Le GHF1 est un petit générateur HF et BF couvrant la bande de 30 Hz à 30MHz, en 6 gammes. Le signal sinusoïdal obtenu peut être modulé en amplitude ( AM ) ouen fréquence ( FM ).
Le GHF1 possède en outre une fonction de vobulation.
Le GHF1 possède en outre une fonction de vobulation.
Un afficheur LCD de 2 x 16 caractères permet l'indication de la fréquence, du modechoisi et pour chacun, soit le taux de modulation, soit la valeur de l'excursion devobulation.
Le GHF1 prétend remplacer les générateurs du temps passé, ( souvent appelés àcette époque "hétérodynes" ) avec des performances nettement meilleures.Contrairement à ces vieux générateurs
qui étaient du type LC, avec commutation de bobines pour les gammes et condensateurvariable pour le réglage de fréquence, le GHF1 est du type RC, ce que permet l'excellentMAX038 de MAXIM.
1. Partie générateur . Voir Fig. 1
Au cœur du schéma, le MAXO38. Ce circuit délivre sur son picot 19un signal d'amplitude parfaitement constante de 2 Vcc. La forme est choisie sinusoïdaleen faisant A1 ( picot 4 ) à + 5V et A0
( picot 3 ) à 0. La fréquence est déterminée par le condensateur connecté au picot 5. Soit C11 à C15 ou Caj choisi entre 6 par le commutateur de gammes Sw1.
Dans chaque gamme, la fréquence est déterminée par le courant injecté dans le picot 10( Iin ). Ce courant est égal à UP1 / R3. Il est donc déterminé par lemultitours P1 et son suiveur de tension IC3b.
Le rapport de couverture est de l'ordre de 10. Un vernier de fréquence est ajouté . Onobtient cet effet par la variation de la tension appliquée sur le picot 8 ( FADJ ).
Cette tension est déterminée par un second multitours P2 et par la tension appliquéesur l'entrée + de IC3b. Cette entrée nous sert pour la FM et la vobulation.
Dans le premier cas, on injecte une tension sinusoïdale de 400 à 1000 Hz, d'amplitude100 mVcc environ. Dans le second cas, c'est une dent de scie descendante de 1.75 Vccenviron .
Les niveaux exacts de ces tensions seront réglés en mise au point finale, par Aj2 ( vobu) ou Aj3 ( FM )
Les signaux de modulation sont générés par un XR2206 quis'avère parfait pour cette mission. ( picot 3 ) à 0. La fréquence est déterminée par le condensateur connecté au picot 5. Soit C11 à C15 ou Caj choisi entre 6 par le commutateur de gammes Sw1.
Dans chaque gamme, la fréquence est déterminée par le courant injecté dans le picot 10( Iin ). Ce courant est égal à UP1 / R3. Il est donc déterminé par lemultitours P1 et son suiveur de tension IC3b.
Le rapport de couverture est de l'ordre de 10. Un vernier de fréquence est ajouté . Onobtient cet effet par la variation de la tension appliquée sur le picot 8 ( FADJ ).
Cette tension est déterminée par un second multitours P2 et par la tension appliquéesur l'entrée + de IC3b. Cette entrée nous sert pour la FM et la vobulation.
Dans le premier cas, on injecte une tension sinusoïdale de 400 à 1000 Hz, d'amplitude100 mVcc environ. Dans le second cas, c'est une dent de scie descendante de 1.75 Vccenviron .
Les niveaux exacts de ces tensions seront réglés en mise au point finale, par Aj2 ( vobu) ou Aj3 ( FM )
On les obtient sur le picot 2.
Le niveau est réglable de 0 à max, par P3a. Une commutation par Sw2 permet de passer dela sinusoïde à la dent de scie.
La fréquence de la sinusoïde est réglable de 400 à 1000 Hz, par P4. Celle de la rampel'est de 8 à 50 Hz environ, par P5.
Le niveau de sortie de ces signaux est calibrable par Aj1
Le XR2206 fournit sur sa broche 11 un top négatif permettant la synchronisation del'oscilloscope associé, en mode de vobulation.
Dans la partie droite du schéma nous distinguons :
L'ampli de sortie . ( en haut ) C'est un MAX477 donné par MAXIM pour une bandepassante allant jusque 300 MHz.
La résistance R20 permet une sortie sous 50 W . Le niveau d'entrée est réglable par P6. L'ampli est monté en mode noninverseur et son gain est déterminé par R19 et par la résistance du JFET
de type J300. On a G = ( R19 + R J300 ) / R J300 .
