13
nov

[Electronique/Radio] Emettre et recevoir à plus d’1 GHz

Il y a quelque temps, j’ai re-conçu le circuit imprimé d’un appareil très utilisé en hyper-fréquences, le PLVCXO, pour le rendre plus « 2013″. Cet appareil est un synthétiseur de fréquence dans la gamme des 100 MHz. Il utilise comme référence un 10 MHz stable issu d’un GPS ou d’un quartz thermostaté, ce qui lui permet d’asservir un très bon oscillateur à quartz grâce à un circuit PLL de référence ADF4110. La plage de fréquence est très restreinte (quelques kHz) mais le signal généré est très bon (grâce au quartz). Il peut donc générer une seule fréquence (celle du quartz), mais il le fait de manière extrêmement précise, et non dépendante de la température (un quartz tout seul, ça dérive pas mal!) Cet appareil est très utilisé avant des multiplicateurs de fréquence, qui servent d’oscillateur locaux pour des transverters micro-ondes. Je sais que je parle chinois, voir un peu plus bas pour comprendre.

Je lui ai appliqué les modifications suivantes:

Ceci me permettra de réaliser un oscillateur précis sur 96 MHz.

Ensuite, le deuxième montage que j’attaque est un transverter 1296 MHz. Cette fréquence est la fréquence principale de la bande radio-amateur 1 GHz, autrement dit, la bande des 23 centimètres.

Rappelons sommairement comment fonctionne un récepteur moderne: la fréquence à recevoir est:

L’émission d’un signal utilise ces mêmes étapes, mais en ordre inverse. Un ampli de puissance (PA) remplace le LNA.

Ce principe est fondamental en radio, c’est ce qu’on appelle la réception (ou transmission) hétérodyne, ou changement de fréquence. A la sortie du mélangeur (un multiplicateur de tensions par exemple), on obtient un signal de caractéristiques identiques à ce qu’on avait au départ, mais dont toutes les fréquences sont décalées vers le bas. C’est ce qu’on appelle une « fréquence intermédiaire ». Celle ci peut alors être traitée plus facilement, que ce soit par des composants analogiques (démodulateur FM, etc) ou bien… Par un autre récepteur radio!

Dans notre cas, c’est exactement ce qu’on fait. Un transverter permet de recevoir et de transmettre à 1296 MHz avec un simple poste de radio VHF, à 144 MHz!

Maintenant quelques calculs rapides. Pour translater la fréquence de 144 à 1296 MHz, on va utiliser une somme de fréquences, et la fréquence qu’il faut ajouter est de : 1296 – 144 = 1152 MHz. Or on a vite remarqué que 1152 = 96 x 12. Ce n’est pas un hasard, toutes les bandes radio-amateurs sont grossièrement des multiples des bandes précédentes afin de pouvoir utiliser des multiplieurs de fréquence pour les oscillateurs locaux.

Pour rappel:

Si j’arrive à multiplier par 12 un signal de 96 MHz, j’aurai la fréquence requise. Comment multiplier une fréquence? C’est facile: on utilise des transistors montés pour « trop » amplifier, ce qui les fait saturer. Le montage produit des harmoniques (pairs ou impairs selon le montage). En filtrant la bonne fréquence, on peut donc sélectionner uniquement l’harmonique qui nous intéresse. Si le signal obtenu est faible, ce n’est pas grave, on peut l’amplifier (normalement cette fois). Multiplier par 12 peut se faire en 3 étapes, car 12=2x2x3, et il est facile de construire des multiplicateurs par 2 ou 3.

Tout le secret des ultra et extra hautes fréquences est donc réparti entre l’oscillateur local et le mélangeur. Ces éléments vont permettre de transférer un signal à une fréquence manipulable dans toute autre bande pour laquelle faire un appareil complet serait un cauchemar, mais où la réalisation d’oscillateurs (par multiplication de fréquences plus basses) et de mélangeurs (avec des diodes spéciales) est possible. On comprend maintenant pourquoi toutes les bandes amateurs ont des multiples multiples: Réaliser un poste pour une bande supérieure nécessite d’abord la réalisation d’un oscillateur local, qu’il est pratique de réaliser avec un multiplicateur!

Bref.

Donc j’ai à réaliser:

-un plvcxo (j’ai fait le print, j’ai obtenu les composants, le programme du pic est plus ou moins fait)

-un transverter (pareil, j’ai récupéré le kit complet)

Je pense travailler dessus mercredi soir et jeudi soir. Je reviendrai aux nouvelles!