Retranscription F4EPU

 Selon un article paru dans MHz - fév 1998 par F6HCC

Introduction :

       Une partie de la bande 1.2GHz (1240MHz – 1300MHz) nous offre la possibilité d’effectuer des transmissions de télévision en modulation de fréquence (FM). Cette bande 1.2GHz est couverte par les récepteurs de télévision satellite.

En effet, le LNB (Low Noise Block) ou tête de réception placée au foyer du réflecteur parabolique, contient un amplificateur et un oscillateur local à fréquence fixe, qui transpose la bande satellite choisie (4, 10, 11, 12GHz) entre 920 et 2050MHz. Le récepteur associé, reçoit donc sans problème la bande 23cm en modulation de fréquence. 

Il suffit alors de réaliser un émetteur 1.2GHz tout simple, que l’on module en fréquence en envoyant la vidéo sur une diode varicap. 

Le schéma de l’émetteur :  

Très classique, il comprend d’abord un VFO (BFR91) monté en oscillateur Colpitts.

Les deux capacités nécessaires à faire fonctionner ce genre d’oscillateur sont constituées par la jonction base-émeteur du transistor et par le condensateur de 1.8pF placé entre l’émetteur et la masse. 

Dans la base, nous trouvons le circuit accordé réalisé par la ‘bobine’, simple fil d’environ 5mm avec un condensateur de 5.6pF (qui est à considérer ici comme un prolongement de cette bobine et non comme une vraie capacité), et la capacité, réelle cette fois, constituée par la diode varicap.

La bobine d’arrêt (4 spires), quant à elle, n’a qu’un rôle d’isolation pour éviter la remontée de la haute fréquence vers le circuit d’entrée. 

Le potentiomètre de 22kΩ polarise la varicap et permet de caler la fréquence d’émission. Le signal vidéo vient se superposer à cette tension de polarisation, provoquant ainsi la modulation en fréquence de l’oscillateur. 

A ces fréquences, le signal vidéo d’environ 1 volt suffit largement à assurer la déviation de fréquence nécessaire. 

Ceci explique l’absence d’ampli vidéo. Inutile d’inverser le signal vidéo, puisque dans le standard employé en TV satellite, la variation de la fréquence est positive lors de la montée de la tension vidéo.

La capacité de la diode varicap diminuant avec la tension, la fréquence de l’émetteur monte aussi. 

On notera toutefois la présence d’un réseau 10k/100pF en parallèle destiné à la préaccentuation (augmentation des fréquences hautes à l’émission, et réduction à la réception pour diminuer le ‘bruit’ de fond de l’image). 

Le deuxième étage (MRF571) est monté en amplificateur apériodique (c'est-à-dire non accordé).

Du fait de l’absence de mélange ou de multiplication de fréquence, la fréquence est très pure et ne nécessite pas de filtrage particulier.

De p^lus les charges résistives évitent les auto oscillations très courantes en SHF. En cas de difficultés d’approvisionnement vous pourrez remplacer le MRF571 par un BFR96 mais la puissance totale de l’émetteur sera réduite. 

On peut optimiser le gain de cet étage en agissant sur la valeur de la résistance de base marquée d’une étoile (8.2k à 22k). On doit trouver environ 4 volts sur le collecteur de ce transistor. Ces deux étages reçoivent leur alimentation par un régulateur 78L08. Ils sont ainsi protégés contre des glissements de fréquence dus aux variations de la tension d’alimentation. 

 Le dernier étage ou PA est conçu autour d’un BLU98. On pourra essayer d’autres transistors en cas de pénurie, et agir sur la polarisation pour optimiser le gain de l’étage et donc la puissance de sortie (résistance de 8.2k).

Dans son collecteur nous trouvons une bobine de 4 spires qui évite à la haute fréquence de partir vers l’alimentation (bobine d’arrêt). Le condensateur de 2.2pF transfère l’énergie vers la ligne accordée servant de filtre et d’adaptateur d’impédance. 

La réalisation : 

Le circuit imprimé est réaliser simplement sur une plaque d’époxy cuivré double face. (Fichier joint en téléchargement par F4EPU)

Les OM qui ne veulent pas utiliser le perchlorure peuvent utiliser la solution de la gravure manuelle.

