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F4HTQ

Conception d'un TRX

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F4HTQ
Posté(e) (modifié)

Bonjour,

Je crée ce sujet en lien avec une série que je viens d'entamer sur mon blog.

Le premier message est ici : http://alloza.eu/david/WordPress3/?p=221

L'idée était de suivre un journal sur la conception d'un TRX radioamateur, en développant une interaction entre les articles du blog et le forum.

Les articles renverrons donc régulièrement vers le forum et le forum  sera notifié sur chaque nouveau article de la série.

L'idée est que nous profitions des facilités qu'offre le forum pour communiquer autour de cette conception, comme nous l'avons déjà fait à de nombreuses reprises.

Je vais forcement écrire des bêtises à un moment ou l'autre ( et même certainement plusieurs fois ), mais j'espère que les échanges resterons aussi courtois que possible, comme c'est généralement le cas ici :)

Je corrigerais et enrichirais le contenu du blog avec certains éléments qui me serons communiqués ici.

La motivation qui est derrière tout ça, c'est tout simplement de "prêcher par l'exemple", c'est à dire que pour promouvoir le homemade, il n'y a certainement rien de mieux que de le faire sois-même et ensuite le montrer.

David.

 

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F0CRU

Bonjour David,

Beau projet que je vais suivre. Je te souhaite d'aller au bout de tes idées.

A nous, débutant, de faire connaitre ce projet.

Tiens au passage, je ne savais pas que EI9GQ  avait écrit ce bouquin, merci de l'info.

73's

Stephan

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F4HTQ

Bonjour Stephan,

il y a 5 minutes, F0CRU a dit :

Tiens au passage, je ne savais pas que EI9GQ  avait écrit ce bouquin, merci de l'info.

J'ai découvert EI9GQ à travers son site, en cherchant des exemples de mixers, amplifiers...

http://homepage.eircom.net/~ei9gq/rx_circ.html

http://homepage.eircom.net/~ei9gq/tx_circ.html

Et j'ai retenu l'approche de découper un appareil en blocs "élémentaires" indépendants.

Plus tard j'ai découvert qu'il avait écrit deux bouquins:

517sCwoTtLL._SX357_BO1,204,203,200_.jpg

 

Et

 

51PYcXDbtZL._SX368_BO1,204,203,200_.jpg

 

Je les ais achetés et lus.

Ils ne coûtent pas grand chose.

l'approche est similaire à celle du bouquin de George F6CER (étudier la conception d'un TRX fonctions par fonctions et ensuite dans sa globalité), mais ces bouquins sont plus faciles à trouver car toujours édités, et les montages plus "actuels" ( dans le sens ou les composants sont assez faciles a trouver car toujours produits, et les solutions présentées sont un peu plus "a la mode").

David.

 

 

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F0CRU

Bonjour David,

Ah, en plus il en a écrit 2...merci de ces infos.

J'ai la grande chance d'avoir pu trouver un exemplaire du livre de George F6CER, au hasard chez un bouquiniste de ma région. 

Pour EI9GQ, la première ou je suis tombé sur son site, c'était en faisant une recherche pour ça : http://homepage.eircom.net/~ei9gq/vhf_conv.html

Après quand on fouille, on y trouve pleins de chose.

73's

Stephan

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F4HTQ
Posté(e) (modifié)

Bon ça avance... péniblement, mais ça avance.

le dedans ( rempli de vide):

IMG_2007.JPG

Les modules HF sont posés mais non fixés.

donc il y a :

un filtre de présélection, un mélangeur ( ADE-1), un premier ampli FI ( J310 en base  commune + 2N5109 en suiveur de tension ), le filtre a quartz, un deuxième ampli FI ( MC1350P) un deuxième mélangeur ( homemade).

Et coté numérique ( la par contre c'est fixé): un arduino nano, une commutateur rotatif optique ( 600 impulsions par tour), un afficheur 7 segments à 8 chiffres.

j'ai regroupé l'ensemble du numérique dans un même coin dans l'idée a terme de l'isoler dans un petit compartiment.

