Ce deuxième volet décrit le
fréquencemètre avec affichage LCD. Ainsi, vous
aurez déjà un récepteur Blu et Cw complet
entre les mains.
On peut à la rigueur se passer de
fréquencemètre, mais avouez qu'il est quand
même plus pratique de connaître parfaitement la
fréquence qu'on écoute, ou sur laquelle on a
pris rendez-vous pour un QSO.
Le cœur du fréquencemètre est un
microcontrôleur PIC, composant qui se trouve
facilement de nos jours. Quelques composants
périphériques au microcontrôleur, un afficheur
LCD à une ligne de seize caractères, on ne peut
rêver beaucoup plus simple… En plus, la
précision d'affichage est de 100 Hz, ce qui est
plus que suffisant. |
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Le schéma n'est pas nouveau : il est adapté
d'un montage classique pour ce type de matériel.
Le programme du microcontrôleur a été
réécrit par mon ami Jean-Marc Eveille F5RDH,
pour adapter les entrées-sorties Ra et Rb du
microcontrôleur à l'utilisation spécifique sur
cet émetteur-récepteur d'une part, et à l'intégration
éventuelle du montage dans d'autres appareils d'autre
part. Il n'y a pas grand chose à dire sur le
fonctionnement de ce fréquencemètre, vu que
tout est commandé par le programme inscrit dans
le microcontrôleur. Il y a deux particularités
qui permettent d'utiliser cet appareil de façon
générale dans n'importe quel émetteur-récepteur
: la configuration par l'utilisateur des entrées-sorties
pour adapter le fréquencemètre aux modes de
fonctionnement, et un oscillateur de référence
à grande latitude de réglage en fréquence pour
compenser les dispersions de caractéristiques
des quartz utilisés dans les filtres à quartz.
La valeur propre de la FI (fréquence
intermédiaire) devra être précisé lorsque
vous voudrez réaliser ce fréquencemètre (demande
par e-mail à F5RDH). Dans le cas de notre
émetteur-récepteur, elle est de 10,000 MHz. |
Voyons en détail la
configuration des entrées-sorties :
- RB6 (S3) : si le strap est mis, toutes les
autres entrées-sorties sont inactives, c'est-à-dire
que la fréquence mesurée est celle affichée. A
utiliser dans les récepteurs et les émetteurs-récepteurs
simples à conversion directe. Dans le cas de mes
descriptions précédentes il suffit de relier,
par l'intermédiaire d'un petit câble blindé, l'entrée
du fréquencemètre à la pin 7 du NE612 (au
travers d'un petit condensateur de 3,3 à 47 pF
au plus près de la pin). Reprendre
éventuellement les réglages de l'oscillateur
local du récepteur pour corriger l'étalement de
la bande. Si le strap est enlevé, toutes les
entrées-sorties redeviennent actives. C'est le
cas qui nous intéresse dans la réalisation de
cet émetteur-récepteur, ainsi que dans tous les
autres montages superhétérodynes (à changement
de fréquence).
- RB5 (S2) : si le strap est mis, la valeur de la
FI est additionnée à la fréquence mesurée (dans
notre cas + 10 Mhz pour une réalisation sur la
bande des 20 mètres). Si le strap est enlevé,
la valeur de la FI est retranchée de la
fréquence mesurée (dans notre cas - 10 Mhz pour
une réalisation sur la bande des 40 ou des 80
mètres).
- RB4 (S1) détermine la correction
supplémentaire de plus ou moins 1,5 Khz à
apporter en BLU supérieure ou inférieure (et CW).
Si le strap est mis, la correction est de - 1,5
Khz, s'il est ôté, elle est de + 1,5 Khz.
- RA0 (S4) : si le strap est mis, l'afficheur
affiche, en plus de la fréquence, USB (ce qui
veut dire BLU supérieure)
- RA1 (S5) : si le strap est mis, c'est LSB (BLU
inférieure) qui est affiché.
- Si les deux straps sur RA0 et RA1 sont mis, c'est
CW (télégraphie) qui est affiché.