La résistance du J300 est fonction de sa tension de gate. Le point de repos est ajustépar Aj4.
La tension BF issue du XR2206 permet en fonction AM d'obtenir une profondeur de modulationde 0 à 50 %, selon la position de P3. Le calibrage se fera à la mise au point par Aj1.
La tension maximale de sortie HF est de l'ordre de 5 Vcc, en 6 du MAX477, ce qui fournitla moitié de cette tension sur une charge de 50 W , soit donc environ +10 dBm, ce qui est loin
d'être négligeable. Le GHF1 est complété par un atténuateur à 4 cellules : 1de 10 dB et 3 de 20 dB
Comparateur de déclenchement. ( en bas ) En régime de vobulation, le fréquencemètre doitindiquer la valeur de la fréquence centrale de l'excursion.
La dent de scie, centrée sur le 0 V est appliquée sur IC5a dont la sortie donne uncréneau rectangulaire, négatif pendant la première moitié de la rampe et positifpendant l'autre.
L'ampli IC5b inverse ce signal lequel, dans ces conditions a son flanc descendant enmilieu de rampe. C'est ce flanc qui assure le déclenchement de la mesure .
Voir plus loin L'ajustable Aj5 permet de placer cette mesure exactement au milieu de larampe.
2. Partie mesure. VoirFig. 2 et 3.
de 8192 kHz. Le 1/4 de cette valeur est disponible sur la sortie E , soit 2048 kHz, le1/4000 sur la ligne PA6 , soir 2048 Hz.
Le choix entre ces deux valeurs est fait par la ligne PA3 , avec "1" pour le2048 kHz et "0" pour le 2048 Hz. La valeur choisie est disponible en 4 deIC7 et elle est divisée par 2048 par IC8 qui
délivre donc, soit 1 kHz, en mode vobulation, soit 1 Hz, en AM et FM. Dans le premiercas, la commande de porte constituée des deux basculeurs JK contenus dans IC10, ouvrecelle-ci pendant
1 ms donnant des résultats en kHz, ( vobu ) dans le second, elle l'ouvre pendant 1s lesdonnant en Hz ( AM et FM )
Le signal à mesurer est injecté dans un compteur 8 bits IC9 faisant aussi office deporte, à l'aide de sa commande Enable .
IC9 fait une rotation toutes les 256 impulsions. Les dépassements de IC9 sontcomptabilisés par la section PACNT du µC , section qui est en fait un compteur 8 bitsd'entrée PA7.
Chaque dépassement de PACNT déclenche une interruption logicielle. Il suffit de compterces interruptions pour aboutir au résultat complet.
Exemple . Fx = 27120000 Hz soit 27.120 MHz . Mesure en 1 seconde .
IC9 donne 27120000 : 256 = 105937 dépassements et affiche 128 en fin demesure
Ces 105937 dépassements provoquent :
105937 : 256 = 413 interruptions avec un reste de 209 dans PACNT
Bilan final : IC9 contient 128
PACNT contient 209
Le compteur d'interruptions contient 413
Ces résultats sont mis en mémoire, en hexadécimal, dans 4 octets consécutifs ,
ce qui donne $019D, $D1, $80, soit $019DD180
dont vous pourrez vérifier qu'il s'agit bien de 27120000
La mesure terminée , le 811E2 a pour mission :
- La conversion du résultat en ASCII décimal
- L'élimination des 0 de gauche, non significatifs
- Le choix des 5 chiffres les plus significatifs
- L'interprétation du nombre obtenu pour mise en place d'une virgule éventuelle et de l'unité : Hz ou kHz
- Enfin l'affichage du résultat final.
Cette mission accomplie, le 811E2 remet la commande de porte IC10 à 0 par PD1. Il fait de même pour le compteur IC9, pour PACNT et le compteur de dépassements.
Il attend la prochaine ouverture/fermeture de porte en scrutant la ligne PD0 de manière à effectuer le bilan suivant.
En mode vobulation, la porte s'ouvre pendant 1 ms, juste en milieu derampe. Voir plus haut. Le signal de déclenchement transite par deux inverseurs de IC11,le premier câblé en monostable
fournissant une impulsion de 5 ms environ, inversée par le second et qui libère lecompteur 4040 en milieu de la rampe.
