive européenne 2004/108/CE définit ainsi la Compatibilité ElectroMagnétique (CEM) : • aptituded’équipements à fonctionner dans leur environnement électromagnétique de façon satisfaisante sans produire eux-même de perturbations électromagnétiques intolérables pour d’autres équipements dans cet environnement. • un équipement est un appareil ou une installation mis dans le commerce en tant qu’unité fonctionnelle indépendante. • une perturbation électromagnétique peut être : • un bruit électromagnétique, • un signal non désiré • ou une modification du milieu de propagation lui-même • voir aussi page CNFRA dans Radio-REF d’avril 2009 : ici (article déjà cité dans le chapitre 4 traitant des exigences essentielles)

  10. R-5.4) Brouillage et protections des équipements électroniques • Appliqué à notre hobby, la CEM est la faculté : • d'un émetteur de ne pas perturber son environnement, • d'un récepteur de ne pas être perturbé par son environnement. • Un récepteur a un certain niveau d'immunité par rapport aux perturbations causées par son environnement électromagnétique. • lorsque les perturbations dépassent ce niveau, le seuil de susceptibilité du récepteur est atteint. • dans ce cas, des mesures de durcissement seront prises. • une perturbation est conduite lorsqu'elle est véhiculée par l'intermédiaire des conducteurs • une perturbation est rayonnée lorsqu'elle se propage dans l'espace environnant par un champ électromagnétique.

  11. R-5.4) Brouillage et protections des équipements électroniques • Intermodulation • créée par un mélange de fréquences au niveau d'un étage (ou d'un composant) non linéaire aussi bien à la sortie d'un émetteur que sur l'entrée d'un récepteur. • l’amplificateur non linéaire fait apparaître des mélanges égaux à la somme et la différence des fréquences fondamentales et de leurs harmoniques. • Exemple : soient A et B, deux fréquences à amplifier. A la sortie de l’étage défaillant, en plus des deux fréquences amplifiées (A et B), on peut trouver : • [A + A] et [B + B], soit (2 x A) et (2 x B ) • [A + B] et [A – B], les mélanges « classiques » • issus de distorsions quadratiques (2nd ordre) • et des produits du troisième ordre comme(3 x A), (3 x B), [(2 x B)–A], [(2 x A)–B] et [(2 x A)+B] • issus de distorsions cubiques (3ème ordre)

  12. R-5.4) Brouillage et protections des équipements électroniques • Transmodulation : • problème lié au récepteur uniquement. • lorsqu’un signal de fréquence voisine du signal que l’on veut recevoir est un signal puissant de forte amplitude, celui-ci va provoquer une surcharge de l’étage d’entrée du récepteur qui va alors manquer de linéarité (saturation). • ce signal puissant, non désiré, va alors interférer avec le signal que l’on veut recevoir et moduler ce dernier. • en conséquence, sera entendue non seulement la modulation du signal désiré mais également la nouvelle modulation • remarques : • dans le cas d’une intermodulation, les fréquences sont liées par une relation mathématique (produits d’ordre N). • la transmodulation est liée à un signal perturbateur modulé en amplitude. • voir aussi page CNFRA dans Radio-REF de juillet 2012 : ici

  13. R-5.5) Protections électriques • Protection des personnes et du matériel • règles de sécurité • montage et maintenance des aériens sur un pylône • être équipé d’un harnais ou d’un baudrier, • jeux de mousquetons toujours attachés à la ligne de vie • dangers de la haute fréquence (UHF et au-delà) • dangers de l’électricité • tension de sécurité (< 50 V en milieu sec) • brûlures (peau) • électrisation (muscles) • contraction locale des muscles, • contraction des muscles respiratoires avec risque d’asphyxie, • fibrillation du cœur qui peut entraîner un arrêt circulatoire • électrocution = décès par électrisation • moyens de protection • compartiments fermés • repérage des fils (gaine de couleur jaune-vert = fil de protection) • mise à la terre de toutes parties métalliques

  14. R-5.5) Protections électriques • Protection des personnes et du matériel • caractéristiques et dangers de la foudre • qu’est ce que la foudre ? • décharge électrique entre les nuages et le sol • électricité statique dans l’antenne (situation orageuse) • réduire le risque de foudroiement • débrancher les câbles • disposer les câbles de manière à faire des coudes • installation d’un parafoudre • si le bâtiment est équipé d’une protection contre la foudre • relier l’antenne au plus droit à l’équipement du bâtiment • voir aussi page CNFRA dans Radio-REF de mai 2012 : ici

