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T rès souvent, le cour- rier parvenant à la ré- daction concerne les modifications et les pro- blèmes de mises au point sur les petits émetteurs FM. Nombre de lecteurs deman- de quels sont les transistors qui peuvent être remplacés pour augmenter la portée ou si l'augmentation de la ten- sion d'alimentation permet d'obtenir une meilleure puis- sance. Avant de se lacer dans la résolution de ce type de problème, il est important de rappeler que les micro- émetteurs FM les plus simples, comme les modèles très rudimentaires de micro espion, sont composés sim- plement par un modulateur, et par un oscillateur RF dé- terminant directement la puissance d'émission du petit émetteur. Dans ces mon- tages, il est techniquement impossible d'élever la puis- sance restituée au-delà d'une certaine limite un peu comme il advient pour les amplis basse fréquence composés d'un seul transis- tor, de type BC 337 ou BC237. Un ampli de ce genre ne peut jamais fournir de fa- çon autonome des puis- sances élevées, et sera seu- lement utilisé comme préam- pli pour les étages suivants qui sont prévus pour délivrer moyenne et haute puissan- ce. Cet amplificateur linéaire vient donc à point nommé pour transformer un mini émetteur en véritable émet- teur en FM. Passons donc à la présenta- tion de ce booster RF "raffi- né" en classe AB qui, outre sa puissance respectable (3W avec alimentation sous 13,5V) ne génère ni fré- quences parasites ni harmo- niques, arguments qu'il est bon d'avancer en introduc- tion. L'amplification finale ob- tenue dépend de la puissan- ce initiale du micro-émetteur utilisé. Les essais effectués offrent les résultats suivants : En conditions normales, soit en ville avec une forte densité d'obstacles, la portée est di- rectement multipliée par 5 ou 6. En rase campagne, les distances franchies sont de l'ordre de 8 à 9 fois supé- rieures à la portée typique du micro-émetteur seul et non amplifié. Ces prestations ont été obtenues avec une an- tenne externe, de structure très simple. Pour effectuer nos essais, deux modèles différents de micro émetteurs (GPE MK090 et MK290) ont été employés. La gamme op- timale de fréquence de tra- vail de l'ampli linéaire MK570 est comprise entre 75 et 130 MHz. SCHEMA ELECTRIQUE Le schéma électrique du MK570 est reproduit en fig.1. Une attention particulière est Radio 15 février/15 avril 2001 - Nouvelle Electronique - 55 + R1 R2 CV1 R3 R6 IN RF T1 R4 R5 J1 C3 J2 R7 C2 R9 T2 C1 R8 R10 C6 CV2 L1 J3 C5 AI1 C4 J4 C7 C8 CV3 - + 12- 15 V OUT RF Antenne Fig.1 Schéma électrique du linéaire Etudié pour doper la puissance des petits émet- teurs FM expérimentaux, cet amplificateur li- néaire délivre grâce à deux étages d'amplifi- cation RF, une puissance de 3W environ. AMPLI LINEAIRE FM 75 à 130 MHz Spécial MICRO-EMETTEUR

Ampli lineaire FM 75 à 130 MHz - francismerck.free.frfrancismerck.free.fr/Pdf/ampli FM 3W.pdf · T rès souvent, le cour-rier parvenant à la ré-daction concerne les modifications

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T rès souvent, le cour-rier parvenant à la ré-daction concerne les

modifications et les pro-blèmes de mises au point surles petits émetteurs FM.Nombre de lecteurs deman-de quels sont les transistorsqui peuvent être remplacéspour augmenter la portée ousi l'augmentation de la ten-sion d'alimentation permetd'obtenir une meilleure puis-sance. Avant de se lacerdans la résolution de ce typede problème, il est importantde rappeler que les micro-émetteurs FM les plussimples, comme les modèlestrès rudimentaires de microespion, sont composés sim-plement par un modulateur,et par un oscillateur RF dé-terminant directement lapuissance d'émission du petitémetteur. Dans ces mon-tages, il est techniquementimpossible d'élever la puis-sance restituée au-delàd'une certaine limite un peucomme il advient pour lesamplis basse fréquencecomposés d'un seul transis-tor, de type BC 337 ouBC237. Un ampli de ce genrene peut jamais fournir de fa-çon autonome des puis-sances élevées, et sera seu-

