Réalisation de micro sans fil haute fidélité et son récepteur associé

Dès que l’on veut sonoriser une petite fête de famille ou bien encore un spectacle d’amateur, on se heurte au problème du fil du micro. Les professionnels ont des solutions avec l’utilisation de micros HF, mais les produits de qualité en ce domaine sont d’un prix hors de portée de l’amateur.
 Des versions plus simples, émettant sur la bande FM, sont proposées chez certains détaillants mais leurs performances sont décevantes, surtout pour ce qui est de la stabilité de la fréquence d’émission.
Je vous proposons donc de réaliser un véritable micro sans fil haute fidélité travaillant dans la bande autorisée des 433 MHz. Un récepteur spécialisé est nécessaire vu la fréquence retenue, mais je vous propose aussi sa réalisation après celle du micro ; alors pourquoi hésiter ?

L'émetteur

Afin de vous décharger de tout souci lié à la haute fréquence, j'ai utilisé à un module prêt à l’emploi ; en l’occurrence un module Aurel émetteur audio FM. Ce minuscule circuit imprimé de 2 cm sur 4 cm supporte un émetteur à modulation de fréquence complet, délivrant une puissance HF de 10 mW ce qui est largement suffisant pour l’usage désiré.
Comme il est piloté par un résonateur à ondes de surface, sa stabilité de fréquence est excellente. Comme vous pouvez le constater à l’examen du schéma, le module se suffit à lui même pour la partie HF proprement dite puisqu’il ne lui manque qu’une alimentation et le réseau de préaccentuation R7, R8, C6, destiné à améliorer la qualité de transmission des fréquences les plus élevées.

Le niveau d’entrée requis par le circuit pour atteindre un taux de modulation suffisant étant de 100 mV efficaces, un préamplificateur est nécessaire pour notre micro. C’est le rôle de IC1, monté de façon très classique en amplificateur inverseur à gain ajustable au moyen de P1 Le micro prévu est un modèle à électret avec son circuit d’alimentation constitué par R1, C1 et R2 mais vous pouvez tout aussi bien utiliser un micro dynamique classique, ou un micro à électret externe avec son alimentation intégrée ; auquel cas R1, R2 et C1 disparaissent.

Le récepteur

Comme pour l’émetteur, j'ai fait appel à un module Aurel qui est ici un récepteur FM audio. Il se présente lui aussi sous forme d’un minuscule circuit imprimé comportant l’intégralité des composants du récepteur, équipé d’un circuit de squelch ou silencieux que j'ai mis à profit Comme le montre la figure, la sortie audio a lieu sur la patte 10 du module et doit être désaccentuée grâce au condensateur C4 pour compenser l’effet du circuit de préaccentuation utilisé à l’émission. Le niveau BF délivré par le module pouvant être insuffisant pour certains amplificateurs haute fidélité ou certaines tables de mixage, puisqu’il n’est que de 100 mV dans le meilleurs des cas ; je l’amplifie un peu grâce à IC1 monté de manière très classique.
 

Afin de ne pas saturer l’amplificateur ou la table de mixage qui fait suite, le potentiomètre ajustable P1 permet de doser le niveau qui lui est appliqué. Ce préamplificateur n’est pas alimenté en permanence comme le module Aurel mais reçoit au contraire son alimentation via la patte 18 de ce dernier. Cette sortie est en effet contrôlée par le circuit de silencieux interne et se trouve reliée à l’alimentation lorsque le circuit de silencieux estime avoir détecté une émission valide. Le seuil de fonctionnement du silencieux est évidemment réglable et c’est le rôle dévolu au potentiomètre P2 qui constitue la seule commande externe de ce récepteur. L’alimentation quant à elle doit être régulée à 5 volts, ce qui est fait par IC2 qui peut donc recevoir en entrée de 9 à 15 volts en provenance par exemple de l’amplificateur associé ou d’un bloc secteur style « prise de courant ». La consommation très faible du montage (de l’ordre de 30 mA) facilite cette alimentation.

