Radio-REF N° 834 • 07-08/2010

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CW InfosF6AXX, Norbert LAURENTUnion française des télégraphistes - www.uft.net

FP50 fréquencemètresimple et performantProposé par Luc, F6BQU et Jean-Marc F5RDH

La réglementation radioamateur exige que la précision de lecture de lafréquence soit connue à plus ou moins 1 kH,. imposant l'utilisation d'unfréquencemètre. Encore faut-il qu'il soit simple, précis et facile à intégrerdans n'importe quelle application. C'est pourquoi il est judicieux d'asso-cier au KIWI un fréquencemètre programmable tel le FP50. Ses dimen-sions correspondent à la taille de l'afficheur LCD et les connexions se limi-tent à l'entrée du signal à mesurer et à l'alimentation. Il est entièrementprogrammable par le biais d'une liaison RS232 et, cerise sur le gâteau, lecalibrage est entièrement automatique. Enfin, ce fréquencemètre estdisponible soit en kit, soit en version terminée, et tes circuits imprimésseuls peuvent également êtres fournis.

Caractéristiques principales :•Fréquence d'utilisation : jusqu'à 55 MHz, et au-delà avec un niveau d'entrée supérieur.• Niveau d'entrée : 50 mV garanti jusqu'à 55 MHz..• FI programmable par soft.• Calibrage automatique ou manuel.• Gestion des modes : LSB, USB et CW ou fréquencemètre simple.• Décalage +/- 1,5 KHz paramétrable.• Décalage +/- FI paramétrable.•Alimentation : jusqu'à 15V.• Dimensions du ciruit imprimé : 82x36,2 mm.

DescriptionComme le montre le schéma de principe, onne peut pas faire mieux côté simplicité.Le signal à mesurer traverse lecondensateur de liaison C3, puisattaque l'entrée différentielle de IC1(NE592) qui est un amplificateur àlarge bande. Le gain est fixé par larésistance R2.

Ce circuit est alimenté sous 12 V à 15Vpar sa broche 6, le condensateur C5assure le découplage de l'alimenta-tion. L'entrée (RAS et RA4) du micro-contrôleur 16F84 (IC2) est polariséepar les résistances R3 et R4 afin d'a-voir environ 2,5 V crête à crête. Lecondensateur C6 empêche la tensioncontinue d'arriver sur la sortie de IC1.

Cette entrée (RAS et RA4) est un trig-ger de Schmitt, et va charger les regis-tres du pré-diviseur et du compteur.

Fréquencemètre 50 MHz à FI programmable(C) Jean-Marc EVEILLE F5RDH(CRuc PISTORIUS F6BQU

14.250.0 MHz USB

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Le bit RAS permet de ' docker' le prédi-viseur en fin de comptage, afin de trans-férer son contenu dans le registre comp-teur. En effet le registre du prédiviseurn'est pas accessible en lecture, et il fautdonc recourir à cette petite astuce. Larésistance R5 permet de stopper l'arrivéedu signal durant la phase de 'clockage'.Le comptage de la fréquence s'effectueen comptant le nombre d'impulsionsdans une fenêtre temporelle de 100 ms.

Le calibrage automatique du fréquence-mètre consiste à ajuster cette fenêtretemporelle en fonction de l'erreur duquartz de référence XI, et ceci par rap-port à une fréquence de référenceconnue que vous injectez. Le quartz etles condensateurs CA1 et C7 assurent lasynchronisation du microcontrôleur.

Il n'est pas forcément nécessaire que lecondensateur CA1 soit ajustable, il peutêtre remplacé par un condensateur de33 pF Nous avons placé ce condensa-teur ajustable par sécurité, au cas où lacalibration automatique ne serait pascorrecte à 100%.

De ce fait une correction manuelle estencore possible. Sur les prototypes, CA1n'a été d'aucune utilité. L'autre raisonest que ce condensateur ajustable per-met également de calibrer le fréquence-mètre de façon manuelle, pour les per-sonnes ne possédant pas d'ordinateurindividuel.

Les cavaliers S1 à S5 permettent deconfigurer différentes options détailléesplus loin. Les pull-up de ces cavalierssont internes au PIC16F84.

Le résultat final, après comptage et cal-culs, est envoyé par le rnicrocontrôleursur un afficheur LCD d'une ligne de 16caractères en mode 4 bits.

La résistance ajustable P1 permet derégler le contraste, la résistance R9 limi-te le courant pour le rétro éclairage et lecondensateur C9 découple son alimen-tation. Le cavalier S7 permet de mettreen service ou non le rétro éclairage.

La programmation du PIC16F84 se faitvia une liaison RS232 en mode unidirec-tionnel. La résistance R6 et le transistorQ1 transforment les signaux RS232 enTTL.

Pour finir, l'alimentation 5V de l'affi-cheur et du microcontrôleur est fourniepar le régulateur IC3. CI et C2 sont descondensateurs de découplage évitantune éventuelle auto-oscillation du régu-lateur.

