Un générateur 20MHz wobulé.

La réalisation de ce générateur implique deux conditions :

Le générateur et sa sonde.

• Posséder un oscilloscope.
• Celui-ci doit posséder une sortie base de temps délivrant des signaux en dent de scie ( en principe disponibles sur la face arrière de l’appareil ).

Si cette dernière n’est pas disponible, on peut toujours en créer une, à condition d’avoir le schéma de l’oscilloscope à portée de main. La dent de scie peut avoir une amplitude comprise entre 0 et +5V, ce qui sera amplement suffisant.

Le schéma d’origine provient d’un ancien Radio Plans des années 70, publié sous la plume de D. Maignan, malheureusement je ne pourrai citer ni l’année ni le numéro, car je ne possède que les quelques feuilles relatives à ce générateur. Un scan de l’article original est disponible ici sous forme d’un fichier .pdf.

Ce générateur est utilisé pour la mise au point des filtres de bande jusqu’à 20MHz, ce qui implique une troisième condition :

• Faire partie de la catégorie de gens qui utilisent encore un fer à souder et qui montent leurs appareils eux-mêmes, notamment les récepteurs d’Ondes Courtes, les chaînes FI ainsi que les émetteurs ….

Dans l’article d’origine, le générateur utilise un 74LS124 comme pièce maîtresse, remplissant le rôle d’oscillateur contrôlé par tension ( VCO ). Ce circuit intégré a attiré mon attention par le fait qu’il n’utilise aucune self pour la génération des fréquences, mais uniquement des capacités commutables permettant à cet oscillateur de « monter » jusqu’à 20 MHz, ce qui est déjà très confortable. La dent de scie provenant de l’oscilloscope permet de faire varier la fréquence du VCO, ce qui a pour effet de visualiser sur le scope un graphe Tension = f(Fréquence). En clair, on peut voir la courbe de réponse du filtre à mettre au point.

Ce générateur était publié avec une commutation de 9 gammes de fréquences, mais ne possédait pas une couverture totale. La version réalisée ici est à couverture totale avec une commutation à 12 gammes de fréquences.

Il est accompagné d’un générateur marqueur à quartz, permettant de visualiser des marqueurs sur la courbe de réponse par pallier de 1MHz, 200kHz, 100kHz, 20kHz, 10kHz, 2kHz et 1kHz. Pour les Ondes Courtes, ce sont surtout les 3 premiers qui seront utilisés.

Un inconvénient majeur : la dent de scie attaque un ampli. op. 741 alimenté en +12V, alors que toute la logique n’ a besoin que de +5V. Une deuxième contrainte : la version d’origine utilise un 741 « rond » ancien modèle et non un DIP 8 broches, mais les deux types de 741 restent encore facilement disponibles dans le commerce. Le circuit imprimé a entièrement été redessiné dont on trouvera un exemplaire ici, car l’article d’origine le présentait en gris sur fond ( plus ou moins ) blanc, un passage par GIMP a été nécessaire pour pouvoir ressortir un typon de qualité.

Pour ma part, j’ai utilisé un 74LS629 à la place du 74LS124 d’origine, compatible en brochage, moins onéreux et qui permettrait de monter jusqu’à 25MHz ( d’après les datasheets ). Autre point intéressant, suivant les tensions de contrôle du 74LS629, celui-ci est capable de délivrer une sinusoïde, mais ces tensions sont difficilement paramétrables et feront l’objet d’un prototype à part. Pour l’instant, le VCO a été câblé suivant le schéma d’origine et délivre des signaux carrés. Ceci m’a freiné dans une première approche en raison des harmoniques générées, mais finalement, je me suis laissé tenté par le montage d’origine pour « un premier jet ».

Les résultats sont surprenants comme le montrent les photos ci – dessous, car ce générateur permet une mise au point confortable des filtres utilisés en réception.

le début de sa construction avec l’oscillateur à quartz de 1MHz.

L’étalonnage du VCO en cours, afin d’obtenir une couverture totale du spectre 350kHz à 20MHz.

Le générateur prêt pour les essais, le commutateur à 12 positions remplace celui à 9 position prévu dans le montage d’origine.

un filtre de bande 7MHz à l’essai sur une petite charge fictive.

…avec sa courbe de réponse obtenue pour un maxi vers 7MHz. Les marqueurs de 200kHz sont réglables en amplitude.

Le générateur en cours de montage.

La face avant du générateur wobulé.

La face arrière du générateur.

La sonde de test accompagnant le générateur. Elle reçoit le signal du circuit à tester, les signaux du marqueur et renvoie le tout vers l’oscilloscope.

Le câblage final du générateur. L’alimentation +5 et +12V est montée sur une plaquette de veroboard.

Le test du générateur, l’oscilloscope a une vitesse de balayage de 10mS …et le temps d’ouverture de l’appareil photo est bien plus petit ( on voit une trace incomplète sur le scope ! )

Voici un second circuit de test : il s’agit d’un simple circuit LC parallèle ( dippé vers 11.4MHz ) , couplé par 3 spires en entrée et en sortie. En entrée, on injecte donc le signal wobulé du générateur ( fil violet ) , en sortie ( fil blanc ) le résultat part vers la sonde du générateur.

Le circuit de test et la sonde de générateur. La sonde reçoit le signal du circuit et celui des marqueurs. Le tout est renvoyé vers l’oscilloscope…

Le résultat donne une image de la selectivité du circuit entre 8 et 14MHz, avec la courbe effectivement centrée vers 11,5MHz. Les marqueurs sont égaux à 1MHz, la vitesse de balayage est de 5ms.

Le même circuit avec les marqueurs de 200kHz, mon circuit est bien centré sur 11,4MHz, comme indiqué au grid dip.

Le générateur est maintenant terminé, son application principale reste la mise au point des filtres de bandes pour les ondes courtes. J’ai modifié le circuit d’alimentation par rapport au schéma d’origine par l’utilisation de deux régulateurs 7812 et 7805. Je ne donne pas le schéma ,celui-ci reste ultra classique. Néanmoins, je répondrai avec plaisir à quiconque ne s’en sortirait pas avec le circuit d’alimentation.

Complément d’article.

Pour compléter cet article on trouvera ci-dessous les valeurs de capacités employées pour couvrir de 400 KHz à 20 MHz.  Ces valeurs ont été mesurées pour un Vrange égal à 4,22V

Position du commutateur :

1. C= 470 pF –>  406 kHz < f < 660 kHz.
2. C= 330 pF –> 555 kHz < f < 900 kHz.
3. C = 220 pF –> 819 kHz < f < 1330 kHz.
4. C = 150 pF –> 1,13 MHz < f < 1,82 MHz.
5. C = 100 pF –> 1,6 MHz < f < 2,6 MHz.
6. C = 68 pF   –> 2,25 MHz < f < 3,61 MHz.
7. C = 47 pF   –> 3,07 MHz < f < 4,85 MHz.
8. C = 33 pF   –> 4,31 MHz < f < 6,55 MHz.
9. C = 22 pF  –> 5,87 MHz < f < 8,82 MHz.
10. C = 15 pF  –> 7,65 MHz < f < 11,38 MHz.
11. C = 10 pF  –> 9,66 MHz < f < 14,04 MHz.
12. C = 5,6 pF –> 13,71 MHz < f< 19,8 MHz.

Un essai a été réalisé avec C = 4,7 pF  –> 15,77 MHz < f < 24,8 MHz, mais j’ai constaté des instabilités de fonctionnement ( décrochage, lecture erratique au fréquencemètre ).