Le « PW Severn ».

Le « PW Severn » est un petit transceiver QRP fonctionnant sur 7MHz. Il a été publié dans « Pratical Wireless » sous la plume du rév. DOBBS G3RJV en 1985. Sa particularité est de fonctionner avec des composants ultra classiques et exclusivement avec des transistors. Le montage ne comporte pas de circuits intégrés et reste destiné au débutant. Le récepteur est à conversion directe, ce qui est amplement suffisant pour un trafic sur la bande des 40 mètres. On trouvera ici un fichier zippé ( redirection ) de l’article en question. De nos jours, on ne trouve plus la revue citée plus haut.
Un ensemble de quatre circuits imprimés forme l’ensemble : le vfo, le récepteur, l’émetteur et les circuits auxiliaires.

le VFO couvrant de 7.000 à 7.150 MHz dans sa phase de mise au point.

La sinusoïde obtenue.

Le VFO.

La construction commence par le VFO qui génère une belle sinusoïde couvrant la bande 7,000 à 7,100 voire 7,200 suivant le condensateur variable utilisé. De façon générale, la construction d’un bon VFO nécessite deux qualités auprès du radioamateur :

  • être un amoureux de l’électronique… ( de haute fréquence, si possible )
  • aimer la … mécanique (!)

En effet, un VFO ne peut être conçu sans posséder des qualités électriques et mécaniques proches de l’idéal. Des composants de très bonne qualité sont requis d’un côté; de l’autre, le montage doit être solide . La stabilité de l’oscillateur en est tributaire. Ce VFO est du type Colpitts dont l’oscillateur est un FET. Il existe une certaine divergence de point de vue entre les écrits de l’auteur et ceux d’un autre pionnier en la matière, notre regretté Doug De Maw, W1FB, ingénieur électronicien &  auteur d’excellents ouvrages traitant du radioamateurisme. J’ai cependant voulu rester le plus proche possible de l’article d’origine dans ce projet.

La préparation mécanique du VFO.

une autre vue du VFO avant sa finalisation.

Quelques modifications ont été apportées lors de la construction du VFO et du récepteur. En effet, j’utilise des tores à la place des selfs d’origine. Ainsi , pour le VFO, la self du circuit oscillant est un T37-2 avec 19 spires de fil de 2/10e de mm. La capacité C3, initialement de 180pF a été abaissée à 100 pF pendant l’étalonnage pour obtenir une variation entre 7.000 et 7.150 MHz.

Côté récepteur, j’ai recalculé les inductances des bobines L1, L2 & L3. Pour une fréquence centrale de 7.030 MHz, la valeur des selfs est de l’ordre de 2.56uH ( capacité d’accord de 200pF). J’ai donc confectionné les 3 selfs à l’aide de tores T37-2 de 25 spires chaque, avec du fil de 2/10e de mm. Le circuit d’entrée a été réglé vers 7.030MHz en ajustant les capacités du filtre de la façon suivante :

  • réglage de L1 avec C24 = 150 + 47pF.
  • réglage de L2 avec C25 = 100 + 47 + 4.7pF.
  • réglage de L3 avec C26 = 150pF.

La courbe de réponse a été visualisée à l’aide du générateur wobbulé décrit dans ces mêmes projets.

La courbe de réponse du filtre du récepteur, centrée vers 7MHz.

Le récepteur.

Le récepteur comporte la particularité de fonctionner avec un mélangeur composé de 2 transistors FET montés en symétrie. Par rapport à un transistor FET à double porte, ce type de montage apporterait une amélioration à la distorsion d’intermodulation, et atténuerait par cette occasion la réception des signaux à modulation d’amplitude. Le signal BF, obtenu en sortie du mélangeur ( apportant un gain d’une dizaine de dB ) attaque un petit amplificateur BF à 3 transistors qui comporte une contre-réaction. Cet amplificateur est destiné à alimenter un casque dont l’impédance se situerait dans les centaines d’Ohms. Il est possible d’alimenter un casque contemporain de 4  / 8 Ohms par le biais d’un transformateur d’adaptation. ( cf mon article sur la réutilisation des transformateurs )

