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 Sujet du message: Module TX/RX 14HAM-DK v3
MessagePosté: 21 Juil 2020, 17:55 
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TABLE DES MATIERES.



1°) - Présentation du module.


2°) - Le schéma.

____2.1) - La partie émission.

_______2.1.1) - De l'entrée BF au filtre à quartz.

_______2.1.2) - Du filtre à quartz à la sortie HF.

____2.2) - La partie réception.

_______2.2.1) - De l'entrée HF au filtre à quartz.

_______2.2.2) - Du filtre à quartz à la sortie BF.

_______2.2.3) - Le Control Automatique de Gain.

_______2.2.4) - L'ampli BF.

____2.3) - Le filtre à quartz.

____2.4) - Le S-mètre.
(En construction)


3°) - La construction du module.
(En construction)


4°) - Les réglages et essais.
(En construction)


Fred
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Il y a ceux qui construisent de belles choses,
Il y a ceux qui détruisent de belles choses,
Et il y a ceux qui ne font rien...
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 Sujet du message: Re: Module TX/RX 14HAM-DK v3
MessagePosté: 21 Juil 2020, 22:50 
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1°) - Présentation du module.

Ce module émission / réception appelé, "14HAM-DKv3" est une nouvelle version du premier module de ma conception (Dépos INPI n° 605865 10.04.19), nommé "14HAM-DK" qui équipe mon TRX HAMateur 10 bandes HF, le "14HAM-DK" et qui porte, par extention, le même nom.

(Vous pouvez consulter l'étude de ce premier module ici: Projet 14HAM-DK )

Le nouveau module "14HAM-DKv3" à été adapté pour fonctionner avec le VFO Arduino MEGA2560/Si5351 utilisé pour le projet du TRX HAMateur, "14HAM-DK2".

J'en ai profité pour apporter quelques améliorations non négligeables.

Voici les différences notoires entre la nouvelle version et la première:


Ce qu'il n'y a plus:

-L'étage préampli UA733 juste avant le premier mélangeur NE612 de la partie réception.
-L'oscillateur BFO (oscillateur SSB).


Ce qu'il y a en plus:

-L'ampli BF réception.
-Les éléments pour le fonctionnement du S-mètre.
-La modulation en AM.
-Le niveau de sortie HF émission réglable (réglage de la puissance de sortie émission).
-Un emplacement pour le petit module Si5351.

Toutes les explications techniques de ce module sont expliquées dans les chapitres suivant.

Quelques images en 3D de ce module:

Image Image Image

Image Image Image


Fred
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 Sujet du message: Re: Module TX/RX 14HAM-DK v3
MessagePosté: 21 Juil 2020, 22:57 
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2°) - Le schéma.

La particularité de ce module réside dans le fait que toutes les liaisons internes, tant pour la partie émission que pour la réception, sont réalisées de manière symétrique. En effet, les composants principaux utilisées (NE612, NE592, UA733) ont tous une entrée et une sortie symétrique. J'ai donc utilisé cette méthode d'interconnexion de manière à optimiser leur performances.


____2.1) - La partie émission.

Le schéma complet de la partie émission:
Fichier(s) joint(s):
14-HAM-DKv3-mission-a.jpg



_______2.1.1) - De l'entrée BF au filtre à quartz.

Fichier(s) joint(s):
14-HAM-DKv3-mission-b.jpg


En général, quand on veut générer un signal DSB avec un NE612 (SA612), on place un potentiomètre entre les 2 broches "1" et "2" de l'entrée symétrique de celui-ci et son curseur relié à la masse, et on ajuste ce potentiomètre de manière à supprimer la porteuse . Puis on injecte un signal BF en provenance du micro, sur l'une de ces 2 broches .

Dans le cas de ce module, j'ai opté pour une méthode quasiment parfaite.

Celle-ci consiste à raccorder l'un des enroulement d'un transfo BF 600/600 Ohms directement aux 2 broches de l'entrée symétrique.

