Trouver votre meilleure «diode DX» Crystal Radio (partie 2)

19/12/2024

Les lecteurs se rappelleront peut-être de mon blog d’été, « À la recherche de la meilleure diode DX pour radio à cristal« . Il décrivait une méthode théorique que j’ai essayée pour voir laquelle de plusieurs dizaines de diodes pourrait émerger comme la meilleure, ou, dans les cercles de DX radio à cristal, la « diode Graal » !

Le système de classement s’appuyait sur la combinaison de plusieurs facteurs … la tension directe mesurée de la diode (Vf), le niveau de signal le plus faible détectable à partir d’un oscillateur RF (dont le niveau pouvait être ajusté) et le courant de la diode lors de la détection d’un signal de niveau fixe à 1220 kHz. Ces valeurs ont été utilisées pour établir un classement numérique que j’ai appelé « Vdx », qui, espérons-le, classerait les meilleurs candidats !

Il n’est pas déraisonnable de penser que les diodes ayant une très faible tension directe (Vf), combinée à la capacité de détecter le signal le plus faible de l’oscillateur, pourraient être les meilleures du lot… ou peut-être pas ?

Ces tests couplaient par capacité le signal de l’oscillateur directement dans le syntoniseur d’antenne de la radio à cristal, qui le transmettait ensuite à l’étage détecteur. En utilisant la méthodologie décrite dans le blog précédent, les 48 diodes examinées ont été réduites aux « 10 meilleures » candidates les plus prometteuses.

Cette fois, des signaux réels « en direct » seraient utilisés pour comparer les diodes entre elles en temps réel. Une analyse plus approfondie des diodes candidates a été réalisée sur plusieurs jours et soirées à mesure que les jours raccourcissaient et que la nuit tombait plus tôt.

Mon ensemble DX permet de comparer une diode actuellement performante à deux autres.

Dans cette configuration, montrée ci-dessus, la diode actuellement considérée comme la « meilleure » est installée dans la position centrale de l’interrupteur afin qu’une comparaison immédiate puisse être effectuée entre elle et les deux autres en temps réel.

Un signal faible de groundwave en provenance de Seattle, avec un taux de dégradation lent, a été utilisé au départ, mais les signaux de skywave nocturnes se sont révélés les plus utiles. Plusieurs heures ont été passées sur la station CKBI de 2800 watts à Prince Albert, Saskatchewan, sur 900 kHz. Leur format C&W signifiait que la plupart du temps ils diffusaient de la musique, ce que j’ai constaté est toujours beaucoup plus facile à détecter pour l’oreille et le cerveau dans le bruit de fond que les voix parlées.

Alors, qu’ai-je finalement découvert ? Ma méthodologie de classement initiale a conclu que la meilleure diode globale parmi les nombreuses dizaines testées était la Sylvania JHS 1N3655A, une diode mixte à micro-ondes vieille de 40 ans.

Les observations de la force du signal CKBI ont été effectuées uniquement à l’oreille et au cerveau, aucune mesure réelle n’ayant été prise, car les niveaux de signal étaient généralement trop faibles pour être mesurés sur le micro-ampèremètre de mon détecteur. Des mesures pourraient être entreprises en utilisant un oscilloscope ou en utilisant une sortie audio amplifiée pour comparer les niveaux de tension du signal.

Alors… est-ce que mon classement des diodes et ma méthodologie de test tiendraient la route lorsque j’utiliserai réellement les diodes dans un système radio à cristaux de haute qualité et à faible perte, connecté à une véritable antenne ?

J’ai commencé les comparaisons « A-B » contre ce qui a toujours été un excellent performeur monté en position centrale, une 1N34A relativement moderne de vingt ans.

Comme indiqué ci-dessus, la diode classée #1 (avec ma note Vdx de 66) était la diode mixte micro-ondes 1N3655A. Bien qu’elle n’ait pas produit le signal le plus fort (courant de diode) par rapport aux autres, elle avait une Vf exceptionnellement faible de 0,18V et son niveau de détection des signaux faibles était bon, bien que non le plus bas. Comme quelques autres, elle détectait les « clics » du flux de données UHF provenant d’un modem Wi-Fi à proximité, ce qui est souvent une caractéristique d’un bon performeur.

J’ai été quelque peu stupéfait lorsque ma diode classée #1, la 1N3655A, a été immédiatement surpassée par la moderne 1N34A, classée 44 sur 49 ! La 1N3655A n’était pas simplement moins performante que la 1N34A, elle était très mauvaise en comparaison… hmm… mon processus de sélection était-il vraiment si éloigné de la réalité ?

La diode #2, également avec une faible Vf de 0,197V, était aussi moins performante que la 1N34A, dont la Vf était un peu plus élevée, à 0,375V.

Et ainsi de suite pour la plupart, avec mes 10 meilleurs choix ! La plupart d’entre eux étaient égaux au 1N34A, mais rien ne se distinguait en écoutant de vrais signaux en ondes jusqu’à ce que j’arrive aux trois diodes « curiosité », testées à la toute fin.

Le D18, classé 38e, une germanium de style militaire de l’ère soviétique dans un boîtier en verre de style années 50, a été comparé ensuite. Les tests antérieurs avaient montré qu’il produisait un signal fort (courant élevé) mais, combiné avec sa haute Vf de.366V, cela a conduit à un classement global faible.