Lors des essais sur un simple fil tendu à l’extérieur, j’ai été très surpris par la sensibilité d’un montage aussi simple ! Après une dizaine de minutes, le VFO devient très stable, et l’ensemble laisse entendre un trafic sur la bande des 40m d’une qualité surprenante. Ce récepteur dépasse largement un HW7  par sa sensibilité et sa réserve en sortie BF ( le HW7 est un transceiver QRP à conversion directe mis sur le marché dans les années 70 par l’ex firme Heathkit ) . Caractéristique des récepteurs à conversion directe, un léger ronflement 100Hz peut se faire entendre si le récepteur est alimenté par le secteur. Ce phénomène connu disparaît si l’appareil est branché sur une batterie.  A ce moment là, les signaux de télégraphie sont d’une pureté surprenante. L’écoute des émissions en SSB est excellente. Quand on pense que ce petit récepteur ne comporte que 5 transistors, on ne peut que féliciter son auteur !

le récepteur en cours de construction, on distingue à droite le filtre de bande 7MHz.

le récepteur terminé.

on distingue au fond à gauche le transformateur d’adaptation (n=11).

sa première mise sous tension.

les essais de réception à l’aide de l’ATU qrp décrit sur mon 1er blog. La réception se fait sur une antenne « long fil » extérieure de 5 à 6 mètres.

Les circuits auxiliaires.

Cette petite platine comprend la commutation émission / réception ainsi qu’un générateur de tonalité. Elle fait partie des circuits de base en électronique et son montage ne doit pas poser de problèmes, même pour un débutant. Le relais utilisé est un Finder type 40.52 que l’on trouve facilement dans la vente de composants. Les transistors, un peu obsolètes ont été remplacés par des équivalences disponibles; les deux PNP BCY71 ont été remplacés par des 2907 ( ce sont également des transistors de commutation ). Attention, si le brochage du 2N2907 est identique avec celui du BCY71, ce ne sera pas le cas du PH2907, version plastique. Le BFY 51 a été remplacé par un 2N1711 ultra-classique, avec le même brochage. Ces transistors servent à commuter l’antenne et le +12V entre l’émetteur et le récepteur. D’autre part, un générateur de tonalité permet d’écouter sa propre émission en télégraphie via un transistor du type UJT , monté en oscillateur à relaxation. Là encore, le TIS43 d’origine a été remplacé par un 2N2646 ( attention, le brochage est différent ). Cette platine ne doit pas présenter de difficultés majeures d’autant plus que son implantation est élémentaire au niveau du circuit imprimé.

Une remarque cependant concernant l’oscillateur à relaxation : le signal BF prélevé sur la base B1 n’est pas une sinusoïde, mais une série d’impulsions. Le branchement d’une sonde d’oscilloscope peut perturber le bon fonctionnement de l’oscillateur ( si le courant dérivé par la sonde est du même ordre de grandeur que le courant de pic ). Dans ce cas, le montage peut osciller correctement tant qu’aucune mesure n’est effectuée sur l’UJT. C’est le cas chez moi ( j’ai testé sur 2 oscilloscopes différents, l’oscillateur décroche, alors que son fonctionnement est normal avec un écouteur branché en sortie ) . Voir à ce sujet l’excellent ouvrage de R.DAMAYE sous le titre « Les Oscillateurs générateurs et conformateurs de signaux » des éditions ETSF.

Les circuits auxiliaires en cours de montage.

Le cablâge final avant les essais. Il manque sur cette photo le condensateur chimique de temporisation de la retombée du relais.

L’émetteur.

L’émetteur est composé de trois étages à transistors. Les deux premiers fonctionnent en classe A et produisent donc des signaux linéaires qui doivent être d’une grande pureté. La construction et la mise au point d’un émetteur se fait toujours par étapes. On construit l’ensemble du circuit , mais les transistors ne sont pas montés.

