• Emetteur AM PWM avec pilotage par DDS par F5MAF

    Eric GW8LJJ et Dave GW4GTE proposent des modules en kits pour construire son Tx Rx 160 m, 80 m ou 40 m AM de 50 W porteuse.

    • L'émetteur est en classe E
    • Le modulateur utilise la PWM (modulation à largeur d'impulsion).
    • Le récepteur ne démodule que l'AM, il a un squelch et un Smètre.
    • Le tout est piloté par DDS (avec affichage digital) au pas de 10 Hz.

    L'ensemble de ces modules peuvent être achetés sur le site : www.S9plus.com paiement par Paypal.

    Vous y trouverez les descriptifs ainsi que les notices de montage des différentes platines que j'utiliserai : 

    • Multi Rock II : Le DDS
    • FAT 5 : l'amplificateur classe E
    • FAT MAX : la platine traitement audio (compresseur, filtre)
    • PUWMA : le modulateur PWM
    • RAT 5 : le récepteur

    Je me propose dans les semaines qui suivent de vous décrire pas à pas ma construction à base de ces modules.

    Le synoptique proposé par Eric GW8LJJ, cliquer pour l'agrandir

     

    Pour vous mettre l'eau à la bouche, allez visiter le site d'Eric GW8LJJ : http://www.gw8ljj.com/

    Il présente une mise en coffret .

    Ainsi que le Blog de René F6BIR qui m'a devancé dans cette réalisation : http://f6bir.over-blog.com/

     En plus de ces kits, il faudra :

    • Un rack 19' 3U au moins 250 mm de profondeur
    • Une alimentation à découpage de 26 V 350 W
    • Une alimentation à découpage de 15 V 50 W
    • Un CV de 2 x 470 pF type réception avec quelques capas fixes
    • Des vu-mètres pour indiquer les tensions et courants
    • Un haut parleur
    • Une prises secteur avec filtre et fusible imcorporés (4 A)
    • Des condensateurs de bonne qualité pour le filtre de l'émetteur
    • De la connectique, leds, visserie ..... 

    La plupart des composants proviennent de fournisseurs asiatiques se trouvant sur Ebay.

    Les délais de livraison sont inférieurs à 3 semaines.

     

    Il y a 6 mois, la premiere mise sous tension de l'émetteur classe E

    Avant de décrire pas à pas le montage voici mes premiers essais :

    • La platine DDS est à droite
    • L'émetteur est sur radiateur avec la self sur tore T200 et les CV d'accord du filtre en L.
    • La charge fictive est à gauche.

    Alimenté en 12,6 V avec un courant de 5,2 A la puissance en sortie est de 50 W sur 3.6 Mhz (80% de rendement).

    • L'harmonique 2 se trouve à - 45 dB
    • L'harmonique 3 se trouve à - 40 dB

    Après discussion avec Eric, je dois pouvoir améliorer le rendement!

    Nota : Ma méthode de mesure n'est pas très bonne (coupleur ajustable), en effet pour éviter les produits de mélange de l'analyseur, il faut rejecter la fondamentale. Donc la réalité est sans doute meilleure que ce que je vous montre.

     

    Réalisation d'un TX RX 80M PWM avec pilotage par DDS par F5MAF

    Montage sur table!

     

    Réalisation d'un TX RX 80M PWM avec pilotage par DDS par F5MAF

    Analyse spectrale

     

     15 janvier 2013

    Pour se prémunir des problèmes de perturbations HF il vaut mieux blinder les platines. Aujourd'hui je me suis donc attaqué aux boitiers.

    Pour cela j'ai fait appel à des plaques d'époxy cuivrées simple face utilisées pour des tests de masques sur une machine à souder.

    L'utilisation d'une guillotine est bien pratique.

     

    Réalisation d'un TX RX 80M PWM avec pilotage par DDS par F5MAF

    Les trois premiers boitiers 

     

     Au fond à droite on aperçoit le rack 19' avec l'alimentation à découpage de 350 W le CV de sortie et la platine émetteur.

     

    27 janvier 2013

    Bon, ça avance mais doucement faute de temps, la musique en prenant pas mal! 

     

    RAT5

    Plan et montage : www.S9plus.com

    Le récepteur (ici 80 m)

     

    RAT5 avant sa mise en boitier

     

    RAT5 est un petit récepteur architecturé autour d'un TDA1072A.

