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VHF-LowExplorer

elektor - 4/2004

Projet : Gert Baars

Nous osons espérer que cet article aura des conséquencessérieuses. Non pas négatives rassurez-vous, car outre le faitqu’il offre l’occasion aux débutants de s’essayer à la réceptiondu trafic radio sur une bande normalement oubliée, nousespérons que ce récepteur abordable pour la bande des 4 mpermettra la validation, pour les radio-amateurs, en temps utilede la section IARU de la bande 4 m.

Récepteur NBFM faible coût de 68 à 88 MHz

Depuis nombre de décades, leRoyaume Uni a été le domicile de labande radio-amateur des 4 mètres,connue également sous la dénomina-tion « 70 MHz »; cette bande approuvéepar l’IARU (International AmateurRadio Union) est, telle que la repré-sente la figure 1, collée sur le mur chezde nombreux radio-amateurs. Jusqu’àprésent, seuls quelques rares autrespays, dont l’Irlande, le Danemark ettout récemment, la Croatie, se sontjoints en libérant le domaine des fré-quences comprises entre 70,000 et70,500 0 MHz pour leur utilisation pardes radio-amateurs possédant unelicence. Malheureusement, dans nom-bre d’autres pays, cette plage de fré-quences est utilisée par des servicesgouvernementaux ou militaires qui nese laisseront pas déloger sans autreforme de procès (façon de parler). Bienqu’il soit encore trop tôt pour savoir sil’arrivée de nouveaux systèmes decommunications tels que Tetra, C2000ou Astrid sur le continent européenaura ou non pour effet de libérer labande de 70 MHz pour les amateurs, iln’y a aucun mal à augmenter la pres-sion sur certains autorités de régula-tion pour qu’elles fassent leur travail.Aux Pays-Bas et en Pologne déjà, il est

dit que les amateurs sont « intéressés »par la bande des 70 MHz, pour un DX-ing VHF fantastique.

Que puis-je enattendre ?Bien que la fraternité des radio-ama-teurs tente d’obtenir une partie duspectre proche des 70 MHz, il est ànoter que la bande des 68 à 88 MHzpossède d’autres utilisateurs et appli-cations tout aussi intéressants y com-pris des communications du Gouverne-ment, de la Défense et de PMR (PrivateMobile Radio), de services de sécurité,de télémétrie et l’une ou l’autre sta-tion TV. À moins de vivre dans un cointrès isolé, la plus simple antennedevrait vous permettre de capter nom-bre de stations trafiquant sur la bandedes 4 m. Syntonisez et Explorez !

Aspects de conceptionLa première exigence du cahier descharges de ce projet : faire le plus sim-ple possible. Cette décision a desconséquences importantes ainsiqu’une raison que nous aimerions par-tager avec vous. Il va sans dire qu’un

récepteur pour la bande de 68 à88 MHz pourrait être du type super-hétérodyne à double conversion avecfiltre de 10,7 MHz, avec syntonisationpar potentiomètre 10 tours et bandepassante de 15 kHz pour la fréquenceintermédiaire (FI) finale de manière àpouvoir recevoir des signaux NBFM(Narrow-Band Frequency Modulated) àune sensibilité de quelque 1 µV, sansoublier un accord silencieux (squelch)garantissant le silence en l’absence designal. Une belle liste, mais un telrécepteur coûtera trop cher et seraextrêmement délicat à ajuster pour undébutant. Au suivant S.V.P. !Bonne nouvelle cependant : il existeune alternative attrayante sous laforme du TDA7000, un circuit intégréde Philips qui existe depuis plus d’unedécennie, ce qui est plus qu’exception-nel pour un circuit intégré grandpublic. Cet « inusable » intègre unrécepteur radio complet à fréquenceintermédiaire (FI) très faible, de 70 kHzseulement. D’accord, les fréquences-image apparaissent alors à 2 x 70 =140 kHz seulement des signaux recher-chés, mais cela ne devrait pas poser deproblème car cela présente l’avantagede nous permettre de ne pas trop noussoucier d’un filtrage en entrée. De plus,