  • La première étape consiste à faire résonner les circuits oscillants sur leur fréquence de travail ( sans alimenter la platine ) à l’aide d’un grid dip. Ici, les selfs sont constituées de tores et non de bobines sur mandrin. Il faut alors bobiner 2 spires de couplage supplémentaires pour les tests, afin de pouvoir régler les circuits LC à l’aide des condensateurs ajustables. Ces spires seront à nouveau ôtées après les tests.
  • Le premier transistor est mis en place et sous tension. On vérifie à l’aide d’un petite sonde ( faite rapidement sur un petit bout de circuit imprimé – voir photo –  ) la présence d’un signal en sortie ( aux bornes de R35 , la résistance de base du second transistor ). Si c’est le cas, on touche le transistor pour vérifier qu’il n’y a pas de surchauffe. Ceci est très important, car dans l’affirmative, il y a certainement un excès de courant qui peut provoquer la destruction du semi-conducteur. Il faut alors immédiatement couper la tension d’alimentation et rechercher le défaut. Chez moi, je n’avais aucun signal en sortie, pourtant le transistor ne chauffait pas. Par contre sa résistance de collecteur de 100 Ohms était brûlante. Le condensateur ajustable C33 était en court-circuit !! rarissime !! J’avais bien remarqué que le dip n’était pas très franc … Après remplacement du composant malade, j’ai pu régler l’ajustable pour un maximum de sortie sur mon voltmètre raccordé à la sonde.
  • Un réglage au maximum signifie « un passage doux » par un maximum lorsque le condensateur ajustable est manipulé. S’il y a un passage brutal au maxi et que celui-ci reste malgré la retouche du condensateur, on est certainement en présence d’une auto-oscillation de l’étage amplificateur. C’est un signe qui ne trompe pas et le risque existe bel et bien pour chaque étage. Il est bon aussi de savoir qu’un transistor peut auto-osciller sur des fréquences absolument étrangères à la fréquence de travail ! Un bon réflexe consiste à allumer un petit poste à transistor ( même en Petites Ondes ! ) et de balayer le cadran pendant les tests. Le transistor en amplificateur HF a mauvaise réputation par rapport au tube électronique …
  • Le premier étage étant mis au point, on passe au second par le soudage du transistor. Le même procédé est employé pour son réglage. Ce second transistor fonctionnant en classe A, le signal de sortie doit être propre. Un contrôle à l’oscilloscope est recommandé, même si celui-ci apporte une atténuation au signal.
  • L’étage final se compose d’un 2N4427 et fonctionne en classe C. En effet, sa base n’est pas polarisée. Le circuit du collecteur se compose d’un circuit en Pi prévu pour une sortie de 50 Ohms. Après sa mise en place et sa mise sous tension, aucun signal en sortie sur mon Wattmètre QRP … Le transistor ne chauffe pas, le +12V est bien présent au collecteur, sa base reçoit bien 2 Volts crête à crête  et pourtant… Après bien des recherches il s’est avéré que l’excitation n’était pas assez forte. J’ai dû modifier le couplage en augmentant le nombre de spires de 3 à 7, et remplacer la résistance de base ( qui évite les auto-oscillations ) de 33 Ohms par une 82 Ohms ( une 100 Ohms amenait le final en auto-oscillation).

Les mesures :

  • les deux transistors driver consomment un courant d’environ 50 mA sous 12 V, soit une puissance d’alimentation d’un 1/2 Watt environ.
  • Le transistor final consomme 120 mA soit 1,4 Watt alimentation et procure une puissance HF de 1 Watt. Son rendement en classe C est donc très correct ( 70% ).
  • L’auteur avait mentionné une puissance de 2 Watts alimentation pour les 3 étages dans son article.

Les photos :

Le début de la construction de l'émetteur. Un des deux condensateurs ajustables sera remplacé par la suite, car il provoquait un court-circuit.

Le début de la construction de l’émetteur. Un des deux condensateurs ajustables sera remplacé par la suite, car il provoquait un court-circuit.

La petite sonde de mesure qui permet le prélèvement de la HF pour les mesures intermédiaires à l'aide d'un voltmètre. Le condensateur côté fil rouge est un 10nF, le second un 100nF. La diode est une 1N914, la self comporte 10 spires 2/10e sur une perle de ferrite.

La petite sonde de mesure qui permet le prélèvement de la HF pour les mesures intermédiaires à l’aide d’un voltmètre. Le condensateur côté fil rouge est un 10nF, le second un 100nF. La diode est une 1N914, la self comporte 10 spires 2/10e sur une perle de ferrite.