En mode AM/FM, le 4040 est toujours actif.
fournissant une impulsion de 5 ms environ, inversée par le second et qui libère lecompteur 4040 en milieu de la rampe.
En mode AM/FM, le 4040 est toujours actif.
La mesure des taux de modulation et d'excursion est indirecte : Lepotentiomètre P3 est double. La première section P3a contrôle l'amplitude BF tandis quela seconde, P3b mesure la position du potentiomètre en délivrant une tension continueproportionnelle à la déviation. Le convertisseur A/D interne du 811E2 assure laconversion numérique de cette tension pour prise en compte
par le calculateur du système.
par le calculateur du système.
3. Alimentation. Voir Fig.4
On utilise le - 9 V avant régulateur pour fournir le courant derétro-éclairage. A noter que cette fonction est très gourmande.
Alimentée sous 5V, la consommation dépasse les 200 mA ! Ici,nous la limitons par R33 à 40 mA environ.
II. REALISATION
1 Préparationdu boîtier.
Nous avons réalisé une contre-plaque de face avant, en alu de 3 mm, avecperçages identiques . Cela nous permet de noyer les vis de fixation de la plaquegénérateur et de l'afficheur. Elle donne par ailleurs une épaisseur utile pour masquerle filetage des canons de potentiomètres et de commutateurs.
Bien entendu, cette contre-plaque n'est pas indispensable et vous pouvez recourir à uneautre solution. Toutefois, pour pouvoir éventuellement utliser un décor de façadefourni, il est nécessaire de respecter les cotes de perçage de la figure.
Le Cimpr du générateur est fixé sur la contre-plaque à l'aide d'entretoises de35 mm, ce qui laisse un espace suffisant pour
le logement des divers potentiomètres.
Les autres plaques sont montées sur entretoises de 10 mm avec des boulons de 2mm
2. Lescircuits imprimés.
Si vous réalisez vos plaques, n'oubliez pas l'étamage avant perçage !
Par ailleurs nous signalons que les plaquettes principale et d'ampli de sortie,doivent avoir un plan de masse au recto. Le fichier de film n'est pas fourni.
Pour réaliser ces circuits, laisser l'adhésif noir de protection pendant la gravure.Puis, recto gravé, l'enlever ainsi que la résine protectrice .L'étamer entièrementcomme le verso.
Percer les trous après étamage. Enfin au verso, à l'aide d'un foret de 3 mm tenu dansun mandrin à main, détourer tous les trous correspondants à des passages de fils non àla masse
Lors de la soudure des composants, souder de chaque côté, les filsreliés à la masse, de manière à assurer la continuité recto-verso.
3. Liste des composants
LISTE des COMPOSANTS du GHF1
R1 56 W R2 82 W R3 6800 W R4 10 k W R5 47 W R6 10 k W R7 1 k W R8 47 k W R9 1 k W R10 3300 W R11 4700 W R12 18 kW R13 4700 W R14 220 W R15 10 kW R16 3900 W R17 150 kW R18 39 W 1206 R19 390 W R20 100//100 W 1206 R21 68 kW R22 47 kW R23 22 kW R24 10 kW R25 1.2 MW R26 470 W R27 27 kW R28 470 kW R29 10 MW 1206 R30 15 kW 1206 R31 4700 W 1206 R32 27 kW 1206 R33 180 W R34 n.u "st" 0 W 1206 ( straps ) | C1 0.1 µF / 2.5 C2 0.1 µF / 2.5 C3 0.1 µF / 2.5 C4 22 µF 16V pt C5 0.1 µF / 2.5 C6 22 µF 16V pt C7 1 µF LCC C8 0.1 µF / 5 C9 220 nF LCC C10 0.1 µF / 5 C11 120 pF Styro C12 1.5 nF LCC C13 15 nF LCC C14 150 nF LCC C15 1 µF + 470 nF LCC C16 10 µF 16V pt C17 0.1 µF 1206 C18 0.1 µF 1206 C19 10 µF 16V pt C20 0.1 µF LCC C21 0.1 µF LCC C22 0.1 µF / 5 C23 22 nF MKH / 7.5 C24 0.1 µF 1206 C25 27 pF 1206 C26 27 pF 1206 C27 22 nF / 2.5 C28 22 nF / 2.5 C29 0.1 µF / 2.5 C30 0.1 µF 1206 C31 0.1 µF / 5 C32 0.1 µF 1206 C33 10 µF 16V pt C34 1000 µF 25V rad. C35 100 µF 25 V rad C36 100 µF 25V rad C37 1000 µF 25V rad C38 100 µF 25V rad Caj 22 pF | IC1 MAX038 IC2 XR2206 IC3 LM358 IC4 MAX477 IC5 LM358 IC6 MC68HC811E2FN ou MC68HC711E9CFN3 A programmer par l'auteur IC7 CD4011 IC8 CD4040 IC9 74HCT4520 IC10 74HCT73 IC11 74ACT14 IC12 7805 IC13 7805 IC14 7905 T1 J300 T2 BF245A D1 1N4148 D2 1N4148 D3..D6 1N400x P1 et P2 multitours (10t) 1 kW P3 2 x 10 kW A P4 10 kW A P5 1 MW A P6 100 W A Aj1 et Aj2 20 kW genre T7YB Aj3 100 kW genre T7YB Aj4 et Aj6 10 kW genre T63YA Aj5 1 kW genre T7YB NB. Les deux µC proposés se programment avec le même fichier GN38.S19 |
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4. Pose descomposants.
