Principe des amplificateurs large bande bidirectionnel
Le montage repose sur l'équation propre à ce type de montage:
Synoptique du transceiver
Le VFO (3.855 - 4.105 Mhz)
Le Mixer
En réalité cette platine remplit 4 fonctions distinctes:
La platine filtre à quartz
L'ampli FI
La BF et la CAG
Le générateur de DSB
Il regroupe :
Le driver
Le PA
Conclusion
Photo du prototype
Rf * Re = Rout * Rin
Cela veut dire que pour une valeur donnée de Rf et Re, les impédances d'entrée et de sortie sont interdépendantes.
Si Rf=1000 et Re=10 ohms, que Zin =50 ohms, alors Zout sera de : (1000*10)/50 = 200 ohms
Inversement si Zin=200 ohms alors Zout sera de 50 ohms.
Afin de réaliser un amplificateur bidirectionnel, nous connecterons deux étages dos à dos. En appliquant la tension d'alimentation sur chaque étage nous pourrons contrôler le sens d'amplification. Les diodes dans les collecteurs évitent aux résistances de 220 ohms de charger l'entrée de l'autre transistor.
Si l'on regarde attentivement le schéma, on s'aperçoit qu'au point de vue alternatif,les résistances Rf (feedback) de 2.2 kohms sont en parallèle. La résistance résultante est de 1.1 kohms. Vous retrouverez toute ces explications plus détaillées sur le site de Ashhar.
Nous allons étudier et réaliser ce transceiver platine par platine, chacune reliée à l'autre par une liaison coaxiale
50 ohms miniature.
Si Rf=1000 et Re=10 ohms, que Zin =50 ohms, alors Zout sera de : (1000*10)/50 = 200 ohms
Inversement si Zin=200 ohms alors Zout sera de 50 ohms.
Afin de réaliser un amplificateur bidirectionnel, nous connecterons deux étages dos à dos. En appliquant la tension d'alimentation sur chaque étage nous pourrons contrôler le sens d'amplification. Les diodes dans les collecteurs évitent aux résistances de 220 ohms de charger l'entrée de l'autre transistor.
Si l'on regarde attentivement le schéma, on s'aperçoit qu'au point de vue alternatif,les résistances Rf (feedback) de 2.2 kohms sont en parallèle. La résistance résultante est de 1.1 kohms. Vous retrouverez toute ces explications plus détaillées sur le site de Ashhar.
Nous allons étudier et réaliser ce transceiver platine par platine, chacune reliée à l'autre par une liaison coaxiale
50 ohms miniature.
Synoptique du transceiver
Le VFO (3.855 - 4.105 Mhz)
Calculé d'après le "Solid state design de W7ZOI" , il est composé d'un étage oscillateur du type Clapp, d'un tampon et d'un amplificateur qui fournira quelques volts PEP sur une charge de 50 ohms.
Toutes les précautions habituelles pour la réalisation d'un VFO restent vraies (montage rigide, blindé ,éloigné de toute source de chaleur,alimentation stabilisée, sur l'oscillateur utiliser des capas mica, condensateur variable démultiplié) . Je déconseille l'utilisation du circuit imprimé pour le VFO, un cablage manathan est efficace.
Le filtre en PI de sortie adapte l'impédance de sortie du 2N2222 au mixer à diodes. Au passage il élimine les harmoniques générés par le VFO. La self de l'oscillateur est réalisée sur un mandrin lipa de 8mm à noyau, celui-ci sera ensuite bloqué par du vernis HF. Le noyau magnétique est à proscrire dans un VFO, mais il facilite bien l'ajustement en fréquence. Je n'ai pas constaté de dérive causée par ce dernier.
L'oscillateur se stabilise en 10mn, une dérive maxi de 200 Hz a été relevée aux essais. Observée à l'oscillo la sinusoïde doit être symétrique et propre.
Toutes les précautions habituelles pour la réalisation d'un VFO restent vraies (montage rigide, blindé ,éloigné de toute source de chaleur,alimentation stabilisée, sur l'oscillateur utiliser des capas mica, condensateur variable démultiplié) . Je déconseille l'utilisation du circuit imprimé pour le VFO, un cablage manathan est efficace.
Le filtre en PI de sortie adapte l'impédance de sortie du 2N2222 au mixer à diodes. Au passage il élimine les harmoniques générés par le VFO. La self de l'oscillateur est réalisée sur un mandrin lipa de 8mm à noyau, celui-ci sera ensuite bloqué par du vernis HF. Le noyau magnétique est à proscrire dans un VFO, mais il facilite bien l'ajustement en fréquence. Je n'ai pas constaté de dérive causée par ce dernier.
