Mini émetteur de test 144MHz FMFonctionnement de l’électronique

F8KGL -Vauréal Amitié Radio

Octobre 2006

Mini émetteur de test VHF FMPrincipaux composants

• VCO 144MHz (transistor BFR93)

• PLL LMX2335

• PIC 16F630

• PA RF2173

Mini émetteur de test VHF FMCahier des charges

• Alimentation sur batterie de téléphone mobile (4V – 400mA)

• Boitier en aluminium moulé 112x62

• Antenne non détachable

• Puissance de sortie : 500mW

• Schéma évolutif pour d’autres applications (>144MHz, balise CW,…)

Mini émetteur de test VHF FMVCO 144MHz

• Transistor BFR93 :– Fmax = 5GHz– Boitier SOT23– QSJ < 1€– Self variable pour régler la fréquence– Varicap BB609

BASE

EMETTEUR

COLLECTEUR

Mini émetteur de test VHF FMVCO 144MHz

0V2,7V

Vtune

Fsortie

144,400MHzEn fonction de la self variable

VCO

alim

Vtune Sortie

Porteuse sur Fsortie

Mini émetteur de test VHF FMModulation FM

0V2,7V

Fsortie

144,400MHz

Vtune

Fsortie

144,400MHz

144,400MHz

2,7V

Mini émetteur de test VHF FMBruit de phase du VCO

IdéalementEn réalité

144,400MHz 144,400MHz

•Optimisation de la propreté des alims du VCO

•Facteur de qualité du circuit résonnant

•Filtre de boucle (=>PLL)

Mini émetteur de test VHF FMSchéma

•On applique couramment la régle 1/3 – 2/3 entre Cb et Ce

•Les résistances de 10k (haute impédance) permettent de couper la HF et d’améliorer le bruit de phase,

Mini émetteur de test VHF FMCircuit résonnant

• Filtre à fort coefficient de qualité (Q)• Entre en résonnance à sa fréquence de résonnance

(cf Quartz)• La fréquence de résonance fixe la fréquence

d’oscillation du VCO• Si L ou C diminue, F augmente• La diode varicap est un condensateur variable. Sa

valeur dépend de la tension qui lui est appliquée.

Vvaricap

Cvaricap

Mini émetteur de test VHF FMTypon

Mini émetteur de test VHF FMPLL (1)

• La PLL compare 2 fréquences : une fréquence de référence (4MHz) et la fréquence du VCO (144,400MHz)

• La PLL corrige la fréquence du VCO pour qu’elle soit égale à fréquence de référence

• La PLL est pourvue de diviseurs afin de ramener la fréquence du VCO à celle de la référence

• En modifiant la valeur des diviseurs, on peut modifier la fréquence de sortie

Mini émetteur de test VHF FMPLL (2)

• En toute rigueur, la PLL compare les phases de l’oscillateur de référence et du VCO

• Si l’écart entre ces phases est constant, les fréquences sont égales

• Dans ce cas, on dit que les signaux sont synchronisés. La PLL est verrouillée

Mini émetteur de test VHF FMPLL (3)

• La sortie de la PLL est pourvue d’un générateur de courant (en µA)

• Ce générateur fournit des impulsions positives ou négatives suivant l’avance ou le retard du VCO

• Ces impulsions sont filtrées afin moyenner la fréquence de sortie et diminuer le QRM (filtre de boucle)

Mini émetteur de test VHF FMSchéma

VCO

Sortie

inutilisé

alims

Contrôle logiciel de la PLLRéférence 4MHz

Filtre de boucle

Mini émetteur de test VHF FMTypon

Mini émetteur de test VHF FMPIC

• PIC 16F630

• 2 Ports de 7 bits chacun

• Horloge 4MHz (reprise de la PLL)

• Gère la programmation de la PLL, PTT, modulation

• Boitier SSOP 14

Mini émetteur de test VHF FMPIC

PIC 16F630Horloge 4MHz

Configuration n° balise (1,2,3,…,5,6)

Vcc

Vcc

Vcc

CLK

Data

Enable

Modulation

PTTON

OFF

Capteur ILS et

automaintien

ICSPCLK

ICSDATA

VPP

Mémoire

Flash

PLL

Mini émetteur de test VHF FMPIC

• La mémoire flash est la RAM qui contient le code du logiciel (hexadécimal)

• La configuration du n° de balise se fait à l’aide d’un jeu de shunt

– 0 0 0 balise n°1– 0 0 1 balise n°2– 0 1 0 balise n°3 etc etc

• Capteur ILS et automaintien. Au démarrage, l’ILS se ferme. Il met sous tension le régulateur d’alimentation. Le PIC maintient cette mise sous tension. L’arrêt de la balise se fait par une nouvelle fermeture de l’ILS.

Mini émetteur de test VHF FMSchéma

Avec ILS

Mini émetteur de test VHF FMTypon

Mini émetteur de test VHF FMPA

• PA RFMD RF2173• PA GSM 900MHz• Fonctionne également sur 144MHz• La soudure de la semelle de masse est très critique

(autoscillation, surconsommation…).• Etamer la semelle du PA et rajouter un peu de soudure

sur le PCB le cas échéant

Mini émetteur de test VHF FMPA

• Le potentiomètre permet de régler la puissance de sortie (-10dBm à 27dBm : soit 40dB de dynamique)

• Sortie 50ohms

Mini émetteur de test VHF FMSchéma

Mini émetteur de test VHF FMTypon

Mini émetteur de test VHF FMSynoptique

Atténuateur 3dB

VCO 144MHz BFR93

PLL LMX2335

Filtre de boucle

PIC 16F630

PA RF2173

Régulateur 2,8V

VDD

VDD

VDD

Filtre BF

alims

PTT