 

le dessus:

IMG_2017.JPG

Un fusible, un interrupteur, une diode qui doit se mettre en court circuit ( et griller le fusible) en cas d'inversion de polarité, et deux régulateurs 8V LDO, donc un qui a sa référence remontée à 3.15v avec une zener afin de sortir 11.15V régulé.

au niveau des alimentations j'ai fais le choix d'alimenter la partie numérique ( DDS, afficheur, commutateur rotatif ) uniquement avec le régulateur qui est sur l'arduino. Comme ça avait tendance a un peu chauffer en partant de 13.6V je lui envoie du 8V via un des deux régulateurs. Si j'alimente directement avec l'arduino, c'est pour avoir toute la partie numérique fonctionnelle quand le Tx est éteint et que je branche le PC sur l'arduino pour développer/debuguer  le code.

Au final la partie puissance sera dessus ( driver et PA) , tout comme le filtre préselecteur ainsi que le  passe bas de sortie.

J'ai fais un coffret en bois principalement pour des raisons de légèreté et d'isolation thermique ( le boitier pèse 590g, c'est a peine moins lourd que su j'avais pris des plaques de PCB en epoxy double face) . Le blindage est assuré par des feuilles de cuivre de 100 microns qui sont collées (pour ceux qui seraient tentés par cette solution, il fait savoir que c'est difficile a souder, avec une telle épaisseur la chaleur se diffuse très facilement dans la feuille) .

le contreplaqué ne fait que 8mm d'épaisseur, mais l'ensemble est bien rigide.

Pour les dimensions, c'est du A4, donc comme une feuille de photocopieuse.

Pour avoir la réception fonctionnelle il ne me manque que la BF, c'est l'objectif de la journée.

Quand il marchera correctement en récepteur, je mettrais le blog a jour, et ensuite j'attaquerais la partie émission  ( avec sa salve de  problèmes ).

Avec le recul je me dit que j'airais du  faire une taille standard pour tous les modules, et les empiler les uns sur les autres avec des entretoises. ça aurait pris très peu de place et ça serait resté bien modulaire. Mais bon, avoir un truc étalé simplifie les mesures.

Sur la mise en boitier, je ne suis vraiment pas doué.

 David.

 

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F4HTQ
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et j'oubliais... il y a aussi "évidemment" un Si5351 ( https://www.silabs.com/documents/public/data-sheets/Si5351-B.pdf ) qui me sert de LO, BFO, s'occupe en software de la permutation du LO et du BFO pour passer d'émission a réception, ainsi que du décalage en fréquence du BFO pour écouter la LSB ou la USB. Je n'ai pas prévu pour le moment de sélection manuelle pour la USB/LSB sachant qu'au niveau code il m'est possible de le faire très finement, par exemple en basculant automatiquement en USB quand je suis sur une bande LSB ( par exemple celle des 40M) mais dans le segment d'un digimode. A voir si une commande manuelle reste quand même nécessaire. 

un truc aussi auquel j'ai fais attention, c'est de ne pas véhiculer dans le cablage de signaux numérique quand rien ne change. l'afficheur 7 segment possède son propre chip et n'a besoin d'être notifié que quand on veut changer la valeur affichée. Même chose pour le Si5351 qui ne demande aucune modification tant qu'on ne change pas la fréquence. Et c'est aussi le cas du commutateur rotatif optique qui n'envoie rien sur les fils tant qu'on ne le bouge pas.

Et au niveau code, le microcontrôleur ne fait rient tant qu'il ne reçoit pas une notification d'un changement de fréquence.

l'idée est d'éviter de rayonner permanence  via les fils, du QRM venant des  changement d'état logiques. il restera ceux qui sont rayonnés par les composants eux même, mais j'aurais au moins évité d'en rajouter via les commandes qui passent par le  cablage.

 

 

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F5CFN

Bonsoir David,

Je suis un lecteur assidu des forums de radioamateur.org et notamment de celui-ci, étant un passionné de montages "home made". Jusqu’à présent je suis très peu intervenu, mais étant devenu depuis peu un "jeune retraité" je vais tâcher d'être un peu plus actif.

Bravo pour votre montage sous forme modulaire. Compte-tenu des composants utilisés cela ne peut que fonctionner. Une question concernant votre ampli FI à base de M1350 si je me souviens bien. Avez-vous prévu une CAG ? Si oui de quel type (BF, HF) ?