4/2004 - elektor 25

Figure 1. Le jour où les autorités de régulationauront décidé d’attribuer la bande des 4 m aux

radio-amateurs, les recommandations del’IARU seront certainement prises en compte.

le filtre FI chargé de la sélectivitépourra être réalisé à l’aide d’unréseau RC simple, ce qui permet de sepasser d’un quartz ou de filtres céra-miques ésotériques.

Le synoptiqueMême si vous n’êtes pas un expert enradio(logie), le synoptique du récep-teur proposé en figure 2 s’explique delui-même. Le TDA7000 intègre un cir-cuit de silencieux (mute) activé à unniveau de l’ordre de 6 µV. Comme nousavons l’intention d’utiliser une antennela plus simple possible, il va nous fal-loir intercaler un préamplificateur HFentre l’antenne et l’entrée du TDA7000.Tous les sous-ensembles, de la sortiedu préampli HF jusqu’à l’entrée del’amplificateur audio, sont intégrésdans le TDA7000. Pour tout savoir ausujet de ce composant, nous vous sug-gérons de télécharger sa fiche decaractéristiques (cf. Liens Internet).

Au coeur du récepteurLa figure 3 montre l’électronique cons-tituant notre petit récepteur. Le FET-MOS T1 présent à l’entrée d’antenneintroduit un gain de l’ordre de 18 dBsur l’ensemble de la bande, attaquant

l’entrée HF du TDA7000 au travers ducondensateur de couplage C5. L’impé-dance d’entrée du récepteur est de50 Ω de manière à être adaptée à laplupart des types de câble coaxialexistants. Les quelques condensa-teurs parsemés autour du TDA7000donnent une bande passante de FI dequelque 70 kHz.Le VFO (Variable Frequency Oscillator)intégré dans le circuit intégré est syn-tonisé (accordé) par le biais d’unediode à capacité variable (varicap), D1,qui reçoit elle sa tension de polarisa-tion du potentiomètre d’accord P2.IC2, un régulateur du type 78L05 four-nit la tension régulée de 5 V requisepar le récepteur, le préampli, sansoublier, important, le potentiomètre desyntonisation.La configuration de l’électroniqueconnexe au TDA7000 respecte les sug-gestions de Philips pour rendre le cir-cuit plus à même de travailler avec dessignaux NBFM. Il ne faut oublier qu’àl’origine, le TDA7000 a été conçu pourla réception de stations d’émission FMen VHF, qui, avec leur déviation de100 kHz ou plus, sont sensiblementplus étalées que les signaux « étroits »de PMR (3 kHz) qui nous intéressent.Quoi qu’il en soit, le circuit intégréfournit un signal de sortie de niveaurelativement faible, ce qui implique

une amplification supplémentaire auniveau de la section audio par l’adjonc-tion d’un condensateur électrolytiquepris entre les broches 1 et 8 du LM386,un amplificateur de puissance BF (unautre « inusable »).Mais attendez ! Où se trouvent lesréglages et les bobines de fabrication-maison sur ce récepteur ? Le seulorgane de réglage est le condensateurajustable C20 servant à régler le récep-teur sur la bande allant de 68 à88 MHz. Le montage n’utilise que desbobines miniatures du commerce, il n’ya partant aucune (lire 0) bobine à fairesoi-même.