L'impédance de chaque enroulement de ce transfo est de 600 Ohms et leurs résistances est d'environ 130, 140 Ohms.

Ainsi, en absence de signal BF, l'enroulement raccordé à l'entrée symétrique va se comporter comme une résistance de faible valeur qui va permettre aux 2 bases des 2 transistors internes du NE612 d'être au même potentiel et ainsi "parfaitement" équilibrées, et donc, absence total de signal en sortie du composant.

Quand on applique, maintenant, un signal au transfo BF, celui-ci va être injecté simultanément sur les 2 broches de l'entrée symétrique, mais avec un déphasage de 180° (ou signal inversé, si vous préférez) de l'une par rapport à l'autre.

De cette manière, les performance du NE612 sont optimisées avec une meilleur dynamique et un beau signal modulé en sortie.

Sur le schéma, on peut voir la présence d'un relais. Au repos, les condition sont celles expliquées ci-avant.

Mais quand il est alimenté, la broche "2" de l'entrée symétrique est déconnectée du transfo BF et relié à la masse à travers le condensateur de 100nF sur le schéma, tandis que la broche "1" reste raccordé à la broche "1" pour l'injection du signal BF. Mais, pour un fonctionne correct, ce condensateur doit être simplement remplacé par un shunt ou une résistance de faible valeur pour que la base du transistor de la broche "2" soit au plus près du 0 Volt en absence de signal BF.

L'autre extrémité du transfo qui était relié à la broche "2" est maintenant relié à la masse à travers un condensateur de 100nF . Ce condensateur empêche que la base du transistor de la broche "1" ne se retrouve pas à 0 Volt en absence de signal BF.

De cette façon et avec les contacts du relais collés, l'entrée symétrique se retrouve déséquilibré en absence de signal, ce qui permettra d'obtenir d'une porteuse en sortie.

Et quand un signal BF est injecté à l'entrée, on obtient bien, en sortie, un signal modulé en AM.


On injecte, aussi, le signal BFO sur l'entrée asymétrique, broche "6" et on récupère le signal DSB ou AM sur la sortie, broches "4" et "5".

De cette sortie symétrique, on va au filtre à quartz, très particulier, pour supprimer et uniquement en mode LSB ou USB, l'une des 2 bandes latérales.


_______2.1.2) - Du filtre à quartz à la sortie HF.

Fichier(s) joint(s):
14-HAM-DKv3-mission-c.jpg


Le signal de sortie du filtre à quartz étant faible, on va l'amplifier afin d'obtenir un signal optimal pour attaquer l'entrée du mélangeur NE612.

Pour ce travail, j'ai fait appel à un NE592 qui est un ampli vidéo très utilisé dans le passé pour amplifier les têtes de lecture vidéo des magnétoscopes par exemple.

Il a la particularité d'avoir une entrée et une sortie symétrique et un gain réglable de 0 à 400.

Les bases des 2 transistors de l'entrée symétrique ne sont pas polarisées en interne. Les 4 résistances de 10K vont se charger de cela en créant un 0V virtuel (A la base, le NE592 est prévu pour être alimenté en alimentation symétrique, soit, +6V broche "6" et -6V broche "3").

Avec une résistance de 10K entre les broches "2" et "7", on obtient un gain d'un peu plus de 1 et avec une résistance de 100 Ohm, un gain de 100. On a donc de quoi faire. On peux même remplacer la résistance de 100 Ohms par une de 1K pour avoir un gain maxi d'environ 10.

La résistance de 100 entrée, permet de fixer le gain et d'empêche le NE592 de générer du bruit ou d'osciller avec la présence des quartz du filtre.

En sortie, on attaque l'entrée symétrique du mélangeur NE612 qui reçoit en même temps, le signal du VFO sur son entrée asymétrique en broche "6".

Ensuite et en sortie de celui-ci, on amplifie le signal pour attaquer, de manière optimal, les filtres de bandes suivis de l'ampli HF émission.