lement utilisé comme préam-pli pour les étages suivantsqui sont prévus pour délivrermoyenne et haute puissan-ce. Cet amplificateur linéairevient donc à point nommépour transformer un miniémetteur en véritable émet-teur en FM. Passons donc à la présenta-tion de ce booster RF "raffi-né" en classe AB qui, outresa puissance respectable(3W avec alimentation sous13,5V) ne génère ni fré-quences parasites ni harmo-niques, arguments qu'il estbon d'avancer en introduc-tion. L'amplification finale ob-tenue dépend de la puissan-

ce initiale du micro-émetteurutilisé. Les essais effectués offrentles résultats suivants : Enconditions normales, soit enville avec une forte densitéd'obstacles, la portée est di-rectement multipliée par 5 ou6. En rase campagne, lesdistances franchies sont del'ordre de 8 à 9 fois supé-rieures à la portée typique dumicro-émetteur seul et nonamplifié. Ces prestations ontété obtenues avec une an-tenne externe, de structure

très simple. Pour effectuernos essais, deux modèlesdifférents de micro émetteurs(GPE MK090 et MK290) ontété employés. La gamme op-timale de fréquence de tra-vail de l'ampli linéaire MK570est comprise entre 75 et 130MHz.

SCHEMAELECTRIQUELe schéma électrique duMK570 est reproduit en fig.1.Une attention particulière est

Radio

15 février/15 avril 2001 - Nouvelle Electronique - 55

+

R1 R2

CV1

R3 R6

IN RF

T1

R4

R5

J1C3

J2

R7

C2

R9

T2

C1R8

R10C6

CV2

L1

J3

C5

AI1

C4

J4

C7 C8

CV3

-

+12- 15 V

OUT RF

Antenne

Fig.1 Schéma électriquedu linéaire

Etudié pour doper la puissance des petits émet-teurs FM expérimentaux, cet amplificateur li-néaire délivre grâce à deux étages d'amplifi-cation RF, une puissance de 3W environ.

AMPLI LINEAIRE FM75 à 130 MHz

Spécial MICRO-EMETTEUR

portée à la polarisation desdeux transistors et à la ligned'alimentation qui dispose dequatre inductances diffé-rentes pour filtrer le moduleradiofréquence. Compte te-nu de la nature du montage,le principe de fonctionne-ment est très simple : le si-gnal en sortie du micro-émet-teur est appliqué à la base dutransistor T1 via les résis-tances R1-R2 connectées ensérie et CV1, condensateurvariable qui sert pour assurerl'adaptation avec l'impédan-ce de sortie des types trèsdifférents de micro espion.La cellule d'émetteur R6-C1stabilise le fonctionnementdu premier étage. Le signalamplifié par T1 est ensuiteprélevé de son collecteurpuis appliqué, via R7 et C2, àla base de l'étage suivant,

animé par T2 et qui est affec-té à une amplification ulté-rieure. Le pont diviseur com-posé de R8-R9 polarise labase de T2 et les résistancesR3-R4-R5 font de mêmepour T1. Le signal radiofré-quence à émettre est prélevédu collecteur de T2 à traversC5 et est envoyé au circuitd'accord composé par CV2,CV3 et L1 qui assurent uneexcellente adaptation à l'an-tenne prévue pour l'émis-sion. Le composant AI1, au-to-inductance jaune consti-tue une précautionsupplémentaire enversl'émission de parasites. Si cecomposant devait poser desproblèmes d'approvisionne-ments, il suffit pour le rempla-cer de lui substituer un strapde fil de cuivre de 0,5 mmplié en U de façon à formerune demi-spire. Si cette sub-stitution est effectuée, la sup-pression des harmoniquesn'est cependant plus assu-rée. Les transistors T1 et T2,éléments étudiés spéciale-ment pour la radiofréquence,sont caractérisés par un gainélevé et par un faible bruit etconditionnent en grande par-tie la qualité des prestationsde l'ensemble.