Je serai présent au salon Iseramat samedi au stand du G-QRP Club.

A plaisir de vous lire.

Jean

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F6CER

Bonjour

David vous auriez du faire le calcul de répartition des gains avant  , trop de gain avant le filtre a quartz et pas assez après : vous allez non seulement manquer de gain en MF mais être trop court au niveau du CAG , un seul 1350 n'est pas suffisant 

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F4HTQ

Bonsoir Jean,

Pour l'AGC je compte en mettre un, mais pas tout de suite. Et quand il y en aura un il sera désactivable afin de ne pas poser de problèmes en digimodes.

l'idée que j'avais derrière la tête étant de récupérer le niveau a la sortie du filtre a quartz via un ad8307, et d'utiliser la sortie de l'ampli log à la fois pour le s-metre et pour piloter l'AGC. du 1350p.

David.

 

 

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F4HTQ
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il y a 21 minutes, F6CER a dit :

Bonjour

David vous auriez du faire le calcul de répartition des gains avant  , trop de gain avant le filtre a quartz et pas assez après : vous allez non seulement manquer de gain en MF mais être trop court au niveau du CAG , un seul 1350 n'est pas suffisant 

Bonsoir Georges,

Mon premier ampli FI à un gain de 20dB en Rx ( et 0dB en Tx ou il ne sert que de buffer d'isolation).  

Le 1350p me donne un gain de 40dB.

donc j'arrive sur la BF avec 20 + 40  - 18 db ( filtres et mélangeurs) = +42db par rapport a ce qui rentre de l'antenne. ( pour comparaison dans un bitx c'est +18dB sur les deux mélanges et filtrage, mais il amplifient de 20dB avant le mélangeur ).

Je pensais que je pouvais rajouter les 80dB manquant sur la BF seule sans rajouter trop de bruit BF.

vous pensez que c'est trop optimiste ?

David.

 

EDITION

Voila ce que j'utilise comme premier ampli FI

FirstFI.png

En mettant de la tension sur la base du 2N3904 l'ampli se comporte comme un suiveur, il reproduit en sortie ce que j'ai en entrée, avec très peu de distorsion.

 

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F4HTQ

quelques mesures sur le premier ampli FI

 

source de bruit seule

DS0028.PNG

 

Avec l'ampli au milieu:

DS0030.PNG

( horizontalement 5MHz/div, verticalement 10dB.

 

sortie de l'ampli avec 2V VPP en sortie

DS0031.PNG

( horizontalement 10Mhz/Div verticalement 20dB)

même chose avec 3V VPP en sortie

DS0032.PNG

 

Et a 4V VPP en sortie

DS0033.PNG

A dela, ça commence a clipper.

 

 

 

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F6CER

Effectivement mais il va vous manquer pas mal d'efficacité de CAG , quitte a faire un truc bidirectionnel, inspirez vous plutot de l'Atlas (pas mal de modifications ont été publiées sur le net pour pallier au mauvais comportement de l'ampli qui suit le mélangeur)

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F8DQL

Rien à voir mais, pourquoi y a-t-il une un beau sinus sur les copies d'écran ?

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F4HTQ
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Il y a 3 heures, F6CER a dit :

Effectivement mais il va vous manquer pas mal d'efficacité de CAG , quitte a faire un truc bidirectionnel, inspirez vous plutot de l'Atlas (pas mal de modifications ont été publiées sur le net pour pallier au mauvais comportement de l'ampli qui suit le mélangeur)

Je n’arrête pas de m'inspirer de l'Atlas :)

Je pense commencer a comprendre ce que vous essayez de m'expliquer.

si l'appareil présente une dynamique d'entrée qui va du microvolt ( donc -115dBm ) jusqu'a environ +5dBm ( saturation a 1dB du mélangeur d'entrée), ça donne dans les 120dB de range possible.

Et effectivement si on ne veut pas avoir à jouer avec le bouton de volume entre une station très faible et une correspondant qui arrive au maximum admissible.. il faut un AGC avec une dynamique de 120dB. Soit deux fois ce que donne un MC1350, d'ou l'idée d'en mettre deux.

C'est le sens de votre remarque ? 