Construisez-le !Vous devriez maintenant avoir suffi-samment confiance en vous-même eten savoir assez pour vous lancer dansla réalisation du récepteur en deman-dant, le cas échéant, un coup de mainà un ami ayant quelque expérience enHF. Sachez qu’il existe une platinetoute faite disponible auprès desadresses habituelles. La platine donton retrouve le dessin des 2 faces estune simple face dotée d’un plan demasse (cuivre) important, ceci pour enassurer la stabilité en HF, le blindageet le découplage. Il existe un certainnombre de condensateurs céramiqueminiature qu’il faudra identifier aveccertitude avant leur soudage. Cecivaut également pour les selfs minia-tures dont les anneaux de couleurdonnent la valeur [en µH]. LeTDA7000 lui-même sera soudé direc-tement sur la platine.Le FETMOS T1 à 4 broches est soudécôté « pistes » de la platine sur les4 îlots prévus à son intention. Lamacro-photo de la figure 5 devraitrépondre à toutes les questions à sonsujet.Nous suggérons l’utilisation d’un petitboîtier en métal injecté, tel que ceux deHammond, pour y mettre le montage

elektor - 4/200426

DET

020416 - 12

68 - 88 MHz

68 - 88 MHz

70 kHz

6

13 2

TUNE

TDA7000

Figure 2. Synoptique de notre récepteur simple conversion. À noter la FI faible de70 MHz seulement qui présente ici certains avantages !

Résistances :R1=100 kΩR2=150 kΩR3=100 ΩR4=22 kΩR5=330 kΩP1= potentiomètre 50 kΩ log.

P2= potentiomètre 50 kΩ lin.

Condensateurs :C1=39 pFC2=27 pFC3,C6,C14=10 nFC4,C11,C13,C19,C23 à

C26,C29=100 nFC5,C12=1 nF au pas de 5 mmC7=100 nF au pas de 5 mmC8=220 pFC9,C18=330 pFC10=10 pFC15,C17=3nF3 au pas de 5 mmC16=180 pFC20=ajustable 22 pF PTFEC21=150 pF

Liste des composants

et la pile. Le boîtier sera doté des orifi-ces destinés au potentiomètre devolume, à celui de syntonisation et auhaut-parleur. Il n’est pas indispensablede prévoir une alimentation par pile; ilest également possible d’opter pourune alimentation à base d’adaptateur-secteur. Il faudra dans ce cas-là percerun orifice supplémentaire pour le jackd’alimentation.

Points délicats et limitationsEn raison de la simplicité du concept,il faudra tenir compte de certaineslimitations inhérentes. Primo, le récep-teur est plutôt sensible à la transmo-

dulation, intromissions et interférencesen général dues à des émetteurs radiotravaillant tout près en FM. On n’en

sera guère surpris, de par la proximitédes fréquences (89 à 107 MHz) et desniveaux de puissance de plusieurs kilo-

4/2004 - elektor 27

TDA7000IC1

14

18

16 11

13

17

12

10

15

1

2

4 8

7

6

5 39

C1

39p

C4

100n

C3

10n

C6

10n

C13

100n

C12

1n

C14

10n

C16

180p

C17

3n3

C7

100n

C8

220p

C9

330p

C21

150p

C11

100n

C19

100n

C2

27p

C5

1n

C10

10p

C15

3n3

C18

330pR3

10

0Ω

R2

15

0k

R1

10

0k

R4

22

k

L1

C27

2n2

C25

100n

C23

100n

C24

100n

C29

100n

C22

100p

L2

330nH

C26

100n

BF981

G2

G1

D

S

T1

G 1BF981

G 2

S

D

L3

180nH

C20

22p

P1

50klog.

ANT1

D1

BB911

R5

330k P250k

IC2

78L05

LM386N-4

IC32

3

5

6

4

1

7

8

C28

10µ

C30

100µ

LS1

TUNE

VOLUME

+9V...+15V

020416 - 11

100nH

16V

16V

C31

100µ16V

Figure 3. Le circuit du VHF-Low Explorer ne présente guère de surprises et prouve la simplicité du concept.