Liste des composantsR9 22 Q.R2, R5, R7 : 100 HR1 1 KOR6 2,2 KUR8 10 KOR3, R4: 100 KQP1 Ajustable 22 KHC7 33 pFCA1 : 80 pFCI, C2, C3, C4, C5, C6, C8 : 100 nFC9 : 10 uFX1 : Quartz 16 MHzQ1 : 2SC1841 ICI : NE592-8IC2 : PIC16F84-20IC3 : Régulateur 78L05IC4 : Afficheur 1 x 16 caractèresS1 à S7 : Cavaliers

• Logiciel pour le PIC à téléchargersur :http://lpistor.chez-alice.fr/image-site/radio/docs/f p50_pic.zip• Logiciel de paramétrage à télé-charger sur : http://lpistor.chez-alice.fr/imagesite/radio/docs/fp50.zip• Fournisseur composants, kit et cir-cuit imprimé: ARTRA51A, Grand'Rue, 68470 Husseren-Wesserling

MontageLe montage du fréquencemètre nepose pas de problèmes particuliers, etpeut être réalisé par les débutants. Mfaut compter deux petites heures pourle montage et les réglages.Tous les éléments prennent place surun petit circuit imprimé simple face dedimensions 80x37 mm.

• Mettre en place toutes les résistances.• Placer le régulateur et le visser sur lecircuit, et souder le quartz X1.• Souder tous les condensateurs, enterminant par CA1.« Mettre en place le support 18 brocheset le circuit IC1.• Placer les cavaliers 31 à S7 et le transis-tor Q1.• Souder une barrette tulipe sur l'affi-cheur et le relier au circuit avec desqueues de résistances. Serrer lesécrous avant de souder ces queues surle circuit.

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RéglagesComme toujours (cela doit être un réflexe), vérifier les sou-dures, l'absence de court-circuit et le bon emplacement dechaque composant. Le microcontrôleur est programmé etplacé dans son support. Mettre le montage sous tension,l'afficheur doit fonctionner. Régler le contraste de celui-ci àl'aide de P1. Cavalier sur S1, injecter une fréquence quel-conque, et vérifier le comptage. Si celui-ci est décalé, ajusterà l'aide de CA1 (ou passer à la suite pour la calibrationautomatique). Votre fréquencemètre est prêt à l'usage, nousallons voir maintenant comment le programmer.

UtilisationPour utiliser le fréquencemètre, voici comment configurerles cavaliers de configuration :• S1 : cavalier en place, utilisation en mode fréquencemètresimple. Les autres cavaliers sont ignorés.• S2 : cavalier en piace, il y a addition de la FI, s'il est absentil y a soustraction de la FI (ce qui permet d'utiliser le fré-quencemètre sur des montages infradyne ou supradyne).• S3 : cavalier en place, il y a addition de 1,5 KHz, dans le cascontraire il y a soustraction de 1,5 KHz (ce qui permet degérer les modes USB-LSB)-• S4 : cavalier en place, on affiche USB.• S5 : cavalier en place, on affiche LSB.• S4 + S5 : les deux cavaliers en place, on affiche CW, si lesdeux sont absents il n'y a pas d'affichage complémentaire.Pour passer en mode programmation, placer uniquementles cavaliers S1, S2 et S3. Brancher la liaison RS232. Mettresous tension. L'afficheur indique 'Remote Control', vous êtesmaintenant prêt à programmer le fréquencemètre.Le logiciel est très simple d'utilisation, vous pouvez le télé-charger ci-dessous. Il fonctionne sur les plates-formesWin95, 98, 2000, Millenium et XR II sera prochainementdisponible sous Linux. Après l'avoir installé en suivant lesinstructions à l'écran, vous pouvez avoir de l'aide sur chaquefonction du logiciel en plaçant la souris sur le contrôle désiré.

Une fenêtre ToolType' apparaît avec les instructions ducontrôle. En gros, il vous suffit de choisir le port série quevous utilisez (COM1 à COM4), de saisir la fréquence en MHzde votre FI et de lancer la programmation. Si vous désirez enplus faire une calibration, cliquez sur le contrôle 'FrequencyCalibration'.Vous devez ensuite injecter dans le fréquencemètre une fré-quence connue et exacte comprise entre 5 MHz et 10 MHz.Indiquer ensuite cette fréquence au programme en la saisis-sant et lancer la programmation du microcontrôleur. Le fré-quencemètre va se calibrer sur la fréquence de référence quevous lui injectez. Pour quitter le mode programmation, met-tez le fréquencemètre hors tension, retirez la connexion RS232et replacez les cavaliers selon votre utilisation.

RaccordementLe FP50 se raccorde sur l'oscillateur local des émetteurs-récepteurs quel que soit leur mode de conversion de fré-quence (conversion directe, infradyne, supradyne, etc.).Prenons des exemples d'appareils existants :• l'émetteur-récepteur BLU FORTY : raccorder l'entrée du fré-quencemètre sur la source du transistor Q1, à travers uncondensateur de 2,7 (3,3 pF ou 4,7 pF conviennent aussi).• l'émetteur-récepteur DSB OCTUS : raccordement identiqueau Forty.• l'émetteur-récepteur CWTOUCAN : raccordement identiqueau Forty, mais sur la source de Q3.• l'analyseur d'antenne AIMTAN : comme préconisé sur leschéma de l'Antan, sans autre condensateur de liaison.

Conclusion : Vous avez là un petit fréquencemètre très per-formant et facile à réaliser. Le cœur de ce montage étantprincipalement du soft, les réglages se réduisent à presquerien et ne demandent pas de matériel de mesure spécial. Ilpourra servir dans tous vos montages QRP, ou être le petitfréquencemètre à tout faire. Bref les applications en sontnombreuses et variées.

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