Nous allons considérer suc-cessivement :
– la partie HF que nous avons appelée VFO et AMPLI HF ; – la partie balayage et traite-ment du signal qui inclut le circuit du marqueur : COM-MANDE VFO ET MARQUEUR ; – l'alimentation.
VFO ET AMPLI HF
Ce schéma est constitué, du point de vue fonctionnel, de 5 éléments distincts : – l'oscillateur VFO qui com-porte l'oscillateur proprement dit et un étage d'adaptation : 2N2222 monté en émetteur suiveur. L'oscillateur est réa-lisé autour d'un transistor à effet de champ (BF256). La fréquence d'oscillation est déterminée par la valeur de la self L1 et la capacité des diodes varicap, cette capacité étant fonction de la tension de VCO.
– l'oscillateur à quartz qui comporte un seul transistor 2N2222 et un quartz de 50 MHz. Notons que la valeur de ce quartz n'est pas cri-tique, en ce qui me concerne je disposais d'un quartz de surplus de 49 MHz… En sor-tie de cet oscillateur, un filtre passe-bande, centré sur la fréquence du quartz et réglé autour du couplage critique, permet d'atténuer les har-moniques du signal. La sor-tie se fait grâce à une simple spire de couplage sur la self L3.
– le mélangeur constitué par un circuit SO42P. Nous avons préféré cette solution à celle du mélangeur à diodes compte tenu du gain apporté par ce circuit.
– le filtre passe-bas dont la structure est classique.
– un étage amplificateur à large bande, constitué par un MC1350 chargé par une résis-tance de 330 ohms en série avec une self de 1 µH afin de linéariser (autant que pos-sible…) la courbe de réponse en fréquence. Nous avions prévu un réglage du gain de cet amplificateur (P+R1+R2), cette possibilité étant prévue par le constructeur, mais fina-lement nous y avons renoncé car cette commande altère sévèrement la forme du signal de sortie. Nous avons
donc relié le point G à la masse (gain maximum). Deux sorties ont été prévues, elles sont pratiquement au même niveau. On pourrait disposer d'une sortie à niveau variable en plaçant un potentiomètre graphite de 220 ohms dans l'émetteur de T4 (à la place de la résistance) et en atta-quant la base de T5 par le curseur de ce potentiomètre (mais attention aux longueurs de connexions…).
COMMANDE VFO ET MARQUEURS On peut distinguer 3 fonc-tions sur ce schéma : – la mise en forme du signal VCO avec tout d'abord un amplificateur opérationnel qui fonctionne en adaptateur d'impédance. Cet amplifica-teur reçoit le signal de balayage dont l'amplitude est réglable par un potentio-mètre 10 tours ; c'est donc le réglage de la fenêtre.
Un contacteur permet le choix entre 3 options : – mise à la masse (0) qui per-met de fonctionner en géné-rateur, la fréquence de sor-tie étant déterminée par la position du potentiomètre de cadrage (pas de balayage donc pas de wobulation) ; – position "1" où la totalité du signal de balayage est appli-quée au potentiomètre ; – position 1/10 où le signal de balayage est divisé par 10 ce qui permet de disposer d'une
"loupe" pour examiner une partie de la courbe.
Le signal de balayage est ensuite transmis à l'amplifi-cateur de VCO (CA3140) à travers un circuit de correc-tion (diodes et
potentio-mètres de réglage) qui a pour but de linéariser (en partie…) la réponse fréquence/tension du VFO.
La tension continue issue du potentiomètre de centrage (impérativement un 10 tours…) est appliquée éga-lement par le biais d'un mélangeur à résistances à l'entrée du CA3140. Un ver-nier a été prévu pour per-mettre un réglage fin du
cen-trage (là, on pourra se contenter d'un potentiomètre normal).
– la génération du marqueur.
Un amplificateur opération-nel est utilisé en compara-teur. Il reçoit d'une part le signal appliqué au VFO et d'autre part une tension continue issue du potentio-mètre "marqueur" qui est également un 10 tours.
Lorsque la tension VCO passe Vue intérieure.
Figure 3.