(C) ELEKTOR EPS020416-1

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10

C11C12

C13

C14

C15C16

C17

C18C19

C20C21

C22

C23C24

C25

C26

C27

C28

C29

C30

C31

D1

IC1

IC2

IC3

L1

L2

L3

P1

P2

R1

R2

R3

R4

R5

T1

EPS020416-1

+

0T

LS1

SG1

G2

D

9V TUNE

VOLUME

ANT1

LS1

S1

Figure 4. Dessins de la platine du VHF-Low Explorer et plan de câblage deséléments externes.

C22=100 pFC27=2nF2C28=10 µF/16V radialC30,C31=100 µF/16 V radial

Selfs :L1=100 nH (marron, noir, argent)L2=330 nH (orange, orange, argent)L3=180 nH (marron, gris, argent)

Semi-conducteurs :D1=BB911T1=BF981IC1=TDA7000 (PhilipsIC2=78L05IC3=LM386 N4 (National Semiconductor)

Divers :haut-parleur miniature 8 Ω/1 Wboîtier métal injecté tel que, par exemple,

1590B (Hammond)pile 9 V (PP3 / 6F22) avec connecteur à

pressionplatine, EPS020416-1 (disponible auprès

des adresses habituelles ou àtélécharger sur www.elektor.fr)

watts. Un bon blindage, du câblecoaxial et une antenne accordée sur4 m (cf. l’encadré « L’antenne »)devraient éliminer la majorité desinterférences. Secundo, nous avonsobservé un risque d’oscillation parasitelorsque l’entrée HF du récepteur n’estpas terminée sous 50 Ω. Pour le resterien ne devrait vous empêcher d’explo-rer la bande des 4 mètres.

(020416-1)

Liens InternetFiche de caractéristiques du TDA7000 :

www.semiconductors.philips.com/pip/TDA7000.html#datasheet

Page d’info et nouvelles pour les70 MHz : www.70mhz.org

International Amateur Radio Union (IARU):www.iaru.org

Antennes Yagi 70 MHz (DK7ZB) : www.qsl.net/dk7zb/start1.htm

Yagi 7 éléments pour 70 MHz (M1CCZ) :www.qsl.net/zr6dxb/PROJECTS/4mBeam/4MBeam.htm

Les couches ionosphériqueswww.oma.be/BIRA-IASB/Public/Research/Iono/Layers.fr.html

Ionosphèrehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Ionosph%E8re

elektor - 4/2004

L’auteurGert Baars (42) est actif en électronique depuis son plus jeune âge. En 1988 il obtint son diplôme

à Polytechnique d’Alkmaar (Pays-Bas). Le domaine d’intérêt majeur de Gert est l’électronique HF,

mais aussi le numérique tant matériel que logiciel. Plus de 20 de ses projets ont été publiés dans

Elektor depuis 1997, au nombre desquels nous ne citerons que le fameux récepteur pour la bande

« aviation », le récepteur 20 m et l’Émetteur de mesure HF. Gert aimerait parler des micros d’Atmel

pour le pilotage d’équipements HF, et concevoir, si possible, un générateur de balayage UHF. Son

adresse de Courriel (en anglais) : g.baars13@chello.nl.

Choix de la varicap et l’aspect ∆C/∆V

Figure 5. Difficile de se rapprocherencore plus du FETMOS côté « pistes »de la platine. Aidez-vous de lasérigraphie du FETMOS pour ledisposer correctement.

Pour des raisons étranges, les varicaps(ou diodes à capacité variable) onttoujours été des composants « furtifs ».Essayez donc cela : concevez, mettezau point et publiez un projet àl’instant T et vous ne manquerez pasde constater que la varicap choisieavec soin aura disparu du marché lejour [T+1]. Bien qu’étant des optimistesinconditionnels, nous nous attendons àdes problèmes d’approvisionnementde la varicap BB911 utilisée sur cerécepteur. Ceci nous amène à vousdonner quelques tuyaux pour trouverdes types équivalents.

