GÉNÉRATEUR V/UHF UNIVERSEL
SYNTHÉTISÉ OU À VARIATION CONTINUE

F6ETI, Philippe MARTIN - mars 2000
f6eti@wanadoo.fr

Le besoin qui a mené à cette réalisation était de trouver un O.L. stable sur 2070 MHz pour fabriquer un générateur de poursuite de 0 à 1800 MHz après mélange avec la sortie 2070-3870 MHz du premier O.L. de mon analyseur de spectre Tektronix 492.

Une synthèse de différentes descriptions récentes (voir bibliographie) d'émetteurs TVA sur 1,3 ou 2,3 GHz a déclenché l'élaboration de ce petit montage qui devient ainsi un outil à vocation pratique et (presque) universelle.

Le cœur est un VCO de la série POS de Mini-Circuits (le circuit a été dessiné pour ce modèle), choisi dans la gamme que l'on veut couvrir. Il peut être commandé de manière continue à l'aide d'un potentiomètre multi-tours, d'une dent de scie (application wobulo) ou par la boucle d'asservissement d'un PLL MC145151 après division par 256 dans un MB506. Le signal issu du VCO est chargé par un atténuateur de 6 dB et "tamponné" dans un ERA5 suivi par un atténuateur d'environ 10 dB pour parfaire l'adaptation en sortie. Pour un VCO du type POS-2120W, le signal ainsi disponible va de l'ordre de - 2 dBm à 2070 MHz (U VCO = 17,6 V), à + 3 dBm à 1046 MHz (U VCO = 1,73 V). L'harmonique 2 est à - 25 dBc.

Le circuit est prévu pour câbler un inverseur permettant de commander le VCO soit par le PLL, soit par un potentiomètre multi-tours extérieur faisant ainsi de ce montage un générateur à variation continue, ou bien par une dent de scie pour en faire un générateur wobulé. Je sais, ce n'est pas assez stable pour de la BLU, mais pour régler par exemple des filtres c'est génial! Il suffit d'avoir une bonne sonde HF derrière, ou mieux, de monter un AD8307 (jusqu'à 500 MHz) ou AD8313 (jusqu'à 2500 MHz) (*) en détecteur logarithmique pour avoir, associé à un simple oscilloscope BF, un toujours aussi génial petit wobulateur de près de 70 dB. Itou en utilisant un pont d'impédance ou un coupleur directif, on pourra régler aux mieux antennes et autres étages d'entrée ou de sortie.

(*) Au moment de cette rédaction (03/2000), Analog Device annonce les amplis log AD8309 (100 dB, 5-400 MHz) et AD8309 (100 dB, 5-500 MHz).

La configuration du MC145151 permet un pas de 1 MHz (avec possibilité de rajouter 0,5 MHz en mettant à 1 sa broche 11 (N0)) dans la gamme couverte par le VCO choisi (il y en a tout un choix permettant de couvrir entre 100 et 2200 MHz).

La boucle de verrouillage du VCO utilise les sorties ØR et ØV du détecteur de phase du PLL et un ampli-op LF351 alimenté sous 24 volts qui permet en plus du filtrage de produire la large amplitude de tension de commande nécessaire pour commander le VCO dans toute sa gamme. Le 24 volts peut être obtenu à l'aide d'un convertisseur CC/CC 1 Watt miniature TMA1212D dont on utilise les 2x12v symétriques en sortie (le dessin du circuit est prévu pour).

La boucle d'asservissement du PLL est à adapter en fonction des caractéristiques du VCO. Les valeurs indiquées ont été déterminées (plus ou moins empiriquement ...) pour un POS-2120W qui permet de couvrir 1060 à 2120 MHz. Un quartz de 4 MHz pilote l'ensemble avec une stabilité tout à fait convenable. Un ajustage fin de sa fréquence est prévu.

Le but du jeu n'était pas de faire une usine à gaz, il n'y a bien sûr ni roues codeuses ni micro-contrôleur, ni afficheur. La fréquence de sortie en mode synthé est uniquement déterminée par la combinaison des straps sur les entrées du PLL (m.à.j. avril 2000: j'ai posé des switch "cms", c'est plus pratique).

Si je veux obtenir 432 MHz, je choisis le VCO qui va bien (POS-765) et je fais diviser le MC145151 par 432:

432 - 256 = 176          176 - 128 = 48                       48 - 32 = 16    16 - 16 = 0

Vérification: 256 + 128 + 32 + 16 = 432. Les entrées 256, 128, 32 et 16 devront donc être à 1 (en l'air), CQFD (merci F5RCT! j'ai compris!). Et si je veux monter de 0,5 MHz, il suffit de mettre à 1 la broche N0 (11), celle-ci est câblée à 0 par défaut sur le C.I.

Si maintenant je veux faire mon 2070 MHz, il faut d'abord monter un POS-2120W (1060-2120 MHz) puis configurer les entrées du MC145151 pour diviser par 2070 soit:

2070 - 2048 = 22        22 - 16 = 6      6 - 4 = 2          2 - 2 = 0

Vérification: 2048 + 16 + 4 + 2 = 2070. Les entrées 2048, 16, 4 et 2 devront donc être à 1 (en l'air).

Le circuit imprimé est en verre-époxy de 1,6 mm cuivré double face et loge dans un boîtier Schubert 55x74x30. Les composants passifs sont tous des CMS 0805 ou 1206. Le circuit a été dessiné avec "Wincircuit7" qui est très facile à utiliser pour ce type d'implantation.

Bibliographie:
-         un émetteur TVA 2,3 GHz par F5RCT (MHZ 06/98)
-         émetteur TVA 2,3 GHz par F1FCO (HYPER 01/00)
-         Einfache PLL für ATV-SAT -Tuner par DB9JC et DL4EBJ)
-         MC145151-2 data sheet MOTOROLA
-         Mini-circuits RF/IF Designer's Guide
-         Mini-Circuits ERA Amplifiers

Fournisseurs:
-         VCO et ERA: Elexience, Sélectronic
-         MB506: Electronique Diffusion (Malakoff)
-         Convertisseur CC/CC, composants CMS: Radiospares

Photo 1: vue de dessous

Photo 2: vue de dessus