Vue intérieure partielle destinée à montrer le CI du VFO équipé, en parti-culier la self et son dispositif de réglage.
matériel
RÉALISATION
MEGAHERTZ magazine 196 - Juillet 1999
par la valeur de la tension du potentiomètre, la sortie de l'amplificateur change
brus-quement d'état, passant de 0 (ou presque…) au maximum ou inversement suivant le sens de variation. On utilise uniquement le front de bas-culement en dérivant le signal de sortie par un circuit RC. Si on applique ce signal sur l'entrée Y de l'oscillo-scope, on observera sur le tube un pic significatif de la valeur de la fréquence à ce point précis du balayage. La tension marqueur (Vm) sera donc représentative de la fré-quence correspondante. Il suffira d'établir un tableau ou Vue intérieure du filtre passe-bas.
CI.1 Wobulateur 0,5-45 MHz.
CI.2 Wobulateur 0,5-45 MHz.
CI.3 Wobulateur 0,5-45 MHz.
CI.4 Wobulateur 0,5-45 MHz.
CI.5 Wobulateur 0,5-45 MHz.
matériel
RÉALISATION
MEGAHERTZ magazine 196 - Juillet 1999 un graphique une fois pour
toutes qui définira la relation tension/fréquence. Ainsi, une simple mesure de tension (autant que possible avec un appareil digital…) permettra de connaître la position du marqueur en fréquence.
Remarquez que, pour connaître avec précision la fréquence centrale, il suffit de connecter un fréquence-mètre sur une des sorties (S ou SA) et de positionner le commutateur de balayage sur "0". On peut aussi se référer à la graduation du potentiomètre de cadrage (après une calibration préa-lable…).
– l'amplification des signaux de sonde et de marqueur, réalisée par deux amplifica-teurs opérationnels. L'un des amplificateurs reçoit et ampli-fie linéairement le signal de sonde ; il comporte un régla-ge de gain. L'autre amplifi-cateur superpose le signal de sonde ainsi que le marqueur (dont le gain est également réglable) par le biais d'un mélangeur à résistances. Un dispositif de contre-réaction non linéaire peut être intro-duit afin d'obtenir une répon-se de gain prépon-seudo-logarith- pseudo-logarith-mique, ce qui donne une visualisation plus confortable de la courbe lorsqu'on utilise
une simple diode comme détecteur.
ALIMENTATION
Nous utilisons deux transfor-mateurs standards. L'un, de 2x18 V, fournit après redres-sement les tensions positives et négatives appliquées aux deux régulateurs. L'autre de 30 V (2x15), est suivi d'un redresseur en pont destiné à alimenter le régulateur 30 V.
Pas de commentaire particu-lier, sinon qu'il conviendra d'éloigner les transforma-teurs de l'oscillateur VFO afin d'éviter une modulation para-site du signal VFO par le champ de fuite à 50Hz.
RÉALISATION
Le premier sous-ensemble à réaliser est l'alimentation, elle nous sera en effet indis-pensable pour la mise au point des autres éléments. Le circuit imprimé est un simple face. Les transformateurs sont du type surmoulés. Il conviendra de prévoir un petit refroidisseur sur le 7815.
Il est conseillé d’en vérifier le bon fonctionnement en char-geant les différentes sources pour les débits suivants : +15 V : 180 mA
-15 V : 20 mA +30 V : 10 mA
On contrôlera la valeur des tensions (c'est bien le mini-mum !) et l'absence d'ondu-lation et d'oscild'ondu-lation para-site.
Ensuite, on s'attaquera au VFO: circuit imprimé (double face avec plan de masse) et implantation sont définis par CI.1. La self L1 est décrite sur le schéma. J'ai prévu une possibilité de réglage par un noyau collé sur une vis, elle-même tournant dans un écrou soudé sur une équerre…
Même si ça vous paraît peu orthodoxe, croyez-moi c'est efficace ! Pour vérifier le fonc-tionnement du VFO, on devrait observer le signal sur un oscilloscope ou mieux encore, sur un analyseur de spectre… mais peu d'entre vous ont cette possibilité
CI Alimentation Wobulateur 0,5-45 MHz.