Les valeurs des composants du schémagarantissent un accord sur la plage

allant de 68 à 88 MHz, le condensa-teur ajustable C20 délimitant les extré-mités de la plage d’accord, le taux decapacité de la BB911 délimitant à20 MHz environ la largeur de labande. En 2 mots : C20 décale laplage de syntonisation et D1 en déter-mine la largeur. Ces 2 paramètres sontbien évidemment interactifs.

Si vous êtes uniquement intéressé à,disons, la bande amateur des 4 m(70,0 à 70,5 MHz) vous pourrez vouscontenter d’une plage d’accord étroiteet n’importe quelle vieille varicap VHFdevrait fonctionner dans le récepteur; ilsuffira d’ajuster C20 sur un signal dequalité reconnue dans la bande

10210-1 10.6 5

0

75

50

2525

65

10VR [V]

Cd[pF]

f = 1 MHz; Tj = 25 °C

020416 - 20 A

(demandez assistance à un radio-amateur licencié local).

Si, par contre, vous voulez écoutertout, des stations TV Low-band(68 MHz) aux PMR de la Police, de laDéfense ou du Gouvernement (danscertains cas juste en deçà de87 MHz), il vous faudra réfléchir auchoix de la varicap.

Nous avons opté pour la BF911 dePhilips en raison de sa plage de capa-cité relativement large de 15 à 40 pFà la tension d’accord correspondantede 0,5 à 5 V (cf. figure A, source Phi-

lips Semiconductors). Exact, la capa-cité d’une varicap est inversement pro-portionnelle à la tension appliquée àses bornes ! Mathématiquementcependant, DC/DV est une constanteindépendante du composant étant,dans le cas de la BB911, de l’ordre de9, dans la partie linéaire de sa plagede capacité.

S’il s’avère impossible de trouver uneBB911 auprès de chez vous, ce n’estpas une raison d’abandonner le projetou d’envoyer un COURRIER incen-diaire au Rédacteur en Chef vu qu’il

existe nombre d’alternatives. N’ayezpas peur d’expérimenter. Dans biendes cas, des varicaps trouvées sur desmarchés aux puces radio ou récupé-rées sur un poste FM pourront fairel’affaire à condition que vous soyezcertain qu’elles soient pour la VHF.

Il n’y a rien d’illégal à la mise enparallèle (stacking) de plusieurs vari-caps pour arriver à la valeur DV\DCsouhaitée et partant le domaine desyntonisation du récepteur.

4/2004 - elektor 29

Résumé des caractéristiques– Récepteur à conversion simple

– Plage de fréquence de 68 à 88 MHz (bande VHF-Low)

– VFO en roue libre

– Concept TDA7000 FM modifié pour la NBFM

– Préampli à FETMOS

– Une seule platine

– Amplificateur audio embarqué

– Sensibilité 1,7 µV pour SINAD 12 dB (déviation 3 kHz)

– Alimentation 9 à 18 VCC, 20 mA (atténuée)

1000

800

Min.

Max.

De nuit

De jour

600

400

200

150

Densité d'électrons [cm-3]

Alti

tude

[km

]

100

80

6010 102 103 104 105 106

F2

F1

F

E

020416 - 18

E

D

D

A

T

R1 R2

R3 (60...100)

(100)

(>100)

020416 - 17

D

EF1

F2

B

Propagation - le facteur de surprise totale

La propagation des ondes radio estun phénomène fascinant vu qu’ilcombine « divination » et surprisepure. Cela ne veut pas dire que lesujet n’a pas fait l’objet de recher-ches exhaustives, un certain nombredes principes sur lesquels elle reposeayant été décrits en termes scienti-fiques dès les années 20 (du siècledernier) par Sir Edward V. Appleton(1892-1965), un prix Nobel. Ildécouvrit que les ondes radio subis-saient, en fonction de leur fréquence,réfraction, réflexion et absorption(partielle) dans certaines zones del’atmosphère terrestre. La situation debase est illustrée en figure A. C’est en

vain que vous rechercherez desrégions A, B et C. Ceci est dû au faitque la première région découvertepar Appelton se trouvait à quelque100 km d’altitude et qu’il la baptisarégion « Electron ». Les couches D etF (en fait F1 & F2) furent découvertesplus tard, mais le nom de région Eétait passé dans les moeurs. Actuelle-ment les scientifiques utilisent deséquipements radio très sophistiquéset s’appuient sur les observations deradio-amateurs pour essayer deprouver l’existence d’autres « cou-ches » dans l’atmosphère.