L'oscillateur se stabilise en 10mn, une dérive maxi de 200 Hz a été relevée aux essais. Observée à l'oscillo la sinusoïde doit être symétrique et propre.
Le Mixer
En réalité cette platine remplit 4 fonctions distinctes:
- La commutation E/R en utilisant des diodes PIN (récup tuner TV)
- Filtre passe-bande calculé d'après l'excellent article de F5AD (REF spécial réception) . L'inductance des selfs (0.55 uH) permet de les réaliser sur air évitant l'achat de tores magnétiques. Un bon filtre nécessitera à minima 3 selfs. L'impédance au point chaud des selfs sera de 1250 ohms, la sortie 50 ohms sera réalisée au 1/5 du nombre total de spires. L'accord théorique étant de 220 pF, l'accord pratique sera réalisé à l'aide d'une capa fixe de 180 pF et d'un ajustable de 60 pF. Les trois selfs seront blindées si l'on veut garder un bonne réjection hors bande.
- L'ampli bi-latéral : j'ai utilisé des transistors "de course" 2N5179, mais le montage fonctionne également avec des BC547A !
- Le mixer : réalisé suivant les conseils de E. Jamet, il utilise des diodes 1N4148 sélectionnées pour des tensions de seuil identiques. Les tores sont de simples perles ferrite de récupération collées dos à dos.
La platine filtre à quartz
J'avais des cailloux 10.245 Mhz sous la main, je les ai utilisés. Dans un premier temps, j'ai cablé les mêmes valeurs de capacité que Ashhar Farham. Par la suite j'ai recalculé le filtre pour une impédance de 200 ohms et obtenu un filtre de meilleur facteur de forme (voir les courbes obtenues).
Le filtre est précédé par un ampli bi-latéral similaire au premier mais utilisant des transistors courants. Par contre ce même filtre est suivi d'un système semi-bilatéral permettant de séparer les signaux allant en Rx à l'ampli FI et en Tx venant du générateur de DSB.
Les impédances sont respectées par l'adjonction de résistances de 2.2Kohms entre les bases et les collecteurs.
Le filtre est précédé par un ampli bi-latéral similaire au premier mais utilisant des transistors courants. Par contre ce même filtre est suivi d'un système semi-bilatéral permettant de séparer les signaux allant en Rx à l'ampli FI et en Tx venant du générateur de DSB.
Les impédances sont respectées par l'adjonction de résistances de 2.2Kohms entre les bases et les collecteurs.
L'ampli FI
Il reprend en partie une idée de EI9GQ, le gain total est d'environ 60 db. L'adaptation d'impédance d'entrée est réalisée par un transfo élévateur de rapport 1/9.
J'ai utilisé des BF960. Les tensions de source sont stabilisées par des diodes LED. De ce fait la CAG est très efficace.
Cette platine sera réalisée sur un circuit imprimé double face et les pots IF seront blindés.
J'ai utilisé des BF960. Les tensions de source sont stabilisées par des diodes LED. De ce fait la CAG est très efficace.
Cette platine sera réalisée sur un circuit imprimé double face et les pots IF seront blindés.
La BF et la CAG
Après préamplification, le signal BF est filtré par un filtre passe-bas de Fc=2.1 Khz. Les signaux parviennent d'une part à l'ampli BF et d'autre part vers un système ultra simple de CAG. Un potar de 10Kohms en amont de l'ampli de CAG règle le seuil d'action au goût de l'opérateur.
L'ampli BF délivre 2W sous 8 ohms
L'ampli BF délivre 2W sous 8 ohms
Le générateur de DSB
Il regroupe :
- Le Générateur de porteuse : le quartz utilisé à une fréquence identique à ceux du filtre. On utilise le principe du VXO pour amener sa fréquence sur les pentes du filtre Xtal, à droite ou à gauche selon que l'on fonctionne en BLI ou BLS. Une sortie sur l'émetteur du transistor ampli permet d'attaquer le détecteur de produit du récepteur.
- Un simple 741 monté en speech amplifier fournit un signal BF.
- Un modulateur équilibré utilisant là aussi deux 1N4148 appairées maison, le potar de 100 ohms affinant l'équilibrage.
Le driver
C' est un montage décrit par F6AJL en 1989. Il posséde un gain d'une trentaine de dB, c'est un montage polarisé en classe A. On peut déjà trafiquer avec cet étage suivi d'un filtre passe-bas, mon ani René F5MZX a contacté les USA sur 28 Mhz avec ce montage !