Implantation Alimentation Wobulateur 0,5-45 MHz.
matériel
RÉALISATION
MEGAHERTZ magazine 196 - Juillet 1999 Implantation.1 Wobulateur 0,5-45 MHz.
Implantation.2 Wobulateur 0,5-45 MHz.
Implantation.3 Wobulateur 0,5-45 MHz.
Implantation.4 Wobulateur 0,5-45 MHz.
Implantation.5 Wobulateur 0,5-45 MHz.
alors contentez-vous du bon vieux grid-dip !
On appliquera sur l'entrée VCO un signal de 0 à 30 V. La self sera ajustée pour obte-nir 50 MHz pour 1 V. On devrait ainsi monter à plus de 100 MHz pour 30 V. Une fois mis au point, le circuit sera monté (et soudé) dans un boîtier en tôle étamée de 74x74x50. Les sorties ali-mentations et VCO se feront
par des by-pass de 1 nF et la sortie HF par une traversée isolante de capacité mini-mum.
L'élément suivant sera l'os-cillateur à quartz, également réalisé sur un circuit imprimé double face (CI.2). Seuls élé-ments un peu délicats, les selfs L1 et L3. J'ai utilisé des mandrins de récupération…
il faut une self comprise entre 0.3 et 0.5 µH. Vous pouvez
utiliser pour ce faire des pots NEOSID, modèle 10T1F40, sur lesquels vous bobinerez une dizaine de spires de fil émaillé de 2/10 (à vérifier !). Les deux condensateurs seront réglés pour résonner sur 50 MHz (maximum de signal en sor-tie), le couplage étant ajusté un peu en dessous du cou-plage critique afin d'obtenir un maximum de sélectivité (courbe à un seul sommet).
Ce circuit sera également implanté dans un même type de boîtier que le VFO. Notons qu'il est indispensable qu'il
n'y ait aucun couplage entre le VFO et l'oscillateur à quartz sous peine de voir le premier tenter de se syn-chroniser sur le second lorsque l'écart de fréquence deviendra faible…
Le filtre passe-bassera réa-lisé suivant CI.3 (toujours en double face), ci-dessous les indications qui vous permet-tront de réaliser les selfs.
0.124 µH : 6 spires sur air diam. 5 mm avec fil émaillé 5/10
0.290 µH : 8 spires, 6 mm 0.306 µH : 8 spires, 6 mm
matériel
RÉALISATION
MEGAHERTZ magazine 196 - Juillet 1999 0.038 µH : 3 spires, 4 mm
Il est évident que la mesure de ces selfs au grid-dip ne permettra pas de vérifier la 3ème décimale… mais
prati-quement, ça fonctionne. Si vous disposez de l'équipe-ment adéquat, ça vaut quand même la peine de vérifier que la courbe de réponse de votre
filtre est acceptable (fré-quence de coupure entre 60 et 70 MHz). Tenir compte des indications du plan d'implan-tation pour la disposition des
selfs (couplages parasites réduits au minimum).
Le filtre sera monté dans un boîtier en tôle étamée de 74x37x30. En ce qui me Synoptique.1 Wobulateur 0,5-45 MHz.
Synoptique.2 Wobulateur 0,5-45 MHz.
matériel
RÉALISATION
MEGAHERTZ magazine 196 - Juillet 1999 concerne, j'ai prévu le
rac-cordement par fiches RCA (CINCH) mais vous pouvez aussi bien prévoir de simples sorties isolantes (capacité minimum).
Le mélangeur et amplifica-teur HFréalisés sur le CI.4 (toujours en double face). Le transformateur 1/1 est à large bande et réalisé par bobinage d'une dizaine de spires de 2 fils torsadés de 12/100 émaillé sur un tore AMIDON FT3743 (ou équivalent). A ce stade, vous avez réalisé la partie la plus délicate de votre wobulateur et vous pouvez procéder à son essai.
Pour ce faire, effectuer les connexions entre les diffé-rents éléments (signaux HF et alimentation). Relier le point G (commande de gain du MC1350) à la masse. Appli-quer au point VCO une ten-sion réglable de 0 à 30 V.