Comme elle se laisse facilement ioni-

ser, la couche E est favorable à laréflexion et la réfraction de signauxde 70 MHz et des bandes VHF engénéral. Hormis certains comporte-ments inattendus, lors de périodes depression atmosphérique élevée, onsait également que la densité d’élec-trons diminue considérablement lorsdu coucher du soleil en raison d’undegré d’ionisation moindre. À noterque la couche E réfléchit les signauxde la bande des Petites Ondes la nuitlorsque l’absorption par la couche Ddisparaît pratiquement.

C’est la couche Es (Sporadic E) quinous intéresse pour notre récepteur

70 MHz et la raison de ce choix estévidente si l’on jette un coup d’oeil à lafigure B. Normalement, la portée d’unémetteur T travaillant en bande VHF-Low est gouvernée par la portéevisuelle, de sorte qu’il ne pourra pasaller plus loin que le récepteur R1.Avec l’aide de la couche E le signalpourra subir une réflexion et arriverjusqu’au récepteur R2 qui se trouve,par rapport à T, en position largementtrans-horizon. Dans le cas extrême, le

signal pourra même rebondir sur lacouche E et arriver au récepteur R3.

Es est due à la formation de« nuages » de zones fortement ioni-sées dans l’atmosphère à une altitudede 100 à 125 km. Es apparaît engénéral en été, mais on a relevé desexceptions. Si tant est que le degréd’ionisation soit suffisant (aidé à l’oc-casion par une éruption solaire), il estarrivé que l’on puisse trafiquer à desdistances de 3 000 km et plus. L’une

des meilleures méthodes de vérifierl’activité de la couche Es est d’utiliser lerécepteur pour monitorer la puissancede signal de l’une des nombreusesbalises sises dans la bande radio-ama-teur des 70 MHz ou de stations TV setrouvant dans la partie inférieure de labande. Il y a quelques années, il estarrivé que l’on entende les voitures dela police de Boston et de New York dece côté de l’Atlantique. Starski & Hutchquatre sur cinq !

elektor - 4/200430

965 mm

Tube d’aluminium1 m x 6 mm de Ø

(échelle non respectée)

RG213coax

Tube de cuivre de 15 mm de Ø Relier le blindageau tube de cuivre Le blindage n’est

pas connectéA

Un récepteur ne sert à rien sansantenne adaptée. Comme il n’existeque peu d’offre commerciale pour labande des 4 mètres, nous avons optéde vous proposer un concept pour uneantenne dipôle bon marché. Pas sophis-tiqué vous préfériez une antenne direc-tionnelle ? Essayer donc les liens donnésen fin d’article. Trop difficile ?

On ne peut guère imaginer une appro-che plus simple; essayez ce conceptd’antenne et vous serez sans douteagréablement surpris. Cette antenne estsuperbe pour des premiers essais,même si elle n’est qu’installée dansvotre grenier.