Réalisation du micro sans fil haute fidélité et de son récepteur associé

Réalisation de l'émetteur

Nomenclature des composants

Résistances ¼ de watt 5 % sauf
indication contraire
R1 : 1 kΩ (facultatif, voir texte)
(marron, noir, rouge)
R2 : 4,7 kΩ (facultatif, voir texte)
(jaune, violet, rouge)
R3 : 10 kΩ (marron, noir, orange)
R4, R5 : 47 kΩ (jaune, violet,
orange)
R6 : 220 kΩ (rouge, rouge, jaune)
R7 : 22 kΩ (rouge, rouge, orange)
R8 : 4,7 kΩ (jaune, violet, rouge)

Semi-conducteurs
IC1 : TL 081
M1 : Module Aurel émetteur audio FM (*)

Condensateurs
C1 : 10 µF 25 volts chimique radial
(facultatif, voir texte)
C2 : 0,22 µF mylar
C3 : 10 µF 25 volts chimique radial
C4 : 100 µF 15 volts chimique axial
C5 : 10 nF céramique
C6 : 5,6 nF céramique ou mylar

Divers
P1 : potentiomètre ajustable
vertical pour CI de 470 kΩ
MIC : micro à électret 2 fils ou
micro externe
Support de CI : 1 x 8 pattes
S1 : interrupteur 1 circuit 2
positions

(*) Attention ! Ce module ne doit pas être confondu avec les modules Aurel de transmission de données. Sa "référence" est Module émetteur Audio FM ou bien encore TX-FM Audio selon les fournisseurs.

Le câblage ne présente aucune difficulté particulière et, comme expliqué ci- dessus, R1, R2 et C1 ne seront mis en place que si vous utilisez un micro à électret devant être alimenté par le montage. L'alimentation de l'émetteur sera confiée à une pile 12 volts telle celles utilisées dans les télécommandes codées de portes de voitures ou bien encore dans certains appareils photos.

L’antenne pourra être un petit fil souple isolé de 17 cm de long environ afin d constituer un fouet quart d’onde adapté à la fréquence utilisée. Si vous souhaitez un moindre encombrement, vous pourrez utiliser une antenne miniature spécialement prévue pour cette fréquence. On en trouve, par exemple chez Lextronic ou Selectronic, mais l’antenne coûte alors à elle seule aussi cher que le reste du montage.

Le fonctionnement est immédiat et le seul réglage à faire est celui du potentiomètre P1 afin de ne pas saturer l’émetteur dans les conditions extrêmes de modulation.

Réalisation du récepteur

Nomenclature des composants
Semi-conducteurs
IC1 : TLC 272
IC2 : 7805 (régulateur + 5 volts 1
ampère boîtier TO 220)
M1 : module Aurel récepteur audio FM
(*)
D1 : 1N 4004 à 1N 4007
Résistances ¼ de watt 5 % sauf
indication contraire
R1, R5 : 22 kΩ (rouge, rouge, orange
R2 : 220 kΩ (rouge, rouge, jaune)
R3, R4 : 47 kΩ (jaune, violet, orange)
Condensateurs
C1, C3, C7, C9 : 0,22 µF mylar
C2 : 100 µF 15 volts chimique radial
C4 : 47 nF mylar
C5 : 10 µF 25 volts chimique radial
C6 : 10 nF céramique
C8 : 470 µF 25 volts chimique radial
Divers
P1 : potentiomètre ajustable vertical
pour CI de 10 kΩ
P2 : potentiomètre rotatif pour CI de 10
kΩ linéaire
Support de CI : 1 x 8 pattes

(*) Attention ! Ce module ne doit pas être confondu avec les modules Aurel de réception de données. Sa "référence" est Module récepteur Audio FM ou bien encore RX-FM Audio selon les fournisseurs.

L’alimentation doit être faite sous toute tension comprise entre 9 et 15 volts sous un débit de l’ordre de 30 mA. Elle est protégée sur le circuit imprimé contre les inversions de polarité par la diode D1. Le niveau de sortie BF est réglable au moyen de P1 de quelques dizaines de mV à près de 2 V efficaces et peut donc être adapté à toute table de mixage ou amplificateur de puissance.

Comme nous sommes ici à poste fixe, l’antenne pourra être un modèle rigide. Un simple fil isolé de 17 cm constituera un fouet quart d’onde mais vous pourrez tout aussi bien faire appel à un antenne télescopique pour peu que sa longueur soit réglable sur cette valeur. Une antenne de meilleure qualité (ground plane ou discone par exemple) peut évidemment aussi être utilisée mais cela présente peu d’intérêt dans le cadre de cette application, essentiellement destinée à travailler à courte distance (quelques dizaines de mètres).

Le montage fonctionne dès la mise sous tension et le seul réglage à faire, outre celui du niveau de sortie au moyen de P1, est celui du seuil du silencieux. Vous pourrez alors apprécier l’excellente qualité globale de la transmission. Notez que, compte tenu de la fréquence d’émission utilisée, ce montage ne peut théoriquement être perturbé que par les télécommandes radio codées qui utilisent aussi le 433 MHz. La portée des ces différents émetteurs étant généralement assez faible, ce risque de perturbation est toutefois minime.

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