{"id":13161,"date":"2025-03-24T10:10:33","date_gmt":"2025-03-24T09:10:33","guid":{"rendered":"https:\/\/www.forsf.fr\/?p=13161"},"modified":"2025-12-11T21:09:01","modified_gmt":"2025-12-11T20:09:01","slug":"les-amplificateurs-rf-a-transistors","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.forsf.fr\/?p=13161","title":{"rendered":"LES AMPLIFICATEURS RF A TRANSISTORS"},"content":{"rendered":"\n

Par F4JRR Op\u00e9rateur Fernand.<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Introduction<\/h3>\n\n\n\n

Les amplificateurs \u00e0 transistors jouent un r\u00f4le cl\u00e9 en radiocommunication, en permettant d\u2019augmenter la puissance du signal \u00e9mis pour am\u00e9liorer la port\u00e9e et la fiabilit\u00e9 des transmissions. Leur utilisation varie selon les contextes, notamment en radioamateurisme et en CB (Citizen Band), o\u00f9 la r\u00e9glementation et les contraintes techniques diff\u00e8rent. Cet article aborde leur fonctionnement, les technologies utilis\u00e9es, les performances attendues, ainsi que les enjeux li\u00e9s aux interf\u00e9rences et au respect des normes.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

1. Contexte et R\u00e9glementation<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

1.1 Radioamateurs :<\/em> Une Utilisation R\u00e9glement\u00e9e<\/strong>
En France, les radioamateurs titulaires d\u2019une licence peuvent utiliser des amplificateurs sous r\u00e9serve de respecter les puissances maximales autoris\u00e9es par l\u2019ARCEP. Ces puissances varient selon les bandes de fr\u00e9quences, mais peuvent atteindre plusieurs centaines de watts sur certaines gammes HF.
La conception et l\u2019utilisation d\u2019amplificateurs sont encadr\u00e9es pour limiter les interf\u00e9rences avec d\u2019autres services radio.
L\u2019homologation et la compatibilit\u00e9 \u00e9lectromagn\u00e9tique (CEM) sont essentielles pour \u00e9viter les \u00e9missions parasites et respecter la puret\u00e9 spectrale.
Un mauvais r\u00e9glage ou un amplificateur de mauvaise qualit\u00e9 peut g\u00e9n\u00e9rer des harmoniques et de l\u2019intermodulation, perturbant d\u2019autres utilisateurs du spectre.
1.2 Cibistes :<\/em><\/strong> Une Interdiction en France<\/strong>
Contrairement aux radioamateurs, les cibistes (utilisateurs du 27 MHz) ne sont pas autoris\u00e9s \u00e0 utiliser des amplificateurs en France. La r\u00e9glementation impose une puissance maximale de 4W en AM\/FM et 12W en BLU.
L\u2019usage d\u2019amplificateurs en CB entra\u00eene des risques de brouillage TV, radio et t\u00e9l\u00e9phonie.
Les contr\u00f4les de l\u2019ANFR peuvent entra\u00eener des sanctions s\u00e9v\u00e8res en cas d\u2019infraction.
Cependant, dans certains pays, une tol\u00e9rance ou une r\u00e9glementation sp\u00e9cifique existe pour l\u2019usage de ces \u00e9quipements en 27 MHz.<\/p>\n\n\n\n

2. Historique et \u00c9volution des Amplificateurs \u00e0 Transistors<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

2.1 L\u2019Invention du Transistor et Son Application en RF<\/strong>
Le transistor a \u00e9t\u00e9 invent\u00e9 en 1947 par les chercheurs des Bell Labs (John Bardeen, William Shockley et Walter Brattain). Cependant, son application aux amplificateurs RF a n\u00e9cessit\u00e9 plusieurs d\u00e9cennies de d\u00e9veloppement.
Les premiers amplificateurs RF \u00e0 transistors dans les ann\u00e9es 1960-70 utilisaient des transistors bipolaires (BJT).
Dans les ann\u00e9es 1980-90, les MOSFET ont apport\u00e9 un meilleur rendement et une plus grande robustesse.
Aujourd\u2019hui, les transistors LDMOS (Laterally Diffused MOS) dominent le march\u00e9 des amplificateurs de puissance HF et VHF\/UHF.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

2.2 Avanc\u00e9es Technologiques et Performances<\/strong>
L\u2019am\u00e9lioration des transistors a permis une mont\u00e9e en puissance et en efficacit\u00e9 des amplificateurs :
– Bipolaires (BJT) : utilis\u00e9s historiquement, mais moins efficaces.
– MOSFET : faible tension de commande, meilleur rendement, mais sensibles aux surtensions.
– LDMOS : plus robustes, rendement sup\u00e9rieur, utilis\u00e9s dans les amplis haute puissance.<\/p>\n\n\n\n