Les ingrédients et outils nécessairessont :

– un morceau de câble coaxial 50 Ω(RG213 ou RG8), diamètre extérieurde ±10,3 mm

– un morceau de tuyau de cuivre, dia-mètre extérieur de 15 mm, longueur965 mm

– 2 tubes d’aluminium de 6 mm dediamètre et de 1 m de long

– une paire d’œillets pour câble

– une jonction en T pour conduite élec-trique à orifices de 20 mm

– une longueur de fil de câblage d’unecertaine épaisseur

– un fer à souder de bonne puissance(> 50 watts)

– joints de nylon ou de plastique de20 mm de diamètre

– permission de la maîtresse de maison

Le croquis de la figure A pourra vousservir de guide lors de la constructionde l’antenne. Le tube de cuivre faitoffice de balun (transformateur symé-trique (balanced) -> asymétrique(unbalanced), non seulement pouradapter le câble coaxial asymétriqueau dipôle symétrique, mais aussi pourfaire chuter l’impédance de 72 Ω dudipôle à celle de 50 Ω du câble. Lesspécialistes de la HF parlent de balunbazooka ou sleeve. À moins que vousne disposiez de matériaux deconnexion électrique à fixer à l’extré-mité du barreau (un bornier « tablettede chocolat » 60 A par exemple),aplatissez et percez tout simplement lesextrémités du barreau de manière àpouvoir utiliser des vis pour la fixationdes yeux de passage du câble. Demanière à accroître la rigidité de l’en-semble, les barreaux passent par desorifices (percés à leur diamètre) pourentrer dans le boîtier de jonction, cedernier pouvant être rempli de maté-riau aux silicones auto durcissant. Lesautres extrémités des barreaux d’alumi-

nium devront être arrondies et scelléesde façon à éviter l’accès d’humidité.

En cas d’utilisation de l’antenne enextérieur, il faudra également prévoirune protection de la jonction du tuyaude cuivre et du blindage du coax. Onpourra pour cela glisser l’assemblagebalun dans un morceau de conduit de20 mm de diamètre que l’on rempliraensuite de matériau aux silicones. Tou-tes les opérations de soudage devrontse faire le plus rapidement possiblepour éviter toute déformation du noyauen PTFE (téflon) se traduirait par des« bosses d’impédance ».

Il existe des variations sur le sujet, maisprenez garde si vous n’avez pas d’ex-périence sur le sujet. Vous pourriezpenser à utiliser du matériau plus finpour les bras du dipôle en pensant quecela n’a pas d’importance vu que seulela longueur compte, erreur, votreantenne perdra la plus grande partiede sa réponse large bande et présen-tera un VSWR acceptable de 75 MHz±2 MHz seulement. Un diamètre debarreau plus important augmente labande passante de l’antenne qui peutainsi être utilisée sur l’ensemble de labande VHF-Low (68 à 88 MHz). Ceciexplique l’épaisseur si importante desantennes des services PMR trafiquanten VHF !

Antenne dipôle pour le 4 m

4/2004 - elektor 31

A B

Nous avons eu la possibilité, au coursde la mise au point du concept du VHF-Low Explorer, de tester notre petit récep-teur à l’aide d’un instrument de mesurehaut de gamme, un Rohde & SchwarzCMS 54 Radio Communications ServiceMonitor. Cet instrument, que l’on voit ici,peut procéder à des mesures automati-sées sur une plage de fréquences allantde 0,4 MHz à 1 GHz, ce qui n’est nor-malement pas dans les possibilités desinstruments de mesure dont dispose lelaboratoire d’Elektor. Cette propositionnous fut faite par Mr. Ed WarnierPA1EW qui connaît cet appareil commele fond de sa poche. Les résultats obte-nus par notre récepteur lors de ce testvalent la peine d’être mentionnés, mais ilnous a semblé opportun, dans le cadrede cet article, d’aborder les principes surlesquels reposent les tests spécifiquesdont est capable cet instrument, qui nevous sont pas nécessairement connus sivous vous lancez tout juste dans le« radio-amateurisme ».