David.

PS: il faut dire que je ne suis pas très familiarisé avec l'AGC, généralement c'est la carte son qui écoute ce qui sort du Tx, elle avec la dynamique qu'elle a elle ne se plaint pas trop des sautes de volume.

Mais pour de la phonie écoutée avec des vraies oreilles, c'est forcement très différent.

 

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F4HTQ
il y a 4 minutes, F8DQL a dit :

Rien à voir mais, pourquoi y a-t-il une un beau sinus sur les copies d'écran ?

C'est les sorties oscilloscope des tests du premier ampli FI. Comme j'envoie un beau sinus en entrée et que l'ampli présente assez peu de distorsion, il me ressort un beau sinus ( 10 fois plus élevé en amplitude, soit 100 fois plus de puissance, soit +20dB).

David.

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F8DQL

Merci :)

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F6FKN

FI-10M7.thumb.jpg.75236d38fdc0468217dab533c85c52d6.jpgBonjour!

CER a raison, pour le cag, il faut au moins atteindre 80 dB, ce qui va vous contraindre à rajouter un 2e MC1350.

Ici, j'ai fait le choix d'une FI à base de deux AD603, dont le dessin s'inspire directement de la doc AD du circuit en question, mais avec un cag totalement différent, compatible SSB.

Le fonctionnement est tout à fait conforme à la doc, et le CAG est redoutable.

 

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F5CFN

Bonjour à tous,

Effectivement le gain et la dynamique de cag du MC1350 sont un peu justes. L'Atlas et le K2 d'Elecraft en utilisent cependant un seul. Pour l'Atlas, le signal de CAG est prélevé après le préampli BF, ce qui amène du gain. Pour le K2, le CAG est de type HF avec changement de fréquence par NE 602 + ampli OP. Là gain supplémentaire aussi. Les deux appareils fonctionnent très bien, mais effectivement 60 dB de dynamique de CAG c'est un peu limite. On peut utiliser un MC1349P (60 dB de gain et 80dB de CAG) mais ce composant devient très difficile à trouver (j'en utilise un, commandé à l'époque chez W8DIZ,  sur un de mes récepteurs).

L'adjonction d'un second MC1350 comme le préconise Georges doit permettre d'obtenir un FI très performante. Une alternative est la FI "hybride" de W7ZOI en composants discrets qui semble avoir d'excellentes performances :

http://w7zoi.net/hycas-pcb.html

Ce montage est utilisé par G4AON dans son "récepteur universel" :

http://www.qsl.net/g4aon/g4aon_rx/

L'AD603 permet également de réaliser d'excellentes FI  mais il me semble de plus en plus difficile à approvisionner.

Jean

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F6FKN
il y a 11 minutes, F5CFN a dit :

L'AD603 permet également de réaliser d'excellentes FI  mais il me semble de plus en plus difficile à approvisionner.

On en trouve par brouettes à prix dérisoire sur EB.

X20

X 50

Et la doc ...

A ce tarif, pas d'hésitation, même avec un porte monnaie en peau de hérisson !...

 

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F5CFN

Merci pour l'info. Ayant eu pas mal de déboires lors de la construction d'un picastar (2 gros pavés partis en fumée !!!), j'ai tendance à occulter cette source d'approvisionnement.

Avez vous eu des composants défectueux dans le lot ?

Jean

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F6FKN

Ni dans ce lot, ni dans les autres, de provenance différente.

L'AD603 ne semble pas être la cible de contre-façons ou de malfaçons.

J'ai construit une dizaine de ces petits amplis FI, et le gain tourne autour de 84 dB, +-2 dB.

Ca me donne des blocs FI universels, qui sont utilisés à toutes les sauces.

Petite remarque en passant:     *- devant le gain important se ces petits ensembles, il est CAPITAL de ne laisser passer que le signal FI utile à l'entrée de l'ampli.

Faute de cette élémentaire précaution, on relève de manière égale le signal utile et les produits non désirés du mélange.

Derrière un ADE-1, les résidus d'OL le gain sont largement suffisants pour amener l'ampli à saturation en sortie.

Diplexeur + filtre étroit en entrée de FI OBLIGATOIRES!