La version finale du module émetteur 7MHz,réglé et délivrant 1 Watt HF sous 50 Ohms.

La version finale du module émetteur 7MHz,réglé et délivrant 1 Watt HF sous 50 Ohms.

Le voltmètre ( c'est un 40 kOhms / Volts )  peut être sur un calibre 250mV ou en uAmpèremètre.

Le voltmètre ( c’est un 40 kOhms / Volts ) peut être sur un calibre 250mV ou en uAmpèremètre.

La construction mécanique.

Celle-ci est en cours. L’ensemble sera monté dans un coffret métallique de récupération. La face avant a été refaite avec du feuillard de 1mm. L’ensemble sera complet car il comprendra la » boîte de couplage » composée d’un circuit en L, ainsi qu’un ROSmètre ( pont de Weathstone ) .

voici quelques photos de l’évolution du projet :

Le coffret métallique de récupération avant modifications.

Le coffret métallique de récupération avant modifications.

L'usinage de sa nouvelle face avant.

L’usinage de sa nouvelle face avant.

L'implantation du récepteur ( premier plan ) , les circuits auxiliaires( à droite )  ainsi que le VFO ( arrière plan ).

L’implantation du récepteur ( premier plan ) , les circuits auxiliaires( à droite ) ainsi que le VFO ( arrière plan ).

L'implantation de la platine d'émission.

L’implantation de la platine d’émission.

Le cablâge d'une partie du circuit RIT. On peut reconnaître la diode Varicap, le condensateur de liaison ainsi que les deux perles de ferrite. Le fil orange rejoindra le potentiomètre en face avant.

Le cablâge d’une partie du circuit RIT. On peut reconnaître la diode Varicap, le condensateur de liaison ainsi que les deux perles de ferrite. Le fil orange rejoindra le potentiomètre en face avant.

L'interconnexion des différentes parties du transceiver.

L’interconnexion des différentes parties du transceiver.

le transceiver ( presque ) complet. Il manque le filtre BF. La partie vide servira essentiellement à l'implantation des éléments de l'ATU.

le transceiver ( presque ) complet. Il manque le filtre BF. La partie vide servira essentiellement à l’implantation des éléments de l’ATU.

Le début du montage de la face avant.

Le début du montage de la face avant.

Le cablâge du PW Severn. Au premier plan on peut remarquer le filtre BF ainsi que le relais de commutation du circuit RIT. L'emplacement vide accueillera un circuit LC permettant l'adaptation d'impédances destiné aux antennes filaires.

Le cablâge du PW Severn. Au premier plan on peut remarquer le filtre BF ainsi que le relais de commutation du circuit RIT. L’emplacement vide accueillera un circuit LC permettant l’adaptation d’impédances destiné aux antennes filaires.

 

Le projet de SWR-mètre ainsi que le système de couplage inspiré de l'ouvrage de W6SAI, "Wire antennas".

Le projet de SWR-mètre ainsi que le système de couplage inspiré de l’ouvrage de W6SAI, « Wire antennas ».

Ce système de couplage permet d’adapter une large variété d’impédances d’après son auteur. Pour une haute impédance, l’antenne filaire sera reliée au point A, le CV sera alors strappé vers la masse. Une antenne trop courte sera reliée au point A sans que le CV ne soit relié à la masse. Enfin, pour une antenne trop longue, celle-ci sera reliée au point B.

Une vue de l'ATU (  - Antenna Tuning Unit -  adaptateur d'impédances ). L'ATU est en fait un circuit en L, composé d'une self commutable et d'un condensateur variable. Ces éléments sont visibles au premier plan.

Une vue de l’ATU ( – Antenna Tuning Unit – adaptateur d’impédances ). L’ATU est en fait un circuit en L, composé d’une self commutable et d’un condensateur variable. Ces éléments sont visibles au premier plan.

L' arrière du transceiver. On voit le CV de l'adaptateur d'impédance, isolé de la masse, relié à la face avant par un rondin en bois de 6mm de diamètre. Une commutation permet de se passer de l'adaptateur, et de sortir directement en 50 Ohms sur la prise BNC.