Commençons par signaler quelquespoints. Notre récepteur est destiné àréception de la bande FM étroite(BNFM) entre 698 et 88 MHz, bandeconnue sous la bande de communica-tion VHF-Low. Ce récepteur intéressantplus particulièrement les radio-ama-teurs, nous l’avons syntonisé sur70,250 MHz, fréquence centrale de labande des 4 mètres telle que définiepar l’IARU. Comme l’accord du récep-teur qui ne comporte pas d’affichagede fréquence se fait par VFO, nousavons, en prenant les choses àrebours, syntonisé le CMS 54 sur70,250 MHz et ajusté le récepteur jus-qu’à ce que le signal devienne audi-ble. Hourra, il fonctionne !

Mesure de la sensibilité durécepteur

Le générateur étant accordé sur lerécepteur (ou était-ce l’inverse ?) arriveun grand moment – nous allons dimi-nuer le niveau du signal HF en sortie du

générateur jusqu’à ce que le récepteurperde le signal. Notre récepteur ne com-portant pas de silencieux ajustable oude bouton d’élimination de silencieux(squelch defeat) la transition de « signaltrès bruyant » au « silence » se fit defaçon très brutale (nous y reviendrons).

La sensibilité d’un récepteur est définiecomme étant le niveau de signal HFauquel le signal de sortie audio durécepteur atteint un certain rapportsignal/bruit. Pour les récepteurs NBFM,un SINAD = 12 dB est considérécomme standard, ceci signifiant que lesignal que nous aimerions entendre soit12 dB au-delà de la somme de bruit etde distorsion (d’où le SINAD, un stan-dard de mesure quelque peu dépassé,S/B n’utilisant que le Bruit comme quo-tient). Le niveau de signal HF est nor-malement exprimé en microvolts pd(potential difference) bien que fem(force électromotrice) soit préférée parles puristes. La sortie de signal HF duCMS 54 attaque l’entrée du récepteur(au travers d’un morceau de câblecoaxial de type RG58), son entréeaudio étant connectée à la sortie audiodu récepteur. Après réglage manuel duvolume du récepteur, le CMS 54démarre un processus de mesure auto-matisé qui diminue le niveau du signalHF jusqu’à ce qu’il mesure un signalaudio de 12 dB SINAD. Le niveau designal HF auquel cela se produit estgelé et affiché – cf. la reco-pie d’écran A. Dans notrecas, nous avons obtenu unesensibilité de quelque1,7 mV pour 12 dB SINAD,ce qui n’est pas mal, vu lasimplicité du concept. Nousavons procédé à un testavec une tonalité de 1 kHzet une déviation de 3 kHz.Comme vous pouvez le voirsur la recopie d’écran, leCMS 54 affiche égalementune image en temps réel dusignal de sortie du récep-teur.

Sensibilité absolue et action du squelch

Le CMS 54 étant en mesure d’interpré-ter des signaux audio avec une telleprécision, il n’a aucun problème àdétecter si le récepteur passe le signalou s’il le tait (mute). Cette dernièreaction est l’effet de la fonction de silen-cieux intégrée dans le TDA7000. Unenouvelle mesure graduée automatiséefut démarrée, cette fois pour établir leniveau du signal HF auquel le squelchentre en fonction. Le résultat, 1,6 mVenviron, est visualisé par la recopied’écran B. Ed nous fit gentiment savoirqu’une hystérésis de squelch de 0,2 dBne favorise pas l’écoute en NBFM, unevaleur de 2 à 3 dB étant plus standard.Avec un peu plus d’hystérésis les sta-tions disparaissant dans le bruit n’en-traînent pas une entrée en fonctionbrutale du squelch. Au contraire, lerécepteur « suivra » ce type designaux infestés de scintillement (flutter)qui bien que devenus à peine intelligi-bles ne forceront pas le squelch à ent-rer en vibration (chatter).

Le CMS 54 possède nombre d’autresfonctions dont certains tests épouvan-tables pour les équipements de com-munication radio, les PMR en particu-lier. Nous espérons avoir la possibilité,dans le futur, de l’utiliser à nouveau.

Au travail !