Cimpr du générateur,Se référer aux figures ci-dessous. Il n'a a pas de problème particulier. Ne pas collerles résistances contre le plan de masse, quand il existe.
Les ajustables R et C sont soudés au verso pour être accessibles après montage .
On trouve 2 résistances CMS 1206 à souder aussi de ce côté.
Le MAX038 est soudé directement, les autres IC ont des supports. Le circuit câblé, ysouder les fils de liaison que l'on connectera aux points convenables, les fils côtérecto avant mise en place sur
la contre-plaque et les fils côté verso après. Utiliser des couleurs différentes pourun repérage aisé..
On trouve 2 résistances CMS 1206 à souder aussi de ce côté.
Le MAX038 est soudé directement, les autres IC ont des supports. Le circuit câblé, ysouder les fils de liaison que l'on connectera aux points convenables, les fils côtérecto avant mise en place sur
la contre-plaque et les fils côté verso après. Utiliser des couleurs différentes pourun repérage aisé..
Le circuit de l'ampli de sortie. Voir ci-dessous
Pas mal de passages recto-verso à assurer avant
de poser les CMS du verso.
Le MAX477 est soudé directement.
Un support peut être utilisé pour le LM358.
Le potentiomètre P6 a ses 3 pattes pliées à 90° et
soudées directement au verso du Cimpr.
La plaquette est finalement maintenue par le
potentiomètre, le recto vers l'atténuateur.
Les fils de liaison sont soudés soit au verso, soit au
recto de manière à les mettre en direction de
leur destination.
Le fréquencemètre. Voir ci-dessous.
Les plus délicates sont celles du support PLCC : Nous utilisons du fil fin ( wrapping,dépouillé de son isolant ) que nous soudons à plat au recto sur 1 ou 2 mm. Le fil passepar le trou
et sera soudé au verso en même temps que le support. Ne faire ce travail que pour lestrous qui correspondent à une piste au RECTO ( Il n'y en a que 7 ! )
Ce n'est pas très plaisant mais c'est le prix à payer si on veut se passer des trousmétallisés.
Tous les circuits sont soudés directement , sans aucune soudure au recto, en utilisant latechnique du fil passé, évoquée ci-dessus. Mais là encore vous avez le choix ! En utilisant des supports tulipe, il
est possible avec un fer fin, de souder au recto et au verso ce qui assure la liaison.
Le circuit de l'atténuateur
Souder d'abord les R/CMS, côté cuivre, puis enfiler les 4 inverseurs etprésenter sur la face
avant de manière que les canons se mettent bien en place. Immobiliser lesinters
par deux points de soudure, Déposer et terminer la fixation.
Le circuit de l'alimentation
Montage très simple que vous pouvez faire en tout premier de manière à prendre le rythme de cette réalisation
Il vous restera à fixer les platines dans le fond de boîtier et à assurer lesinterconnexions. Voir pour cela la Fig. ci-dessous .
Lesliaisons HF entre le générateur et l'ampli de sortie ou le fréquencemètre se font enfils torsadés, conducteur actif et masse.
La liaison à l'afficheur se fait en câble plat à 14 conducteurs. Sertir à l'étau àune extrémité, le connecteur femelle HE10. A l'autre extrémité, séparer lesconducteurs, les dénuder, les étamer puis souder sur l'afficheur en respectantévidemment l'ordre correct.
Deux fils torsadés séparés seront à souder pour le rétro-éclairage.