REALISATION PRATIQUESur le circuit imprimé (voirfig.2), monter les compo-sants conformément auschéma d'implantation repro-duit en fig.3. Monter les résis-tances, puis les inductancesy compris l'auto-inductanceAI1. Installer les condensa-teurs céramiques puis lescondensateurs variablesCV1, CV2, CV3 puis J4. Sou-der les 6 cosses pour le cir-cuit imprimé, le condensa-teur électrolytique C8 enveillant à l'orientation desbroches polarisées. Installerles deux transistors T1 et T2.Ce dernier sera doté d'un ra-diateur de refroidissement.

56 - Nouvelle Electronique - 15 février/15 avril 2001

Radio

lineare

Fig.2 Reproduction du circuit imprimé à l'échelle 1 vu côté cuivre.

lineareR1

C1

CV1

R6C2

T1

R2 R3 R4 R5 J1

C3

A

A

R7IN

GND

R10

C6

CV2

C5

T2

J2 R8 R9 J3 AI1

C4

ANT

GNDCV3

+

C7 C8

-

L1J4

Sorti

em

icro

esp

ion

Antenne

Alim

enta

tion

Fig.3 Schéma d'implantation.

Blindage S1

Circuit imprimécôté composants

Soudure

Cosse

Montage blindage S1

L1 5 mm

10 mm

7 spires de fil émaillé de 0,8 mmsur un mandrin de 5 mm

Réalisation bobine L1

Chargede réglage

+ -DG1

Multimètre10÷50 Vcc f.s.

OUT

R11,12,13,14

MK090- +

+ -MICRO TX

MIK

ANT.

LINEAIRE

MK570

IN

Masse(à souder côté cuivre)

ANTENNE

+12÷15 V

Câble blindé

Raccordement du linéaire MK570 à l’émetteur MK090

-

CV1, 2, 3

CV2

CV3IN +

-

CV1

Blindage

Poritions initiales de CV1-2-3 pour le réglage

Fig.4 Détails pour le réglage et essais.

Au terme du montage, instal-ler le blindage de séparationdes deux étages d'amplifica-tion S1. Pour cela insérerdeux cosses aux points A etles souder côté cuivre de ma-nière qu'elles dépassent d'undemi-centimètre côté com-posants. S1 peut ainsi êtrefacilement soudé. Lescosses pour circuit imprimépeuvent être remplacées pardes longueurs de fil ou desqueues de résistances. Lesdimensions de la bobine L1et le détail de la réalisationdu blindage sont visibles enfig.4. Noter que les induc-tances peuvent être de typemoulé généralement de cou-leur bleue ou de type axialavec fond vert dont l'aspectest identique à celui des ré-sistances. Afin de les identi-fier facilement, la liste ci-après donne les valeursstandard généralement utili-sées avec leur code de cou-leur respectif :

0,47 µH jaune-violet-argent-noir0,56 µH vert-bleu-argent-noir0,68 µH bleu-gris-argent-noir0,82 µH gris-rouge-argent-noir1 µH marron-noir-or-argent10µH marron-noir-noir-or22 µH rouge-rouge-noir-or

ESSAIS ETMISE AU POINTAprès l'assemblage descomposants, procéder auxessais et réglage.Préparer la charge, comme

le montre la fig.4 et position-ner un multimètre sur la gam-me 10 ou 50 Volts DC pleineéchelle. Placer les axes destrois condensateurs va-riables comme le précise leschéma. Relier le micro-émetteur à l'ampli via unecourte longueur de câbleblindé radiofréquence (RG58ou similaire). Raccorder éga-lement les alimentations (lesdeux appareils doivent êtrealimentés par une uniquesource d'alimentation). Deuxsolutions sont conseillées.Soit l'on dispose d'une ali-mentation stabilisée avectension comprise entre 12 et15 volts courant continu ca-pable de distribuer un cou-rant de 400 à 500 mA, soit ilest possible de recourir àtrois piles plates de 4,5 V re-liées en série de façon à ob-tenir une tension de 13,5V.Cette dernière solution, dé-livre une tension très pure.Avec une alimentation mal fil-trée, il est possible d'en-tendre en réception le clas-sique ronflement 50Hz pro-duit par le réseau électrique.Dans la plupart des cas, il estpossible de pallier cet incon-vénient en insérant en paral-lèle sur la sortie de l'alimen-tation un condensateur élec-trolytique de 4700 µF 25V eten série sur la ligne d'alimen-tation positive une self dechoc type VK200. Raccorderla charge en sortie à la placede l'antenne, puis appliquerla tension au montage. Lemicro-émetteur peut être ac-