Surprenamment, le D18 produisait un signal nettement meilleur que le 1N34A et a été déplacé à la première position.

Ensuite, c’était le FO-215, souvent décrit comme la diode du Saint Graal. Il était souvent comparé favorablement au D18, mais n’était pas meilleur. Certains ont trouvé qu’en parallélisant deux FO-215, les résultats étaient encore meilleurs, mais je n’ai pas trouvé que cela ait été le cas.

La troisième diode était une très ancienne Sylvania 1N34A des années 50, probablement l’une des premières mises en production. Elle avait une tension directe de 0,335 V, mais produisait un signal fort lors des premiers tests. Elle a détecté le signal en provenance de la Saskatchewan, équivalent ou peut-être légèrement meilleur que le D18… il était difficile de dire cela avec certitude. En tout cas, elle n’était certainement pas moins performante !

Les deux derniers ont été fabriqués dans les années 50… Y avait-il quelque chose de différent dans leur fabrication ? Le germanium était-il différent à cette époque ? Comment ont-ils si bien fonctionné alors que leur tension de seuil (Vf) était si élevée ? Cela semble presque être l’opposé de ce à quoi on pourrait s’attendre.

Voyant ce comportement, je n’ai pas pu résister à l’envie de tester la diode classée 48e, une magnifique 1N34A NOS Rogers noire, probablement un autre produit des années 50. Sa tension de seuil (Vf) était vraiment décourageante, à 0,401V, raison pour laquelle je l’avais principalement ignorée par le passé. Elle a été comparée à la D18.

J’ai été stupéfait de découvrir que non seulement la beauté noire vintage était meilleure que le D18, mais qu’elle était BEAUCOUP meilleure ! Le signal CKBI, à peine détectable, est sorti du bruit pour devenir un signal facile à entendre ! J’ai dû basculer l’interrupteur ‘A-B’ plusieurs fois juste pour apprécier la grande différence !

Par curiosité, j’ai testé la diode classée dernière (Vf de .444V) et elle était réellement sourde, sans même un bruit émis par les écouteurs… donc au moins, j’ai eu raison sur ce point !

Ce qui est évident maintenant, c’est que la méthode que j’ai utilisée pour classer les diodes était défectueuse. Ces résultats ont soulevé plusieurs questions auxquelles je n’avais jamais pensé auparavant… beaucoup plus de questions que de réponses !

Ce que j’en retiens ? J’ai découvert qu’il y a beaucoup de choses que je ne sais pas sur les diodes et que j’ai besoin d’apprendre ! J’ai appris qu’une valeur de Vf d’une diode n’est pas un indicateur de sa capacité à détecter un signal faible dans les détecteurs à cristal (en dépit de ce que certains vidéos YouTube pourraient essayer de transmettre). J’ai appris que lorsqu’une diode détecte un signal faible, elle fonctionne en dessous de sa valeur Vf, ce qui aide à expliquer pourquoi une valeur Vf élevée ne signifie pas un mauvais détecteur ou une faible Vf ne signifie pas un bon détecteur. Les faibles valeurs de Vf étaient un chiffre bien considéré lors du classement de mes diodes… une erreur apparente.

En outre, la diode fonctionne dans sa ‘zone de loi carrée’ lorsqu’elle détecte les signaux faibles que nous recherchons. Lorsque l’on fonctionne dans cette zone, cela signifie qu’augmenter le signal d’entrée de 5 fois (par exemple) augmentera sa sortie de 25 fois. De même, diminuer le niveau d’entrée de 5 fois entraînera une baisse de 25 fois la sortie. L’importance de réduire autant que possible les pertes dans la phase d’accord de l’antenne ainsi que dans la phase du détecteur elle-même peut certainement rapporter des dividendes rapides lorsqu’il s’agit de détecter des signaux faibles. En revanche, ignorer les pertes du système réduira très rapidement la performance.

J’ai également ignoré dans mon système la capacité de la diode, l’impédance de fonctionnement de la diode, les fuites inverses et sans doute quelques caractéristiques dont je ne suis même pas conscient. Les diodes avec une faible capacité auront moins de pertes que celles avec une capacité plus élevée. Je me demande quelle a été l’influence de ce facteur sur mes résultats inattendus ! La résistance interne de la diode lors de la détection d’un signal est un facteur que je n’ai pas pris en compte. La méthode pour déterminer cette valeur est complexe, mais elle pourrait expliquer certains des résultats que j’ai observés.

Il semble qu’il y ait quelque chose de différent avec les anciennes diodes qui les rend excellentes… une jonction plus grande ? La qualité du germanium ?

Une dernière remarque… avec suffisamment de connaissances, on peut mesurer chaque petit détail d’une diode donnée sans même l’utiliser. Il ne fait aucun doute qu’une liste de classement des diodes, soumise à un tel examen rigoureux, pourrait se concentrer sur les meilleures. Quelle est la MEILLEURE diode à utiliser ? C’est probablement celle qui semble fonctionner le mieux dans votre détecteur particulier, jusqu’à ce qu’une meilleure arrive… mais il semble que vous ne puissiez pas trop vous tromper avec une très bonne 1N34A… même en 2024 !

Steve McDonald, VE7SL, est un contributeur régulier de AmateurRadio.com et écrit depuis la Colombie-Britannique, au Canada. Contactez-le à ve7sl@shaw.ca.

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