Les straps seront avantageusement ceux
récupérés sur les cartes et autres
périphériques informatiques. Ils sont standards
et faciles à trouver. Il est à noter que toutes
ces entrées-sorties peuvent être commandées de
façon électronique (transistor de commande)
dans le cas d'un appareil multi-bandes et (ou)
multi-modes.
Normalement l'oscillateur-base de temps du
microcontrôleur est intégré au chip. Il suffit
de brancher le quartz de référence entre les
broches 15 et 16 du 16F84 pour que cela
fonctionne (avec deux petits condensateurs pour
ajuster finement la fréquence d'oscillation). Si
le fréquencemètre est utilisé dans un appareil
utilisant un filtre à quartz du commerce, cela
ne pose aucun problème. Ces filtres sont
toujours pile sur la fréquence annoncée, et la
valeur réelle de la fréquence utile du VFO
correspond toujours à la valeur théorique. Mais
cela n'est pas le cas des filtres que nous
réalisons avec des quartz très bas prix. Les
dispersions de caractéristiques sont trop
importantes selon le fabricant. J'ai en ma
possession différentes séries de quartz de
différentes provenances. Selon les fabricants,
certaines séries sont pile sur 10 Mhz, d'autres
vont jusqu'à 9,997 Mhz (suivant que les valeurs
marquées sur les quartz sont données pour
résonance série ou parallèle, mais ce n'est
jamais précisé, il faut mesurer). Il faut donc
corriger la valeur réelle de la fréquence du
VFO de ce décalage pour être en accord avec la
fréquence théorique. La correction n'est pas
possible sur l'oscillateur intégré, car celui-ci
ne se laisse pas " tirer " de plus de 1
Khz. La solution est une correction par le
programme du microcontrôleur (mais ceci est
impensable pour une réalisation de série), ou l'utilisation
d'un oscillateur de référence à relativement
grande variation de fréquence. C'est pourquoi la
solution de l'oscillateur séparé a été
choisie. La variation de fréquence, en agissant
sur CV1, peut atteindre 4 Khz, ce qui est
suffisant pour la plupart des cas. |
| L'afficheur LCD est un modèle classique pas
trop cher, à une ligne de seize caractères, ce
qui est suffisant. Le modèle de base le moins
cher n'est pas éclairé. Il existe un modèle
rétroéclairé, du plus bel effet, mais un peu
plus onéreux. Pour alimenter le rétroéclairage,
il faudra relier la pin 16 de l'afficheur à la
masse et la pin 15 au + 5 volts (régulateur IC4)
à travers une résistance (pointillés sur le
schéma, non prévu sur le circuit imprimé). |
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| La valeur de la résistance
devra être déterminée de façon à ce que le
courant ne dépasse pas 120 mA. Dans mon cas, 22
ohms est la bonne valeur. Il peut être utile,
dans le cas d'une utilisation sur accus (en
portable), de placer un interrupteur en série,
de façon à pouvoir couper le rétroéclairage (cela
fait quand même 120mA en moins… alors que l'afficheur
ne consomme que 1,3 mA). Le potentiomètre P1,
quant à lui, règle le contraste de l'afficheur.
Q1 amplifie le signal à mesurer. L'entrée
" in frq " est reliée à la sortie
marquée " frq " sur la platine du
récepteur, par l'intermédiaire d'un petit bout
de câble coaxial (si la liaison n'est pas trop
longue, un petit bout de câble blindé BF fera
également l'affaire). Dans le cas de mes autres
montages superhétérodynes, l'entrée " in
frq " est reliée, suivant les platines, à
la sortie " vfo " du récepteur, avec
une petite résistance de 1K en série, ou à la
sortie " aux1 ". |
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Pour raccorder le
fréquencemètre sur les montages avec NE612,
relier l'entrée " in frq " à la pin 7
du NE612, avec un petit condensateur de valeur à
déterminer expérimentalement (entre 3,3 et 47pF)
pour ne pas amortir trop l'oscillateur local
intégré au NE612. Ce condensateur devra être
le plus près possible de la pin 7. Le niveau HF
du signal à mesurer doit être au minimum 10mV,
typiquement 40mV. Ce fréquencemètre est donc
très sensible, attention à ne pas dépasser 400mV.