3. Fonctionnement et Performances des Amplificateurs \u00e0 Transistors<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

3.1 Principe de Fonctionnement<\/strong>
Un amplificateur RF \u00e0 transistors fonctionne en amplifiant le signal d\u2019entr\u00e9e sans alt\u00e9rer sa modulation. La lin\u00e9arit\u00e9 est un crit\u00e8re cl\u00e9 pour \u00e9viter la distorsion et la g\u00e9n\u00e9ration d\u2019harmoniques.<\/p>\n\n\n\n

Les classes d\u2019amplification :<\/em>
– Classe A : lin\u00e9aire, mais faible rendement.
– Classe AB : bon compromis entre lin\u00e9arit\u00e9 et efficacit\u00e9.
– Classe C : efficace, mais r\u00e9serv\u00e9 aux signaux non modul\u00e9s en amplitude.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

\u00c9tage de puissance : <\/em>Plusieurs transistors peuvent \u00eatre mont\u00e9s en parall\u00e8le ou en push-pull pour augmenter la puissance tout en limitant la distorsion.
R\u00f4le des filtres : <\/em>Un filtre passe-bas est souvent ajout\u00e9 en sortie pour r\u00e9duire les \u00e9missions parasites.<\/p>\n\n\n\n

3.2 Plages de Fr\u00e9quences et Modes de Fonctionnement<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Les amplificateurs sont con\u00e7us pour diff\u00e9rentes gammes de fr\u00e9quences, chacune ayant ses contraintes techniques.
Les amplificateurs doivent \u00eatre adapt\u00e9s \u00e0 la bande d\u2019utilisation, sous peine d\u2019un rendement faible ou d\u2019une distorsion importante.<\/p>\n\n\n\n

4. Probl\u00e9matiques de Qualit\u00e9 du Signal et Risques de Brouillage<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

4.1 D\u00e9gradation du Signal et Distorsion<\/strong>
Un amplificateur mal con\u00e7u ou mal r\u00e9gl\u00e9 peut g\u00e9n\u00e9rer :<\/em>
De l\u2019intermodulation (IMD), qui pollue le spectre radio.
Des harmoniques, qui interf\u00e8rent avec d\u2019autres bandes de fr\u00e9quences.
Une saturation, qui peut entra\u00eener un \u00e9cr\u00eatage et une d\u00e9gradation du signal audio.
4.2 Pr\u00e9cautions et Solutions<\/strong>
Utilisation de filtres passe-bas pour limiter les \u00e9missions parasites.
R\u00e9glage du bias et du point de fonctionnement pour \u00e9viter l\u2019\u00e9cr\u00eatage.
Mesure avec un analyseur de spectre pour s\u2019assurer de la propret\u00e9 du signal.
6. Points cl\u00e9s \u00e0 retenir :<\/em><\/strong>
Les amplificateurs RF \u00e0 transistors ont r\u00e9volutionn\u00e9 la radiocommunication en offrant des solutions compactes et performantes. Toutefois, leur usage doit \u00eatre ma\u00eetris\u00e9 pour \u00e9viter les probl\u00e8mes d\u2019interf\u00e9rences et garantir une \u00e9mission propre.
– Le choix du transistor et la conception de l\u2019amplificateur sont cruciaux pour garantir un signal propre et efficace.
– L\u2019antenne doit imp\u00e9rativement \u00eatre adapt\u00e9e \u00e0 la puissance de l\u2019amplificateur pour \u00e9viter les pertes et les risques de d\u00e9t\u00e9rioration du mat\u00e9riel.
– Une installation soign\u00e9e et une utilisation responsable des amplificateurs sont donc essentielles pour pr\u00e9server la qualit\u00e9 des communications radio et \u00e9viter les nuisances.
Et quand n’est-il des amplificateurs \u00e0 lampes. . . .<\/p>\n\n\n\n

Les Amplificateurs RF \u00e0 Lampes.<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Introduction<\/strong>
Les amplificateurs \u00e0 lampes ont longtemps \u00e9t\u00e9 la r\u00e9f\u00e9rence en amplification de puissance pour les radiocommunications, notamment en HF. Malgr\u00e9 l\u2019\u00e9mergence des transistors et des MOSFET, ces amplificateurs restent pris\u00e9s pour leurs performances en lin\u00e9arit\u00e9, leur robustesse et leur capacit\u00e9 \u00e0 encaisser de fortes puissances. Cependant, leur utilisation requiert une conception soign\u00e9e pour \u00e9viter le brouillage et les interf\u00e9rences, notamment en raison des harmoniques g\u00e9n\u00e9r\u00e9es. Cet article explore leur principe de fonctionnement, les types de lampes utilis\u00e9es, les plages de fr\u00e9quences compatibles et leur impact sur la qualit\u00e9 du signal.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