cordé sur toute fréquencecomprise entre 75 et 135MHz. Le raccordement del'amplificateur linéaire àl'émetteur comporte un affa-lement de la fréquence d'en-viron 1 MHz à compenser àl'aide d'un tourne vis anti-in-ductif en agissant successi-vement sur CV3, CV2 et CV1en les tournant très lente-ment par petites touches àdroite et à gauche par rap-port à leur position de départ.Conserver les positions quioffrent la lecture de tensionmaximum sur le multimètre.Répéter cette opération 2 ou3 fois pour affiner au maxi-mum les positions des troiscondensateurs variables.Après avoir effectué ce régla-ge, il est possible de raccor-der une antenne. Comme lemontre le schéma reproduiten fig.5, il existe quatre solu-tions possibles : - fil libre,- brin d'antenne,- dipôle filaire- antenne ground plane pour88 à 108 MHz. Les deux premières solu-tions n'offrent guère d'avan-tages. La troisième fonction-ne relativement bien maisrayonne seulement perpen-diculairement à la directiondu dipôle. La quatrième solu-tion constitue le meilleurchoix en matière de rende-ment. Pour la troisième et laquatrième solution, l'antennesera reliée à la sortie du li-néaire au moyen d'un câbleblindé de 50 ohms type

RG58 ou similaire. Pour effectuer un accord par-fait avec l'antenne utilisée, ilsuffit de réaliser un simplemesureur de champ : la dio-de DG1 utilisée pour la son-de de charge trouve sa justifi-cation dans ce type de mesu-re. Noter sa réalisation dansla fig.5. La bobine reliée àDG1 est réalisée par 4 ou 5spires de fil de cuivre rigidede 0,8 mm de diamètre surun noyau de 5 à 6 mm(mèche). Le multimètre seraici utilisé sur l'échelle la plussensible toujours en tensioncontinue (100 à 200 mV). Ap-procher le mesureur dechamp de l'antenne et tour-ner lentement CV3 pour lalecture maximum.

15 février/15 avril 2001 - Nouvelle Electronique - 57

LISTE DES

COMPOSANTSMK570R1-R2 = 10 ohmsR3-5-8 = 100 ohmsR4 = 560 ohmsR6 = 22 ohmsR7 = 39 ohmsR9 = 680 ohmsR10= 10 ohmsR11 à R14 = 220 ohmsC1-C6 = 1 nF céramiqueC2 = 270 pF céramiqueC3-4-7 = 4 7nF céra-miqueC5 = 68 pF céramiqueC8 = 100 µF 25V élec.DG1 = diode germanium

0A86CV1 = cond.var 4 à56pF

jauneCV2-CV3 = cond. var.

2 à 22 pF rougeJ1-2-3= 10 µHJ4 = VK200AI1 = auto-inductance jau-neT1-T2 = 2N5109 ou BFR36L1 =voir texteBlindage inter étageRadiateurCossesCircuit imprimé MK570

Câble 50Ω(RG58 ou similaire)

Cosse Cosse

Filcuivre

Filcuivre

Isolateur

L

Dipôle

Isolateur

Ground Plane88 ÷ 108 MHz

L

Antennefouet

L

Antennefilaire

L = 300/(2 · F)

L= longueur en mètresF= fréquence de transmission

Exemple :

F= 105 MHz

L = 300/(2 · F) = 300/210 = 1,42 m = 142 cm

Mesureur de champ

+ -DG1

Fig.5 Antennes.