Il suffit d’utiliser une petite perceuse (du style DREM ?L) avec une fraise adaptée.

Il faut creuser une rainure en V à la place des traits qui délimitent les différentes zones.

Il est OBLIGATOIRE de contrôler que les îlots sont bien isolés du plan de masse à l’aide d’un ohmmètre.(risque de courts-circuits)

Pour ceux que la gravure au perchlorure de fer intéresse, la méthode et les précautions d’usages sont détaillées dans un fichier sur ce site web. 

Pas de perçage, les composants sont soudés directement du coté du tracé suivant le schéma d’implantation. 

Vérifier régulièrement votre travail de soudage (brasage pour de l’étain) et supprimer les éventuels courts-circuits. 

A ces fréquences, les connexions doivent être courtes. (Nous sommes en hyperfréquences, chaque millimètre compte !!!)

Les queues des composants seront coupées à 2mm.

Bien plaquer les composants contre le cuivre.

Souder largement les connexions d’émetteur du MRF571 et du BLU98. 

En ce quoi concerne la ligne de sortie, du fil de 1 à 1.5mm convient. Le départ vers la prise d’antenne se fait en câble coaxial en téflon soudé au plus court. 

Quant à la ligne de l’oscillateur, on pourra se servir d’une patte du condensateur de 5.6pF pour la réaliser. 

La diode varicap BB221 que l’on retrouve dans beaucoup de tuner TV, peut être remplacée par une BB105. 

Faites attention aux brochages des différents transistors et du régulateur.

Les réglages : 

Placer le potentiomètre de 22k (fréquence) au milieu de sa course, et celui de l’entrée vidéo au minimum.

Déconnecter provisoirement l’alimentation de l’étage final.

Placer un fréquencemètre en sortie du deuxième étage.

Alimenter le montage en 12V avec un milliampèremètre en série (pour mesurer la consommation).

L’intensité s’établit autour de 50 à 60mA et la tension de sortie du régulateur doit être de 8V. 

L’oscillateur doit démarrer du premier coup. Si cela n’est pas le cas, ajouter un condensateur de 1pF entre la base et l’émetteur du BFR91.

Si la fréquence indiquée est trop basse (autour de 900MHz par exemple) raccourcir la ligne de l’oscillateur de façon à la faire monter vers 1200MHz. 

Ensuite ajuster cette fréquence sur 1255MHz ( +/- 4MHz) à l’aide du potentiomètre de 22k. 

Si vous ne disposez pas d’un fréquencemètre, vous pouvez utiliser un récepteur TV satellite à affichage digital que vous placerez à proximité du montage en fonctionnement.

Pour cela, vous placerez un morceau de queue de composant, d’environ 1cm, dans le connecteur F. (ce morceau de fil fera office d’antenne) 

Attention aux courts circuits sur la sortie du démodulateur. 

Lorsque l’oscillateur passe sur la fréquence du démodulateur, une image noire remplace la ‘neige’.(due au souffle de modulation FM) 

Retirer maintenant la petite antenne du démodulateur pour atténuer davantage le signal pour affiner le réglage. 

Injecter sur l’entrée vidéo de la vidéo provenant d’une caméra ou d’un caméscope.

Régler le potentiomètre de 470Ω pour obtenir une image correcte, ni trop pâle ni trop saturée.

Des tirets noirs horizontaux indiqueront que la fréquence de l’émetteur est trop haute, des tirets blancs et une image déformée indiqueront que cette fréquence est trop basse. 

Une fois la fréquence calée, monter une résistance de 51Ω 1/4W en sortie, cela fera office de charge fictive.

Retirer le fréquencemètre et alimenter à présent le PA (l’étage final). 

L’intensité passe alors aux environs de 120mA.

Approcher un mesureur de champ de la résistance de charge (ou un wattmètre) pour accorder la ligne de sorite pour avoir une puissance rayonnée maximale. 

A présent, l’émetteur doit fonctionner correctement. 

Il peut néanmoins, après quelques dizaines de minutes de fonctionnement, avoir une légère dérive en fréquence. Retoucher le potentiomètre de 22k dans ce cas pour avoir un image parfaite. 

Voici la puissance de sortie en fonction de la tension d’alimentation.