L’ arrière du transceiver. On voit le CV de l’adaptateur d’impédance, isolé de la masse, relié à la face avant par un rondin en bois de 6mm de diamètre. Une commutation permet de se passer de l’adaptateur, et de sortir directement en 50 Ohms sur la prise BNC.

Le transceiver terminé et prêt pour le trafic sur 7 MHz.

Le transceiver terminé et prêt pour le trafic sur 7 MHz.

 Modification du filtre BF.

Le filtre BF d’origine proposé par l’auteur se compose d’un simple circuit LC parallèle commuté sur le potentiomètre de volume. Ne possédant pas de self de 88 mH, j’ai utilisé  une self de 160 mH ( anciennement utilisée dans les filtres BF en Télécommunication ). Celle-ci a donc été câblée avec un condensateur de 220 nF ( au lieu de 470 nF ).  L’ensemble semble être trop sélectif, car à sa mise en marche, mon circuit LC entrait en oscillation, me produisant un fort signal BF vers 800 Hz. Pour contourner cette difficulté, j’ai trouvé un filtre LC série décrit dans « British Ham Radio and Electronic Cookbook » ( téléchargeable à partir de l’onglet Mes Liens -> Bibliothèque sur ce site), chapître 61 sous le titre  » An audio filter for CW ». Il s’agit en fait d’un filtre LC série inséré ( et commutable ) avant le Jack de l’écouteur. J’en reproduis ci-dessous le schéma d’origine avec une variante utilisant un simple inverseur. Ce filtre – très sélectif, comme le premier – me permet une écoute maintenant confortable sur 40 mètres. Les deux Leds montées en tête-bêche font office de limiteur de bruit ( en cas de signal trop fort ).

Le filtre d'origine tel décrit dans l'ouvrage cité dans l'article. Pour ma part, j'utilise la version simplifiée à simple inverseur.

Le filtre d’origine tel décrit dans l’ouvrage cité dans l’article. Pour ma part, j’utilise la version simplifiée à simple inverseur.

 

 

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12 commentaires pour Le « PW Severn ».

  1. Ping : Le « PW Severn » | F6OYU

  2. oliv dit :

    bonjour je vient de voir votre réalisation elle tous simplement très belle très propre félicitation
    73 a vous

  3. oliv dit :

    je viens de voir votre cite et votre montage , il tres tres biens fait mécaniquement tres propre bien pensée félicitations

    • Merci beaucoup, d’autres projets sont en cours de finalisation, tel le Bingo 18Mhz de F6BCU. Suivent un récepteur de trafic bandes basses, un VFO universel et bientôt un récepteur à conversion directe universel.

  4. joseph Martin dit :

    Bonsoir et bravo pour ce beau montage. Savez vous où je pourrais trouver le schéma des modules ? En avez vous un fichier ? . Un fichier son d’écoute aurait également été intéressant.
    Je me relance dans la radio après 15 ans d’arret, et l’arrivée en roue libre.
    Cordiales 73
    Joseph Martin (vendée)

  5. joseph Martin dit :

    Bonjour. Bravo pour ce beau montage ! je suis tenté de me lancer avec un qrp simple et quelques watts seulement. Je reprends la radio étant depuis peu à la retraite.
    Avez vous la doc + schéma sur fichiers ? les fichiers .jpg récupérables sur le site ne sont pas
    terribles. merci
    cordiales 73
    joseph Martin (ex f5hpu du 44)

    • Merci pour vos encouragements ! je n’ai pas de fichier audio pour mon PW Severn. Concernant les schémas, je ne manquerai pas de vous envoyer par mail de meilleurs scans dès que mon imprimante reviendra de réparation !
      Concernant la reprise du fer à souder, je ne peux que vous conseiller de jetter un coup d’oeil sur le site de luc F6BQU, il y a de quoi rêver ( et reproduire ! ).
      très cordialement , F6GLZ JClaude

  6. Martin dit :

    bonjour
    j’envisage la construction d’un qrp de ce genre. Avez vous un enregistrement son de l’appareil ou un essai mis sous youtube ? merci cordialement
    J Martin (enlever les x s de l’email)

  7. MAGNIFIQUE , Félicitations 73 F5iXU

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