Le transistor de "puissance" peut être un 2N3866, 2N4427. Ce dernier sera muni d'un petit radiateur de 2 cm de diamètre. Le courant de repos d'environ 60 à 80 mA se règle en ajustant la valeur de la résistance base-collecteur.
Cet étage délivre de 100 à 200 mW HF.
Le transistor de "puissance" peut être un 2N3866, 2N4427. Ce dernier sera muni d'un petit radiateur de 2 cm de diamètre. Le courant de repos d'environ 60 à 80 mA se règle en ajustant la valeur de la résistance base-collecteur.
Cet étage délivre de 100 à 200 mW HF.
Le PA
Il utilise un FET de puissance grand public d'un QSJ d'environ 1 euro, qui dit mieux ?
La 56 ohms dans la gate sert de charge au driver, je n'ai pas cablé la résistance de 10 ohms destinée à éliminer les oscillations VHF. Le montage est très stable.
La gate est polarisée par une tension variable. Lors des essais, commencer par mettre le curseur à la masse. Il faudra ensuite élever progressivement la tension de manière à obtenir un courant de repos dans le drain d'environ 80 mA.
L' IRF510 doit être équipé d'un bon radiateur. Ce transistor peut délivrer une puissance plus importante si on augmente sa tension d'alimentation. Sous 12 V compter 6 W HF, mais sous 24 V on peut sortir 10 à 12 W !
Le PA est suivi d'un double filtre passe-bas destiné à rejeter les harmoniques générés par la chaine amplificatrice. Les deux bobines de ce filtre ne doivent pas se voir (blindage à installer).
La 56 ohms dans la gate sert de charge au driver, je n'ai pas cablé la résistance de 10 ohms destinée à éliminer les oscillations VHF. Le montage est très stable.
La gate est polarisée par une tension variable. Lors des essais, commencer par mettre le curseur à la masse. Il faudra ensuite élever progressivement la tension de manière à obtenir un courant de repos dans le drain d'environ 80 mA.
L' IRF510 doit être équipé d'un bon radiateur. Ce transistor peut délivrer une puissance plus importante si on augmente sa tension d'alimentation. Sous 12 V compter 6 W HF, mais sous 24 V on peut sortir 10 à 12 W !
Le PA est suivi d'un double filtre passe-bas destiné à rejeter les harmoniques générés par la chaine amplificatrice. Les deux bobines de ce filtre ne doivent pas se voir (blindage à installer).
Conclusion
Ce montage doit permettre à tout radio-amateur digne de ce nom, de réaliser à peu de frais un transceiver lui permettant de se faire entendre dans le monde entier.
Les grosses dépenses concernent : les quartz (en acheter une dizaine du même lot), le PA et le condensateur variable.
Ce dernier de 20 à 30 pF peut être récupéré sur un ancien tuner FM, on en trouve en surplus chez Electronique diffusion à 3 Euros, également les tores 4C65 chez Radiospares.
N'oubliez pas que pour trafiquer il vous faut quatre ingrédients:
. Un transceiver (vous étes en train de le construire).
. La propagation.
. Une antenne ( la jungle job ou une moxon, réalisées avec du fil et des cannes à pêche).
. De la patience !
Ne vous découragez pas si certains vous signalent :
. Vous avez glissé de 10 ou 20 Hz.
. Vous n'êtes pas tout à fait sur la fréquence.
. Vous êtes trop faibles pour que nous fassions QSO.
La vérité, c'est vous qui la détenez, vous bénéficiez du plaisir extrême pour un radio-amateur, trafiquer avec du "fait à la maison"
Les grosses dépenses concernent : les quartz (en acheter une dizaine du même lot), le PA et le condensateur variable.
Ce dernier de 20 à 30 pF peut être récupéré sur un ancien tuner FM, on en trouve en surplus chez Electronique diffusion à 3 Euros, également les tores 4C65 chez Radiospares.
N'oubliez pas que pour trafiquer il vous faut quatre ingrédients:
. Un transceiver (vous étes en train de le construire).
. La propagation.
. Une antenne ( la jungle job ou une moxon, réalisées avec du fil et des cannes à pêche).
. De la patience !
Ne vous découragez pas si certains vous signalent :
. Vous avez glissé de 10 ou 20 Hz.
. Vous n'êtes pas tout à fait sur la fréquence.
. Vous êtes trop faibles pour que nous fassions QSO.
La vérité, c'est vous qui la détenez, vous bénéficiez du plaisir extrême pour un radio-amateur, trafiquer avec du "fait à la maison"
Photo du prototype
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