    • L'entrée se compose de deux pots TOKO avec une bande passante de 100 Khz
    • Un VFO interne qui couvre 100 KHz
    • Un filtre 455 KHz utilisant un ALFY455GT (+/- 4.5KHz)
    • Un squelch
    • Un Smètre
    • Une entrée OL que nous allons utiliser
    • Une sortie HP de 500 mW (LM386).

    Pour être utilisé avec le DDS Multi Rock II, il est nécessaire de faire une petite modification, il faut charger l'entrée OL par une 47 Ohms et court-circuiter le circuit oscillant de l'oscillateur interne.

    La modification, avec en plus, en haut, la diode sur l'alim (en //)  pour les étourdis

     

    J'apprécie beaucoup ce petit récepteur qui fonctionne vraiement très bien.

    Il existe en plusieurs versions : MW, 160 m, 80 m, 60 m et 40 m.

     Le voici dans son boitier en époxy 

     

    02 février 2013

     

    MULTI ROCK II

    Plan et montage : www.S9plus.com

    Le générateur de fréquence à DDS

    Les deux platines qui constituent Multi Rock II

     

     La mise en boitier époxy 

     

    Multi Rock II est constitué de deux platines :

    • Une platine comportant le module DDS (AD9850) et le micro-contrôleur  (18F2420)
    • Une platine comportant l'afficheur 2 x 16 caractères et deux encodeurs rotatifs

     

    Caratéristiques 

    • Pas de 10 Hz
    • Fréquence Max : 60 MHz
    • Sorties:  I/Q, analogique ave ou sans filtre passe bas.
    • Gestion de l'Offset pour le RAT5 (Rx)
    • Passage Tx / Rx avec temporisation
    • Plusieurs mémoires 

      

    PUWMA

    Plan et montage : www.S9plus.com

     C'est le modulateur de l'émetteur, il est associé à FAT MAX qui est le processeur audio et à un filtre passe bas de puissance.

     

    PUWMA

    Juste deux Mosfets!

      

     PUWMA est constitué :

    •  D'une génération PWM utilisant un UCC2570 (normalement prévu pour les alimentations à découpage).
    • Une partie puissance constituée de deux Mosfets IRF640 et une diode de Clamp. 
    • une carte annexe comportant le filtre anti-repliement F. coupure : 45 KHz.

    Filtre

    Tores T200-26 bobinés avec du 1,5 mm²

      

    Caratéristiques 

    • Fréquence d'échantillonnage 150 KHz
    • Fréquences d'entrées 10 Hz à 10 KHz (C'est FATMAX qui limitera de 300 Hz à 3 KHz)
    • Rendement > 95%
    • Courant de sortie : > 10A  (fonction des caractéristiques des MosFets)

     

     FAT MAX 

    Plan et montage : www.S9plus.com

     C'est le traitement audio du modulateur PUWMA 

     

    process  L'elément pricipal : le fitre MAX294

         

    FAT MAX est constitué :

    •  D'un préampli compresseur limiteur (entrée Electret)
    • D'un filtre 300 Hz 4 KHz
    • D'un Mute

      

    Caratéristiques 

     Fréquences d'entrées 10 Hz à 10 KHz (le filtre limitera de 300 Hz à 4 KHz)

    • Réglage de la compression : + 20 dB à - 10 dB
    • Le niveau de sortie dépend de la charge (prévu pour PUWMA)

     

    09 février 2013

     

     FAT 5

     

    Plan et montage : www.S9plus.com

     

    C'est l'amplificateur classe E.

    FAT 5 sans son radiateur

     

    FAT 5 est constitué de :

    • Deux drivers de MosFet
    • Quatre MosFet IRF840

    Caratéristiques 

    • Alimentation Max 40V
    • Bande de fréquence 160M et 80M
    • Puissance de sortie avec  30V : 160W

    Un circuit d'adaptation y est associé, utilisant deux tores T200-2 et un T157-2 suivi d'un condensateur ajustable.

     

    Toutes les platines devant être en boîtier, c'est fait!

    Maintenant il faut agencer l'ensemble des éléments dans le rack, c'est là que ça se corse!

    Ca sera pour le prochain weekend.

     

    24 février 2013

    Coté mécanique, ça avance doucement.

    J'ai placé les éléments les plus importants.

    Le travail sur la face avant est prenant, pas mal de découpes et ce n'est pas fini!

     

    La face avant

     

    L'interieur

     

    Pour l'étage de puissance, un radiateur est fixé sur la face arriere, il est surdimentionné!.

    Pour le modulateur, c'est le chassis en alu qui fera radiateur.