Cette mission est confiée à un autre ampli vidéo, mais quelque peu différent, un UA733.

En effet, celui-ci monte beaucoup plus haut en fréquence et à un gain réglable de 10 à 400.

Son entrée est polarisée par le NE612 qui le précède.

Une résistance de 100 est placée à son entrée de la même manière que pour le NE592 et pour les mêmes raisons.

Son gain est, cette fois-ci, commandé par un optocoupleur de type LED/LDR qui permettra de commander la puissance en sortie antenne.

En sortie de ce UA733, un transfo HF a une fonction de désymétriseur et d'adaptateur.


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 Sujet du message: Re: Module TX/RX 14HAM-DK v3
MessagePosté: 11 Aoû 2020, 10:35 
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____2.2) - La partie réception.

En comparaison:

Le schéma réception de la première version (14HAM-DK):
Fichier(s) joint(s):
14-HAM-DK-r-ception.jpg


Le schéma réception de la nouvelle version (14HAM-DKv3):
Fichier(s) joint(s):
14-HAM-DKv3-réception-a.jpg

(Sur le schéma, il manque "v3" à la fin de 14HAM-DK).


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 Sujet du message: Re: Module TX/RX 14HAM-DK v3
MessagePosté: 19 Sep 2020, 17:55 
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_______2.2.1) - De l'entrée HF au filtre à quartz.

Fichier(s) joint(s):
14-HAM-DKv3-réception-b.jpg


Comme vous avez pu le constater en comparant les 2 schémas complets de la première et nouvelle version, le préampli UA733 à été retiré de ce module et déplacé sur le module de commutation HF, c'est à dire, juste avant les filtres passe-bandes.

Cette modification apporte une nette amélioration avec beaucoup moins de bruit.

Sur le schéma ci-dessus, le signal HF arrive d'abord sur un transfo qui va permettre de symétriser le signal pour attaqué l'entrée symétrique du NE612 de manière optimal.

Trois spires au primaire et 12 spires au secondaire, ça fait un rapport d'enroulement de 4:1 (qui n'est pas un rapport de transformation d'impédance). Concrètement, 50mV au primaire => 200mV au secondaire (a vide).

Dans la réalité, j'ai mis un transfo avec un enroulement bifilaire de 12 spires et ça fonctionne très bien.

Le transfo avec un rapport de 4:1 sur le schéma est à titre indicatif et expérimental. Le fonctionnement doit être très correct sur les bandes hautes telles que le 11 et 10 mètres, mais je ne suis pas du tout sur du bon fonctionnement sur les bandes basse telles que le 160 mètres par exemple.

Pour en revenir au schéma, Le secondaire de ce transfo est donc relié à un premier mélangeur NE612 (SA612) qui va recevoir le signal réception sur son entrée symétrique et le signal VFO sur son entrée asymétrique.

La sortie symétrique est relié au filtre à quartz qui laissera passer la bonne fréquence.


_______2.2.2) - Du filtre à quartz à la sortie BF.

Fichier(s) joint(s):
14-HAM-DKv3-réception-c.jpg

(Voui, je sais! il manque "v3" à "14HAM-DK". Personne ne l'avait remarqué! Ah ben si, moi :mrgreen: )

En sortie du filtre à quartz, on retrouve quasiment la même chose que dans la partie émission, mise à par que les 2 amplis vidéos sont identiques, soit, des NE592.

Entre les 2 broches de la sortie du mélangeur NE612 (et donc aussi, en entrée du NE592) on a un condensateur de 100nF qui va permettre de supprimé tout signaux HF et ainsi laisser passer que les signaux BF.

Le signal BF recueilli est amplifié par un autre NE592.

Une autre particularité de ces amplis vidéo, c'est que l'on peut utiliser la sortie symétrique comme 2 sorties asymétriques splittées (avec déphasage de 180°). C'est très pratique.