1. Historique et Invention des Amplificateurs \u00e0 Lampes<\/strong>
L\u2019amplification \u00e0 lampes est n\u00e9e avec l\u2019invention de la triode \u00e0 vide par Lee De Forest en 1906. Ce composant a r\u00e9volutionn\u00e9 la radio, permettant l\u2019amplification des signaux \u00e9lectriques et le d\u00e9veloppement des premiers \u00e9metteurs et r\u00e9cepteurs.
Dans les ann\u00e9es 1920-1930, l\u2019usage des t\u00e9trodes et pentodes a am\u00e9lior\u00e9 le gain et la puissance de sortie. Durant la Seconde Guerre mondiale, les amplis \u00e0 lampes sont devenus indispensables aux transmissions militaires de haute puissance. Par la suite, dans les ann\u00e9es 1950-1970, les radioamateurs et les cibistes ont largement adopt\u00e9 ces amplificateurs pour compenser la faible puissance des \u00e9metteurs.
Anecdote marquante : l\u2019amplificateur Collins 30S-1, d\u00e9velopp\u00e9 dans les ann\u00e9es 1960, \u00e9tait utilis\u00e9 par la NASA pour les communications terrestres avec les missions Apollo. Il offrait une puissance stable de 1 kW en BLU (SSB), d\u00e9montrant la fiabilit\u00e9 des amplis \u00e0 lampes dans les applications critiques.
2. Principe de Fonctionnement des Amplificateurs \u00e0 Lampes<\/strong>
Un amplificateur \u00e0 lampes utilise des tubes \u00e9lectroniques (triodes, t\u00e9trodes, pentodes) pour amplifier un signal RF.
Son fonctionnement repose sur :<\/em>
1.<\/strong> Un circuit d\u2019entr\u00e9e qui applique le signal RF faible aux grilles de la lampe.
2.<\/strong> Une amplification par effet d\u2019\u00e9lectrons o\u00f9 le courant d\u2019anode modul\u00e9 par la grille g\u00e9n\u00e8re un signal amplifi\u00e9.
3.<\/strong> Un circuit de sortie (adaptation d\u2019imp\u00e9dance et filtrage) qui extrait la puissance RF et l\u2019envoie vers l\u2019antenne.
Le principal int\u00e9r\u00eat de ces amplificateurs r\u00e9side dans :<\/strong>
Leur capacit\u00e9 \u00e0 d\u00e9livrer une puissance stable sur de longues p\u00e9riodes.
Une meilleure tol\u00e9rance aux ROS \u00e9lev\u00e9s par rapport aux transistors.
Leur lin\u00e9arit\u00e9 en SSB, r\u00e9duisant la distorsion du signal.
Cependant, leur rendement est relativement faible (20-60 %), n\u00e9cessitant une dissipation thermique importante et un refroidissement efficace.<\/p>\n\n\n\n

3. Types de Lampes Utilis\u00e9es et Performances<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Les lampes varient selon la puissance et la bande de fr\u00e9quences vis\u00e9es :<\/em>
Certaines lampes c\u00e9l\u00e8bres, comme la 3-500Z, sont encore utilis\u00e9es aujourd\u2019hui pour leur robustesse et leur qualit\u00e9 de modulation.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n


4. Fabricants et Mod\u00e8les d\u2019Amplificateurs \u00e0 Lampes<\/strong>
Plusieurs fabricants ont marqu\u00e9 l\u2019histoire des amplis \u00e0 lampes <\/em>:
Heathkit SB-220 : <\/em><\/strong>Un classique chez les radioamateurs, offrant 1 kW en sortie sur 80-10 m\u00e8tres.
Collins 30L-1 :<\/em><\/strong> R\u00e9put\u00e9 pour sa stabilit\u00e9 et utilis\u00e9 dans les stations professionnelles.
Ameritron AL-811 :<\/em><\/strong> Un mod\u00e8le encore produit, abordable et efficace pour le 27 MHz.
Yaesu FL-2100 :<\/em><\/strong> Utilis\u00e9 en HF, appr\u00e9ci\u00e9 pour sa fiabilit\u00e9.
Bien que de plus en plus rares, ces amplificateurs restent recherch\u00e9s sur le march\u00e9 de l\u2019occasion.
5. Plages de Fr\u00e9quences et Modes de Transmission<\/strong>
Les amplificateurs \u00e0 lampes sont principalement utilis\u00e9s en HF (1,8 – 30 MHz), mais certains mod\u00e8les peuvent couvrir la VHF\/UHF avec des tubes sp\u00e9cifiques.
Compatibilit\u00e9 des amplis \u00e0 lampes selon les fr\u00e9quences :<\/em>
HF (1,8 \u2013 30 MHz) :<\/strong> Large choix d\u2019amplis disponibles, souvent avec des lampes triodes\/t\u00e9trodes.
VHF (50 \u2013 144 MHz) : <\/strong>Rares, n\u00e9cessitent des tubes sp\u00e9ciaux (ex. 4CX250B).
UHF (430 MHz et +) :<\/strong> Tr\u00e8s peu d\u2019amplificateurs \u00e0 lampes, car les transistors sont plus adapt\u00e9s.
Concernant les modes de transmission, ces amplis sont optimis\u00e9s pour la BLU (SSB) et l\u2019AM, o\u00f9 leur lin\u00e9arit\u00e9 est cruciale. En CW (t\u00e9l\u00e9graphie), la commutation rapide est parfois un d\u00e9fi.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