  15. Les questions posées à l’examen • Câbles coaxiaux et affaiblissement linéique • Une ligne bifilaire est : 1) symétrique 2) asymétrique 3) à haute impédance 4) utilisée essentiellement en VHF et au-delàa) 1 et 3 - bonne réponse (symétrique et haute impédance) • Affaiblissement linéique : 10 W --> 5 W avec câble de 20 mètresa) 0,15 dB/m – bonne réponseb) 3 dB/mc) 60 dB/md) 0,3 dB/m • Affaiblissement linéique dans un câble avec les données suivantes :. U entrée = 50 V, Tension de sortie = 25 V, longueur du câble = 10 m a) 3 dB/m b) 0,3 dB/m c) 0,6 dB/m – bonne réponsed) 2,5 dB/m Affaiblissement linéique ? 10 W 5 W Longueur = 20 mètres Affaiblissement linéique ? 50 V 25 V Longueur = 10 mètres

  16. Les questions posées à l’examen • Calcul de PAR • Quelle est puissance PAR ?a) 40 W – bonne réponseb) 90 Wc) 120 Wd) 60 W • Quelle est puissance PAR ?a) 50 W – bonne réponseb) 200 Wc) 33 Wd) 300 W Longueur = 10 m Perte = 0,3 dB/m Gain de l’antenne = 9 dB 10 W Pertes = 7 dB Gain de l’antenne = 4 dB 100 W

  17. Les questions posées à l’examen • TOS, ROS et désadapation • Quelle est la valeur du TOS la meilleure possible ?a) Plus de zérob) Moins de zéroc) Zéro – bonne réponse. Plus précisément : 0%d) 10 (dix) • Calcul de ROS avec TX = 75 ohms et antenne = 50 ohms a) 1,5/1 - bonne réponseb) 0,666 / 1c) 4 % - faux : le ROS ne pas être un tauxd) 20 % • Quelle est la fonction de la boîte d’accord ?a) Elle sert à adapter l’impédance de l’antenne à l’impédance de sortie de l’émetteur – bonne réponseb) Aucune – la boîte d’accord n’a peut-être pas d’utilité pour certains mais elle a une fonctionc) Elle sert à adapter l’impédance de l’émetteur à l’impédance de sortie de l’antenne – Bien lire la réponse (presque identique à la bonne réponse mais n’est pas juste)d) Elle sert à raccorder une antenne à un amplificateur – « accorder » mais pas « raccorder » Quel est le ROS ? Antenne = 50  TX = 75 

  18. Les questions posées à l’examen • Taux de puissance réfléchie et ligne d’adaptation /4 Questions hors programme « réglementation » car nécessitant l’emploi d’une calculette • Puissance réfléchie si Pe = 9W et ROS = 2a) 1 W – bonne réponse b) 3 Wc) 4,5 Wd) 2,25 W • Puissance incidente = 9 W et puissance réfléchie = 1 W, quel est le TOS ?a) 33% - bonne réponse b) 11%c) 1,5/1d) 2/1 • Quelle est l’impédance d’une ligne quart d’onde dont les caractéristiques sont : Z entrée = 75 ohms et Z sortie = 300 ohms ?a) 150 ohms – bonne réponseb) 4 ohmsc) 22.500 ohmsd) 50 ohms Puissance réfléchie = ? ROS = 2 Pe = 9 W Puissance réfléchie = 1 W Puissance incidente = 9 W Quel est le TOS ? Impédance de la ligne ? 75  300  Longueur = /4

  19. Les questions posées à l’examen • CEM et protection • La compatibilité électromagnétique est la faculté :a) d’une antenne à recevoir ; b) d’un récepteur à recevoir plusieurs bandes ; c) d’un émetteur à ne pas perturber son environnement – bonne réponsed) d’un récepteur à ne pas attirer la foudre • Quelle est la couleur d’un conducteur protection d’un câble secteur à 3 conducteurs ?a) Jaune-Vert – bonne réponseb) Marronc) Rouged) Bleu • À quoi faut-il veiller lors de l’installation d’une antenne sur un bâtiment équipé d’une protection contre la foudre ?a) L’antenne doit être reliée à l’installation de protection par le chemin le plus court – bonne réponseb) L’antenne doit être reliée à l’installation de protection par le chemin le plus isoléc) L’antenne doit être reliée à l’installation de protection par le chemin le plus longd) L’antenne ne doit pas être raccordée à l’installation de protection

  20. Le cours de F6KGL était présenté par F6GPX Bonne chance à tous les candidats et à bientôtsurl’air73 de F6GPX Jean-Luc Retrouvez-nous tous les vendredis soir au Radio-Clubde la Haute Île à Neuilly sur Marne (93) F5KFF-F6KGL ou sur 144,575 MHz (FM) ou encore sur Internet. Tous les renseignements sont sur notre site Internet http://f6kgl.f5kff.free.fr