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FP50:
fréquencemètre simple et performant... |
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L'utilité d'un fréquencemètre pour les
radioamateurs n'est plus à démontrer. Encore faut-il qu'il
soit simple, précis et facile à intégrer dans n'importe
quelle application, notamment dans un émetteur-récepteur
QRP.
Le premier fréquencemètre, qui est décrit dans ces
pages depuis un certain temps, englobait deux de ces
paramètres, à savoir la simplicité et la précision.
Il lui manquait des qualités d'intégration, mais il est
vrai qu'il avait été conçu spécialement pour l'émetteur-récepteur
BLU, décrit également dans ces pages. Il a donc été
décidé de développer un nouveau fréquencemètre, qui
prend en compte ce paramètre d'intégration puisque ses
dimensions correspondent à la taille de l'afficheur LCD
et que les connexions se limitent à l'entrée du signal
à mesurer et à l'alimentation. Sur l'ancien modèle, en
plus de ces deux connections, il fallait rajouter 12 fils
pour relier l'afficheur LCD à la platine principale.
Sur l'ancien modèle, il fallait également compiler le
programme du microcontrôleur avec la valeur de FI
désirée. Cette opération n'est plus nécessaire,
puisque le nouveau fréquencemètre est entièrement
programmable par le biais d'une liaison RS232.
Et, cerise sur le gâteau, le calibrage est entièrement
automatique.
Enfin, ce fréquencemètre est disponible soit en kit,
soit en version terminée, et les circuits imprimés
seuls 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 |
 Cliquer sur l'image pour
récupérer le fichier PDF
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Description : Comme le
montre le schéma de principe, on ne peut pas
faire mieux côté simplicité.
Le signal à mesurer traverse le condensateur de
liaison C3 puis attaque l'entrée différentielle
de IC1 (NE592), qui est un amplificateur à large
bande. Le gain est fixé par la résistance R2.
Ce circuit est alimenté sous 12 à 15V par sa
broche 6, le condensateur C5 assure le
découplage de l'alimentation. L'entrée (RA3 et
RA4) du microcontrôleur 16F84 (IC2) est
polarisée par les résistances R3 et R4 afin d'avoir
environ 2,5V crête à crête. Le condensateur C6
empêche la tension continue d'arriver sur la
sortie de IC1.
Cette entrée (RA3 et RA4) est un trigger de
Schmitt, et va charger les registres du pré-diviseur
et du compteur.
Le bit RA3, permet de ' clocker' le pré-diviseur
en fin de comptage, afin de transférer son
contenu dans le registre compteur. En effet le
registre du pré-diviseur n'est pas accessible en
lecture et il faut donc recourir à cette petite
astuce. La résistance R5 permet de stopper l'arrivée
du signal durant la phase de 'clockage'. Le
comptage de la fréquence s'effectue en comptant
le nombre d'impulsions dans une fenêtre
temporelle de 100 ms. Le calibrage automatique du
fréquencemètre consiste à ajuster cette
fenêtre temporelle en fonction de l'erreur du
quartz de référence X1 et ceci par rapport à
une fréquence de référence connue que vous
injectez. Le quartz, ainsi que les condensateurs
CA1 et C7 assurent la synchronisation du
microcontrôleur. Le condensateur CA1 n'est pas
forcément nécessaire, il peut être remplacé
par un condensateur de 33pF. Nous avons placé ce
condensateur ajustable par sécurité, au cas où
la calibration automatique ne serait pas correcte
à 100%, de ce fait une correction manuelle est
encore possible. Sur les prototypes, CA1 n'a
été d'aucune utilité.
L'autre raison est que ce condensateur ajustable
permet également de calibrer le fréquencemètre
de façon manuelle, pour les personnes ne
possédant pas d'ordinateur individuel. Les
cavaliers S1 à S5 permettent de configurer
différentes options détaillées plus loin. Les
pull-ups pour ces cavaliers sont interne au PIC16F84.
Le résultat final, après comptage et calculs,
est envoyé par le microcontrôleur sur un
afficheur LCD de une ligne de 16 caractères en
mode 4 bits. La résistance ajustable P1 permet
de régler le contraste, la résistance R9 limite
le courant pour le rétro éclairage et le
condensateur C9 découple son alimentation. Le
cavalier S7 permet de mettre ou non en service le
rétro éclairage.
La programmation du PIC16F84 se fait via une
liaison RS232 en mode unidirectionnel. La
résistance R6 et le transistor Q1 transforment
les signaux RS232 en TTL.
Pour finir, l'alimentation 5V de l'afficheur et
du microcontrôleur est fournie par le
régulateur IC3. C1 et C2 sont des condensateurs
de découplage, évitant une éventuelle auto-oscillation
du régulateur. |
Montage: Le montage du
fréquencemètre ne pose pas de problèmes
particuliers, et peut être réalisé par les
débutants. Il faut compter deux petites heures
pour le montage et les réglages.
Tous les éléments prennent place sur un petit
circuit imprimé simple face de dimensions 80x37
mm.
- Mettre en place toutes les résistances.
- Placer le régulateur et le visser sur le
circuit, et souder le quartz X1.
- Souder tous les condensateurs, en terminant par
CA1.
- Mettre en place le support 18 broches et le
circuit IC1.
- Placer les cavaliers S1 à S7 et le transistor
Q1.
- Souder une barrette tulipe sur l'afficheur et
le relier au circuit avec des queues de
résistances. Serrer les écrous avant de souder
ces queues sur le circuit.Reglages: Comme
toujours (cela doit être un réflexe), vérifier
les soudures, l'absence de court circuit et le
bon emplacement de chaque composant.