6. Qualit\u00e9 du Signal et Risques d\u2019Interf\u00e9rences<\/strong>
– Avantages en qualit\u00e9 de signal
– Bonne lin\u00e9arit\u00e9 : r\u00e9duction des distorsions en SSB.
– Moins de splatter (\u00e9cr\u00eatage harmonique) qu\u2019un transistor mal polaris\u00e9.
– Probl\u00e8mes potentiels et solutions
– G\u00e9n\u00e9ration d\u2019harmoniques \u2192 N\u00e9cessite des filtres passe-bas.
– Retour HF (RF feedback) \u2192 Mise \u00e0 la masse rigoureuse et bon d\u00e9couplage.
– Interf\u00e9rences sur le voisinage \u2192 V\u00e9rification du spectre et respect des niveaux de puret\u00e9 spectrale.<\/p>\n\n\n\n

7. \u00c9volution et Perspectives<\/strong>
Bien que remplac\u00e9s dans de nombreuses applications par les amplis \u00e0 transistors, les amplificateurs \u00e0 lampes restent populaires pour leur robustesse et leur qualit\u00e9 de modulation. Aujourd\u2019hui, certains mod\u00e8les hybrides combinent tubes et transistors pour optimiser le rendement et la lin\u00e9arit\u00e9.
Tendance actuelle :<\/em> certains radioamateurs reconstruisent d\u2019anciens amplis militaires \u00e0 lampes pour les adapter aux bandes amateur, notamment en 160 et 80 m\u00e8tres.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Conclusion G\u00e9n\u00e9rale sur les Amplificateurs \u00e0 Lampes et \u00e0 Transistors<\/u><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Les amplificateurs, qu’ils soient \u00e0 lampes ou \u00e0 transistors, jouent un r\u00f4le cl\u00e9 en radiocommunication, chacun avec ses avantages et ses limites.
Les amplis \u00e0 lampes se distinguent par leur robustesse, leur lin\u00e9arit\u00e9 en modulation BLU et leur tol\u00e9rance aux ROS \u00e9lev\u00e9s. Ils offrent une excellente qualit\u00e9 de signal mais n\u00e9cessitent une alimentation cons\u00e9quente, un refroidissement efficace et un entretien r\u00e9gulier. De plus, leur rendement \u00e9nerg\u00e9tique est relativement faible, et ils demandent une conception rigoureuse pour \u00e9viter les interf\u00e9rences et la g\u00e9n\u00e9ration d\u2019harmoniques.
Les amplis \u00e0 transistors, en revanche, sont plus compacts, plus efficaces en consommation \u00e9nerg\u00e9tique et mieux adapt\u00e9s aux hautes fr\u00e9quences (VHF\/UHF). Leur principal inconv\u00e9nient r\u00e9side dans leur sensibilit\u00e9 aux ROS et aux surtensions, pouvant entra\u00eener des pannes irr\u00e9versibles en cas de mauvaise adaptation.
Le choix entre ces deux technologies d\u00e9pend des besoins sp\u00e9cifiques de l\u2019op\u00e9rateur : puissance et qualit\u00e9 de modulation pour les lampes, compacit\u00e9 et efficacit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique pour les transistors. Dans tous les cas, l\u2019antenne doit \u00eatre parfaitement adapt\u00e9e \u00e0 la puissance et \u00e0 la fr\u00e9quence d\u2019utilisation pour \u00e9viter les pertes et les dommages aux \u00e9quipements.<\/p>\n\n\n\n

Compil\u00e9 et argument\u00e9 par<\/em> F4JRR Op\u00e9rateur Fernand<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Si vous le souhaitez, vous pouvez laisser un commentaire en bas de cette page.<\/mark>
<\/mark>Votre avis nous int\u00e9resse !<\/mark><\/p>\n\n\n\n

\n\n\n\n

Copyright illimit\u00e9 – F.O.R.S.F\u00ae<\/em> \u2013 Cr\u00e9ation FORSF<\/em><\/em><\/p>\n\n\n

— Ils nous font confiance —
\n