Voici à titre d'exemple le réglage
de la platine pour un récepteur ou émetteur-récepteur
bande 40 mètres (réception de la BLU
inférieure et de la CW), en considérant que le
BFO a été correctement réglé au préalable (FI
+ 1,5 Khz), et que le microcontrôleur a été
programmé pour la bonne fréquence
intermédiaire (10 Mhz dans notre cas).
- Les platines étant correctement reliées entre
elles (attention à bien respecter le branchement
de l'afficheur sur la platine fréquencemètre),
mettre sous tension.
- Sur S3 (RB6), pas de strap à mettre, ce qui
active les autres entrées-sorties.
- Sur S2 (RB5), pas de strap non plus, ce qui
retranche la valeur de la FI à la fréquence
mesurée. Dans ce cas, le résultat est négatif,
mais le programme du microcontrôleur se charge
de retrancher le signe " moins " et d'ajouter
le sigle Mhz.
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- Sur S1 (RB4), pas de strap, ce
qui retranche la valeur de 1,5 Khz. Cette
correction est nécessaire pour compenser la
fréquence du BFO qui, en réception de la BLU
inférieure, est supérieure de 1,5 Khz à la
fréquence centrale du filtre à quartz.
- Mettre un strap sur S5 (RA1) pour afficher
" LSB " (BLU inférieure).
Exemple pour la fréquence de 7050,0 Khz : 2951,5
Khz (fréquence vraie du VFO) moins 10000,0 Khz
moins 1,5 Khz = 7050,0 Khz (valeur affichée
" 7.050.0 MHz LSB ").
Avec l'utilisation, dans le récepteur, d'un
filtre à quartz réalisé à partir de quartz 10
Mhz à bas prix, il faudra certainement retoucher
la fréquence de l'oscillateur de référence du
fréquencemètre. Sans appareil de mesure, le
réglage est très simple. Il suffit de caler le
récepteur sur un QSO BLU connu, par exemple le
QSO d'information du REF le samedi matin à 10h30
sur 7,0075.0, ou le QSO de l'Amitié, en début
de soirée sur 7,063.0 Mhz, et de retoucher CV1
jusqu'à l'affichage correct de la fréquence.
Ceci n'est valable que si le QSO se trouve
effectivement sur la fréquence citée. Sinon, il
faut comparer avec un autre récepteur étalonné,
ou demander à un ami OM d'émettre sur la bonne
fréquence, pour permettre un réglage plus
précis.
Si le condensateur ajustable CV1 est
complètement fermé (capacité maximum), et que
vous n'êtes pas encore sur le bon réglage, il
faudra rajouter, en parallèle sur CV1, un petit
condensateur de 20 pF ou plus si nécessaire,
jusqu'à arriver au bon réglage. Si vraiment
vous n'y arrivez pas, c'est que la fréquence du
BFO de votre récepteur n'est pas réglée
correctement. |
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Cliquer sur les images
ci-contre, et plus haut pour le schéma
électrique, afin de les agrandir, pour en avoir
un exemplaire utilisable. Les dimensions du
circuit sont 76 x 48 mm. |
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| Liste des
composants: R4, R5, R6 : 120 ohms
R2 : 1 K
R7 : 1,2 K
R9 : 1,5 K
R10, R11 : 4,7 K
R3 : 8,2 K
R8 : 47 K
R1 : 100 K
Tous les condensateurs céramiques boule (espacement
1 unité)
C3, C4 : 470 pF
C1 : 1 nF
C6 : 10 nF
C5, C7, C8, C9 : 100 nF
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C2 : 10 µF / 16v
chimique radial ou tantale
CV1 : 22 pF ajustable vert 7,5mm
IC1 : 74HC00 (uniquement série HC)
IC2 : 74HC393 (uniquement série HC)
IC3 : PIC 16F84-04 programmé (Dahms Electronic
le founit programmé). Sinon, pour les fichiers
hexa, télécharger ici.
IC4 : 7805
Q1 : 2N2222
Q2 : BC548
D1 : 1N4001
P1 : 2,2 K ajustable à plat
X1 : quartz 4,000 Mhz
Afficheur LCD 1 ligne de 16 caractères, modèle
rétroéclairé ou non, modèle Powertip PC1601
Barette double support cavaliers |
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