Et donc, une sortie est utilisée pour le signal BF qui sera amplifié et l'autre, pour le CAG.


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 Sujet du message: Re: Module TX/RX 14HAM-DK v3
MessagePosté: 20 Sep 2020, 16:19 
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_______2.2.3) - Le Control Automatique de Gain.

Fichier(s) joint(s):
14-HAM-DKv3-CAG.jpg


Pour contrôler le gain RF en entrée de la chaîne réception, on commence par prélever sur la broche "4" du dernier NE592 le signal BF en sortie de celui-ci.

Ensuite, on garde uniquement les alternances positives grâce à la présence de la diode 1N4148, puis on supprime le signal audio grâce au condensateur de 2,2µF et on obtient une tension continu qui varie en fonction de la tension crête du signal BF.

Cette tension est appliqué à un premier transistor qui va inverser l'amplitude de cette tension obtenu, puis un second transistor, piloté par le premier, va se charger d'alimenter des diodes LED.

La première placée sur le module va pouvoir permettre de visualiser l'activité du Control Automatique de Gain et de régler ainsi, avec le potentiomètre ajustable, la sensibilité de celui-ci.

Ensuite, un connecteur va pouvoir permettre de raccorder les autres LED utiliser pour piloter le gain RF en entrée de la chaîne réception avec des photorésistances (LDR).

Un deuxième condensateur de 22µF commutable grâce à la présence d'un transistor, va permettre d'avoir un CAG avec une durée plus longue, très utile pour l'écoute de la CW et de la BLU (Le transistor permet au condensateur de se charger et la diodes en parallèle de celui-ci, lui permet de se décharger).

La commutation se fera grâce à l'une des 5 commutations "trigger" disponibles sur le VFO.


_______2.2.3) - L'ampli BF.

Fichier(s) joint(s):
14-HAM-DKv3-ampli-BF.jpg


Là, rien de bien compliqué. Il suffit, en fait, de suivre les recommandations du PDF du LM380 et de s'inspirer de schémas classiques utilisant ce composant.

Le LM380 existe en format DIL8 et DIL14. Ici, on utilise un LM380 DIL14.

Juste pour info, en sortie du dernier NE592 de la partie réception, on collecte le signal BF à travers un condensateur de 10µF, puis on limite le signal maxi avec un potentiomètre ajustable de 2K que l'on va raccorder, comme sur le schéma, au potentiomètre variable de 10K logarithmique pour le réglage du volume audio désiré.

Le haut-parleur à utiliser sera de préférence un 8 Ohms de quelques watts.


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 Sujet du message: Re: Module TX/RX 14HAM-DK v3
MessagePosté: 20 Sep 2020, 16:21 
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____2.3) - Le filtre à quartz.

Fichier(s) joint(s):
14-HAM-DKv3 filtre à quartz.jpg


Le filtre à quartz est commun au deux parties, émission et réception.

Toutes les interconnexions des composants de ce module étant de type symétrique, celui-ci à du s'adapter à cette particularité.

En fait, et comme on peut le voir, j'ai utilisé deux filtre à quartz 4 pôles pour réaliser un filtre à quartz "symétrique" 2x4 pôles.

J'ai choisi une FI au alentour de 10,7 MHz, fréquence qui est largement utilisée, pour cette fonction, dans beaucoup d'appareils.

Pour le choix des quartz, j'aurais pu utiliser des 10,7 MHz, soit une précision théorique de 100KHz.

Il aurait fallu donc, en acheter une bonne quantité et les triés pour en garder que 8.

J'ai donc opté pour la simplicité en achetant 8 quartz du même fabriquant, de 10,738635 MHz, soit, des valeurs, en théorique, précise à l'Hz près.

Même si ils ne sont pas réellement précis à l'Hz près, ils doivent l'être à 10 ou même 100 Hz près ce qui me convient parfaitement.

J'ai utilisé ces quartz sur mes autres montages et ça fonctionne sans aucun problème.


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