Vous devez trouver à la sor-tie (SA ou S) un signal dont
la fréquence variera de 0 à 50 MHz avec un niveau de l'ordre de 200 à 250 mV. En réalité, si vous avez respecté le réglage défini plus haut (50 MHz pour 1 V) vous devez
"encadrer" la fréquence 0, ce qui s'observe très bien à l'os-cilloscope.
La commande VFO et Mar-queurréalisée sur le double face CI.5. Pour essayer ce sous-ensemble, après l'avoir relié aux différentes tensions d'alimentation, connecter provisoirement le potentio-mètre de centrage (voir schéma). L'entrée balayage étant reliée à la masse (point 0 du commutateur BAL), mesurer la tension sur le point VCO elle doit varier de pratiquement de 0 à environ 28 volts. Appliquer le signal de balayage sur l'entrée BAL et vérifier à l'oscilloscope que, pour la "fenêtre" maxi-mum et le centrage sur une valeur médiane (le plus
simple est de régler cette valeur à 13 ou 14 volts lors de la manipulation précé-dente…), le signal de balayage contrôlé au point VCO varie de 0 à 28 volts. Vérifier ensuite en passant sur la position 1/10 que l'on peut faire évoluer la valeur moyenne de ce balayage réduit, de quelques volts à une vingtaine de volts. Le réglage des deux résistances ajustables de 47 k dans le cir-cuit de balayage nécessite un marqueur à quartz (5 MHz par exemple) qu'il convien-dra de combiner avec la fré-quence de sortie au travers d'un mélangeur à diodes par exemple. Mais rassurez-vous, si vous faites un réglage approximatif (les 2 résis-tances à mi-course) votre wobulateur fonctionnera par-faitement…
Remarque importante: le cir-cuit d'entrée du signal de balayage a été conçu pour un
signal triangulaire dont l'am-plitude varie entre -3 et +3 V.
Ce choix a été fait pour me permettre d'utiliser le géné-rateur de balayage de mon analyseur de spectre (décrit dans la revue RADIO REF en 92) et le moniteur associé. Il est évident que vous pouvez utiliser le balayage de votre oscilloscope à condition de l'adapter en niveau et en valeur moyenne. L'amplifica-teur opérationnel d'entrée convient parfaitement pour cette opération. Je précise que si vous voulez obtenir un oscillogramme correct, en particulier pour un filtre à bande étroite, il convient d'utiliser un balayage lent.
Personnellement, je travaille à 3 cm/s sur un tube réma-nent.
Les différents oscillogram-mes qui illustrent cet article vous montrent ce que l'on peut obtenir.
Le condensateur Cx, que l'on voit sur le circuit de balayage, permet d'améliorer la finesse de l'image pour un balayage de très faible amplitude (image très étalée).
Je reste bien entendu à votre disposition pour tout rensei-gnement complémentaire et vous prie d'excuser les erreurs qui auraient pu se glisser dans ma description.
Claude TRASSAERT, F5YC Courbe de réponse d’un filtre à quartz 10.7 MHz :
– Fenêtre 70 kHz centrée sur 10.7 MHz.
– Echelle verticale 6 dB / graduation.
Courbe de réponse d’un filtre constitué par 2 cir-cuits accordés légèrement au-dessus du couplage critique :
– Fréquence centrale 39 MHz (posi-tion du marqueur).
– Fenêtre 20 MHz.
– Amplitude 6 dB / graduation.
On constate que la bande passante d’un tel type de filtre est relativement large…
Courbe de réponse d’un filtre à quartz 10.7 MHz : – Fenêtre 350 kHz centrée sur 10.7 MHz.
– Echelle verticale 6 dB / graduation.
Synoptique.3 Wobulateur 0,5-45 MHz.
69, bd. Albert 1er - 44600 SAINT-NAZAIRE Tél. : 02 40 70 97 68 - Fax : 02 40 70 98 30
INFRACOM
Catalogue complet contre 25 F en timbres ou chèque.
Vente par correspondance exclusivement. Port en sus.
Du lundi au vendredi de 9 h à 12 h et de 14 h à 18 h SRC
pub 02 99 42 52 73 07/99
Email : infracom@infracom-fr.com Web : http ://www.infracom-fr.com