La liaison à l'afficheur se fait en câble plat à 14 conducteurs. Sertir à l'étau àune extrémité, le connecteur femelle HE10. A l'autre extrémité, séparer lesconducteurs, les dénuder, les étamer puis souder sur l'afficheur en respectantévidemment l'ordre correct.
Deux fils torsadés séparés seront à souder pour le rétro-éclairage.
<--- on distingue les constituants du GHF1:Le générateur à droite, l'alimentation en bas,
le fréquencemètre à gauche et l'ampli de sortie vertical
Au départ, ne pas mettre le µC et ne pas connecter l'afficheur.
Commuter le générateur en FM. Gamme 3000-30000 Hz. Oscilloscope sur la sortie ,picot 19, du MAX038. P3 à 0 .
Mettre sous tension et trouver la sinusoïde de 2 Vcc. Vérifier l'action de P1, puis deP2 sur la valeur de la fréquence.
Passer l'oscillo sur la BNC de sortie de GHF1, tous atténuateurs à 0, P6 au max.Prérégler Aj4 pour obtenir une tension
de 5 cc. Vérifier l'action de P6, puis celle des atténuateurs.
Si vous disposez d'une charge 50 W , la monter avec un T à l'entrée de l'oscillo et constater que le niveau tombebien à 2.5 Vcc
Passer l'oscillo en 2 du 2206. Y trouver le signal sinusoïdal BF. Vérifier l'action deP4 sur la fréquence et de Aj1 sur le niveau. Précaler à 2 Vcc.
Commuter en vobulateur. La sinusoïde devient une rampe descendante de 2.5 Vcc.
Repasser en FM
Observer le signal sur le picot 1 de IC11 du fréquencemètre . On y retrouve le signal HFavec une amplitude atténuée,
de l'ordre de 1.25 Vcc. Voir si ce signal est bien mis en forme par l'inverseur 1-2 duACT14. On doit retrouver un signal rectangulaire en 2. Sinon, il faudra peut-être essayerun autre BF245.
Le point critique est la tension continue qui doit apparaître en 1, sans signal HF : Ilfaut obtenir une tension de l'ordre de +1.2 à +1.4 V. Il peut être prudent de monter leBF245
sur douilles tulipes miniatures, ( RS réf 160-3717 ) pour un échange rapide.
Hors tension, placer le 811E2 et brancher l'afficheur. Régler Aj6, presque àfond, côté masse.
Remettre sous tension et voir apparaître brièvement l'écran de CopyRight, puisl'écran de service. Retoucher Aj6 pour avoir le meilleur contraste.
Commuter en AM. Repasser l'oscillo en sortie BNC. Mettre P6 ( niveau HF ) àmi-course. Pousser P3 ( niveau BF ) au maximum. Le signal HF doit se moduler en amplitude.
Retoucher Aj4 pour une meilleure forme du signal. Le taux de modulation AM est à réglerpar Aj1. Noter que, P3 au maximum, l'écran indique un taux de modulation de 51%.
Retoucher Aj1 pour avoir V = 3 v comme en Fig. .
Commuter en mode Vobu. Mettre le niveau BF ( P3 ) à 0. Noter la valeurde la fréquence HF. Pousser P3 au max.
Régler Aj5 pour retrouver la valeur précedente.
Le calage de la modulation de fréquence et de l'excursion vobu est par contre plusdélicat. Il nécessite en principe un
analyseur de spectre. Si vous possédez cet appareil, réglez le swing FM par Aj3 etl'excursion vobu par Aj2 pour
conformité avec la valeur affichée.
Si vous n'avez pas cet appareil, contentez-vous de régler Aj3 pour obtenir 100 mVcc ensortie 1 de IC3b, en FM, et
Aj2 en vobu pour avoir 1.70 Vcc, au même point, le potentiomètre P3 étant poussé aumaximum.
Vérifier finalement, en AM ou FM, que les gammes sont correctement couvertes. Enfait, on dépasse les limites indiquées.
Pour la gamme 3-30 MHz, pousser P1 et P2 au maximum et voir si on atteint 30 MHz,Retoucher éventuellement Caj.
Si on n'arrive pas à 30 MHz, on peut ajouter une résistance de valeur élevée, àdéterminer expérimentalement, aux bornes
de R3.
Ces réglages terminés, on peut considérer quele GHF1 est opérationnel et … fixer le couvercle !
ci-dessous, vue interne du GHF1 terminé
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