Un transceiver 14 Mhz
simple
En juillet 2004, surfant sur le net,
je découvrais un
étrange montage de transceiver.
Appareil ultra-simple, décrit par un OM Indien Ashhar Farham, il
s'agissait du BITX 20. Peu de temps après, je m'inscrivais sur
le groupe Yahoo
concernant ce projet.
Curieux de nature, je décidais de réaliser mon prototype.
Ayant une petite expérience dans ce domaine, j'y
apportais déjà à la construction quelques
modifications améliorant le système, mais ne modifiant
pas le synoptique. Je réalisais de nombreux QSO de part l'Europe
avec ce montage.
Quelques semaines plus tard, mes oreilles "disjonctèrent" , la
cause toute simple, le manque de CAG. En effet, et vous l'avez souvent
constaté sur 14 MHz, les
signaux de nos amis Russes atteignent des niveaux incompatibles avec
nos conduits auditifs ! J'ai donc décidé d'adjoindre au
montage, un ampli FI et
une CAG commandée par les signaux BF filtrés. Les
résultats dépassèrent mes espérances.
Parallélement mon ami Bruno F1SNI développait un
affichage digital à PIC qui apportait la touche finale au
transceiver.
Voici la description de cette réalisation.
Principe
des
amplificateurs large bande bidirectionnel
Le montage repose sur l'équation propre à ce type
de montage:
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.
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.
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.
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.
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
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 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).
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"
Photo du
prototype