Le microcontrôleur est programmé et placé dans
son support.
Mettre le montage sous tension, l'afficheur doit
fonctionner. Régler le contraste de celui-ci à
l'aide de P1. Cavalier sur S1, injecter une
fréquence quelconque, et vérifier le comptage.
Si celui-ci est décalé, ajuster à l'aide de CA1
(ou passer à la suite pour la calibration
automatique).
Votre fréquencemètre est prêt à l'usage, nous
allons voir maintenant comment le programmer.
Utilisation : Pour utiliser
le fréquencemètre, voici comment gérer les
cavaliers de configuration :
- S1 : Cavalier en place, utilisation en mode
fréquencemètre simple. Les autres cavaliers
sont ignorés.
- S2 : Cavalier en place, il y a addition de la
FI, s'il est absent il y a soustraction de la FI
(ce qui permet d'utiliser le fréquencemètre sur
des montages infradyne ou supradyne).
- S3 : Cavalier en place, il y a addition de 1,5
KHz, dans le cas contraire il y a soustraction de
1,5 KHz (ce qui permet de gérer les modes USB-LSB)-
S4 : Cavalier en place, on affiche USB
- S5 : Cavalier en place, on affiche LSB
- S4 + S5 : Les deux cavalier en places, on
affiche CW, si les deux sont absent il n'y a pas
d'affichage complémentaire.
Pour passer en mode programmation,
placer uniquement les cavaliers S1, S2 et S3.
Brancher la liaison RS232 (voir branchement sur
le schéma détaillé du FP50). Mettre sous
tension. L'afficheur indique 'Remote Control',
vous êtes maintenant prêt à programmer le
fréquencemètre.
Le logiciel est très simple d'utilisation, vous
pouvez le télécharger ci-dessous. Il fonctionne
sur les plates-formes Win95, 98, 2000, Millenium
et XP. Il sera prochainement disponible sous
Linux. Après l'avoir installé, en suivant les
instructions à l'écran, vous pouvez avoir de l'aide
sur chaque fonction du logiciel en plaçant la
souris sur le contrôle désiré. Une fenêtre 'ToolType'
apparaît avec les instructions du contrôle.
En gros, il vous suffit de choisir le port série
que vous utilisez (COM1 à COM4), de saisir la
fréquence en MHz de votre FI et de lancer la
programmation. Si vous désirez en plus faire une
calibration, cliquez sur le controle 'Frequency
Calibration'.
Vous devez ensuite injecter une fréquence connue
et exacte comprise entre 5 MHz et 10 MHz dans le
fréquencemètre. Indiquer ensuite cette
fréquence au programme en la saisissant et
lancer la programmation du microcontrôleur. Le
fréquencemètre va se calibrer sur la fréquence
de référence que vous lui injectez.
Pour quitter le mode programmation, mettez le
fréquencemètre hors tension, retirez la
connexion RS232 et replacer les cavalier suivant
votre utilisation.
Raccordement : Le FP50 se
raccorde sur l'oscillateur local des émetteurs-récepteurs
quel que soit leur mode de conversion de
fréquence (conversion directe, infradyne,
supradyne, etc…).
Prenons des exemples d'appareils existants:
- L'émetteur-récepteur BLU FORTY : raccorder l'entrée
du fréquencemètre sur la source du transistor Q1,
à travers un condensateur de 2,7 (3,3 pF ou 4,7
pF conviennent aussi).
- L'émetteur-récepteur DSB OCTUS : raccordement
identique au Forty.
- L'émetteur-récepteur CW TOUCAN : raccordement
identique au Forty, mais sur la source de Q3.
- L'analyseur d'antenne ANTAN : comme préconisé
sur le schéma de l'Antan, sans autre
condensateur de liaison.
Conclusion : Vous avez là un
petit fréquencemètre très performant et facile
à réaliser. Le cœur de ce montage étant
principalement du soft, les réglages se
réduisent à presque rien et ne demandent pas de
matériel de mesure spécial. Il pourra servir
dans tous vos montages QRP, ainsi que de petit
fréquencemètre à tout faire, bref les
applications sont nombreuses et variées.
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Cliquer sur les images
ci-contre pour le circuit imprimé (format PDF)
et le schéma d'implantation, afin de les
agrandir, pour en avoir un exemplaire utilisable.
Les PDF sont directement imprimables. Les
dimensions du circuit sont: 82 x 36,2mm. Ne pas
oublier d'ajuster l'échelle à l'impression. |
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| Liste des composants: R9
: 22 Ohms
R2, R5, R7 : 100 Ohms
R1 : 1 Kilo-Ohms
R6 : 2,2 Kilo-Ohms
R8 : 10 Kilo-Ohms
R3, R4: 100 Kilo-Ohms
P1: Ajustable 22 Kilo-Ohms
C7: 33 Pico-Farads
CA1: 80 Pico-Farads
C1, C2, C3, C4, C5, C6, C8: 100 Nano-Farads
C9: 10 Micro-Farads
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X1: Quartz 16 MHz
Q1 : 2SC1841
IC1 : NE592-8
IC2 : PIC16F84-20
IC3 : Régulateur 78L05
IC4 : Afficheur 1 x 16 cractères
S1 à S7 : Cavaliers
Logiciel pour le PIC à télécharger ici...
Logiciel de paramétrage à télécharger ici...Fournisseur
composants:
Dahms Electronic, 34, rue
Oberlin, 67000 Strasbourg
Tél. : 03.88.36.14.89. Fax : 03.88.25.60.63.
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