    Les tores T200 seront fixés par deux plaques époxy.

    Il reste à faire :

    • L'alimentation 12V. J'avais prévu une alimentation à découpage annexe mais l'utilisation d'un régulateur à découpage est peut être suffisant, à tester,
    • le circuit de sortie. Le CV est positionné, reste le tore pour la self de sortie,
    • l'interface de puissance pour faire la commutation Rx/Tx (commande relais antenne),
    • les vu-mètres,
    • quelques trous suplémentaires sur la face avant,
    • le câblage.

     

    03 mars 2013 

    Encore des trous dans la face avant pour pouvoir mettre des indicateurs :

    • Courant du PA
    • Smètre / indicateur de puissance

    Il reste quelques voyants à prévoir :

    • Présence tension 28V
    • Présence tensionet 12V
    • E/R

    Et la fiche micro.

    Ca prend forme

     

    J'ai rajouté :

    • Le gros CV de 2 x 470pF,
    • le module alimentation à découpage,
    • le bloc HF (il manque le tore T157),
    • le shunt (sous le filtre BF) pour mesurer le courant PA,
    • la plaque époxy de maintient des tores.

     

    Voici le bloc HF.

    Le bloc HF

     

    La capa de 1UF rouge a été remplacée par une de 4,7nF, celà aurait causé quelques soucis avec le modulateur!

    la prochaine fois il y aura :

    • Une platine regroupant les differentes alimentations avec fusible et condensateurs suplémentaires.
    • une platine commutation HF avec détecteur

     

     03 avril 2013

     45W porteuse 160W en crète sous 29Volts.

     Bientôt d'autres images, des résultats et des explications.

     

     

    PWM face avant

    Vue de face

     

    PWM interieur

    Il y a du monde!

     

    Une partie importante et pas si facile : la commutation Rx Tx!

     

    PWM commutation

    Les commutations Rx Tx

     

    La mesure de puissance HF.

    Un tore avec pas mal de spires (ancienne self de filtrage), deux diodes 1N4148 et un potentiomètre de 10K.

     

    sonde courant

     Une sonde de courant pour connaitre la puissance de sortie

     

     

     14 avril 2013

    Voci les dernières mesures avec une alimentation de 37V poussée à 38,5V 350W.

    Elle remplacera celle de 24V.

    La puissance porteuse est passée à 100W et 320W en crête de modulation.

     

    Le rendement :

     Pour 255W RF (manip effectuée avec le potentiomètre de largeur d'impulsion du modulateur.

    • Tension Drains : 34,4V
    • Courant Drains : 7,8A

    Soit 271W consommés.

    Le rendement est de 90%

     

    A pleine puissance (330W).

    •  Tension Drains : 38,5V
    •  Courant Drains : 9,4A

     Soit 361W consommés.

     Le rendement est > 90%

     

     

    La pureté spectrale :

     

    spectre

    Pas facile à prendre!

     

    A  250W :

    • H2 : -42dB
    • H3 : -36dB

    Celà obtenu en retouchant l'ajustable du rapport cyclique du DDS (J'y ai gagné plus de 20dB !)

    Attention, ma méthode de mesure n'est pas très bonne (coupleur ajustable), en effet pour éviter les produits de mélange de l'analyseur, il faut réjecter la fondamentale. Donc la réalité est sans doute meilleur que ce que je vous montre.

    Là un filtre pourrait améliorer les choses, j'ai fait quelques essais mais avec une fréquence de coupure trop basse (4,5MHz).

    Celà a pour conséquence de m'apporter 2dB de perte.

    Une fréquence de coupure de 5.5MHz apporterait  (pour un filtre 5 pôles) 10dB de plus sur l'harmonique 2 et quasiment pas de perte.

     

    Voici un article permettant de calculer ce filtre, écrit par Jean Claude F6GLZ :

     http://f6glz.files.wordpress.com/2012/03/butterworth.pdf

    Voir aussi cet excellent article de Ed W3NQN (QST1999)  : Télécharger « LP Filter.pdf »

     

    Attention aux composants utilisés!

    Le T106-2 est OK mais coté condensateur les NPO bleu ou jaune 1 à 3KV s'echauffent.

    Choisir du mica argenté.

     

     

     17 avril 2013

    Dernieres nouvelles :

    Changement de l'alimentation à découpage de 37V par une de 48V 350W toujours à découpage.