 

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F5CFN

Merci pour toutes ces précisions. Vu le prix je vais en commander une vingtaine et faire quelques essais avec.

Jean

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F4HTQ
Posté(e) (modifié)

Bonjour,

Je vous remercie pour les différentes contributions.

il y a vraiment les gens qu'ils faut pour parler technique ici, c'est dommage qu'on échange pas ainsi plus souvent.

Je suis bien content d'avoir ouvert ce sujet.

Le recepteur fonctionne depuis une heure environ.

la sensibilité est clairement suffisante, quand je branche l'antenne le niveau de bruit monte considérablement.

il faut dire que je suis en ville, donc de base on a pas mal de QRM, ce qui peut masquer le manque de sensibilité d'un recepteur.

J'ai monté un pré-ampli audio ( qui élève 20 fois la tension et présente peu de distorsion) dont la dynamique permet de supporter le niveau maximal qui peut se retrouver a l'entrée de la BF ( environ 400mV VPP), et la commande de volume est entre cet préampli et le LM386 ( utilisé dans le montage qui élève 200 fois la tension). Donc en tout, mon amplification BF multiplie la tension par 4000. Et j'ai très peu de bruit BF.

Pour l'instant, il n'y a aucun AGC, je n'ai que le volume de la BF pour régler le niveau. Si une station arrive un peu fort ça va saturer de partout. La prochaine étape sera de rajouter une commande de gain RF qui commandera directement le gain du 1350P, et puis avancer sur la partie émetteur, Ensuite je m'occuperais de l'AGC en tenant bien évidemment compte de ce qui a été expliqué ici ( et il y a donc de bonnes chances que je doive refaire mon 2e ampli FI).

Les plus gros problèmes que j'ai rencontré avant d'arriver a le faire marcher sont au niveau de la régulation de tension, le régulateur décroche, ce qui m'a amené de belles oscillations. A l'alimentant un peu plus haut en tension, les oscillations disparaissent ( mais il ne peut plus fonctionner sur batterie). Je vais me concentrer la dessus dans les prochaines heures 

A plus tard.

David.

PS: j'amène ce récepteur WIP à l''iséramat samedi, il sera sur le stand de l'ADRI38.

 

 

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F4HTQ
Posté(e) (modifié)

Voila a quoi ressemble ce préampli BF

 

preamp.png

 

(R7 n'est pas dans le montage, elle n'est que pour la simulation).

preamp.JPG

 

La self de choke c'est un tube de ferrite en 43, elle fait 205µH.

la SMA qui est a gauche est destinée a faire sortir la HF sur le filtre de bande en émission, donc pour plus tard.

Et ça c'est les captures a l'oscillo des tests ( BF de 1Khz)  avant de le monter dans le TRX

DS0034.PNG

en jaune ce qui rentre ( sous 50 Ohms) , en bleu ce qui sort ( sous 1k ).

au niveau de la distorsion, avec du 5.3V VPP en sortie le premier harmonique est en dessous de -50dBc ( si on pousse plus le niveau la distorsion arrive très vite). C'est vraiment important d'avoir très peu de distorsion dans la BF pour ceux qui veulent faire du FT8 ( bien plus que pour de la SSB) . On a  souvent  un différentiel de prés  de 50dB entre les stations a peine décodables et celles qui arrivent plein pôt. Et elles sont toutes ensembles dans la BF. La distorsion fait que les stations puissantes vont masquer, avec leurs harmoniques BF les stations faibles. C'est un problème avec lequel j'ai pas mal bataillé sur mon premier Tx. Je pense que pas mal de gens sont "sourds" en FT8 car la BF de leur Tx n'est pas propre, mais ils ne le savent pas.

Je m'y remet.

David.

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F6FKN

SSB10M7.jpg.49468f29c250f62188105b6a7ca9f9b9.jpgNos amusements se ressemblent!...

Mon xcvr 50 Mhz arrive sur la fin, et il me reste encore à mettre la partie SSB TX/RX en 10,7 Mhz au propre.

L'utilisation de 2 ADE-1 permet de construire un circuit universel avec très peu de commutations, en utilisant des étages communs TX/RX.

L'architecture est inhabituelle, mais le résultat est impeccable.

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