    Rajout d'une petite alimentation à découpage de 2A 13,5V (pour remplacer le convertisseur DC/DC)

    J'ai réglé la tension pour 150W porteuse soit 47V.

    Les 400W en pointe de modulation sont dépassés. 

     

     Dans un Rack de 19' 3U et 250mm de profondeur nous avons l'équivalent d'un ART13 et son alimentation.

    A puissance égale, l'ART13 consomme plus de 700W en pointe de modulation.

     

     

     18 mai 2013

    Après plusieurs semaines d'exploitation, aucun problème n'est apparu. 

    Les améliorations :

    • Remplacement du galvanomètre mesure de courant (10A Max)  pour une meilleur lecture.
    • Utilisation du logiciel GALVA pour étoffer le galvanomètre de Signal et Puissance.
    • Rajout d'un petit ventilateur pour améliorer la circulation de l'air notamment quand celui de l'alimentation 48V se met en marche.
    • Réglage définitif de la puissance porteuse à 100W (plus de 400W en crête). 
    • Utilisation d'un filtre passe bas 80M en sortie antenne.

     

    Le filtre Passe-Bas 80M

     

    Filtre passe bas

    Filtre passe bas 80M

     

    C'est un filtre passe bas 7 pôles type Chebyshev.

    • Rejection de l'harmonique 2 à - 40dB
    • Fc : 5MHz
    • Perte d'insertion faible (3W pour 100W IN)
    • ROS : 1:1
    • Puissance admissible 500W

     

    Utilisation du logiciel RFSim99

     

    Courbes

     Les harmoniques sont bien attenuées

     

    Les éléments : 

    470pF - 2,43uH - 1200pF - 3uH - 1200pF - 2,43uH - 470pF

    • Condensateurs Mica argentés 500V USSR (costauds)
    • Tores T106-2 avec fil émaillé de 15/10
    • 2.5uH : 13.5 spires
    • 3uH : 14.5 spires

     Vérifier à l'inductancemètre avant de couper!

     

    Analyse spectrale à 100W

    10dB par carreau

    2 MHz par carreau

    Spectre

     Avant la mesure

     

    Spectre

    C'est pas mal!

     

    Quelques raies au pied de porteuse provenant du DDS.

    Les résultats sont là : H2 et H3 à -62dB de la porteuse.

    Rappel : Ma méthode de mesure n'est pas très bonne (coupleur ajustable), en effet pour éviter les produits de mélange de l'analyseur, il faut réjecter la fondamentale. Donc la réalité est sans doute meilleur que ce qui est montré.

    Cette fois le Tx/Rx est full opérationnel!!

     

    PWM

    Le Tx/Rx final avec son filtre

     

    La touche finale avec les inscriptions (mylar face autocollante pour imprimante).

    TxRx final

    Ca a de la gueule, non?

    Retour d'exploitation

    Comme je suis assez bavard, j'ai eu droit à une surchauffe du PA (malgré le haut rendement) : Un IRF au PA en CC et un IRF au modulateur en CC (au bout de 6 mois d'exploitation).

    Donc une ventilation plus importante a été mise en place avec deux vitesses Tx et Rx.

    J'ai aussi rabaissé la puissance à 100W (43V) pour ne pas trop solliciter l'alimentation à découpage de 350W dont le vetilateur s'enclenchait trop souvent....

    Bon bricolage

    Marc F5MAF : f5maf@sfr.fr


     

    Jean Michel F6FWT a souhaité réaliser cet émetteur récepteur.

    Voici les photos de sa réalisation

    Emetteur AM PWM avec pilotage par DDS par F5MAF

    Emetteur AM PWM avec pilotage par DDS par F5MAF

    150W HF pour 173W alimentation, 87% de rendement!

     

    Emetteur AM PWM avec pilotage par DDS par F5MAF

    Jean Michel est arrivé à intégrer le filtre pass-bas

     

    Emetteur AM PWM avec pilotage par DDS par F5MAF

    Emetteur AM PWM avec pilotage par DDS par F5MAF

    L'alimentation de 350W

     

    Emetteur AM PWM avec pilotage par DDS par F5MAF

    Le DDS blindé

     

    Emetteur AM PWM avec pilotage par DDS par F5MAF

    Juste la place pour le haut parleur

     

    Emetteur AM PWM avec pilotage par DDS par F5MAF

    Le filtre avec des  tores T68

     

    Emetteur AM PWM avec pilotage par DDS par F5MAF

    Le module PWM avec le filtre à gauche

     

    Emetteur AM PWM avec pilotage par DDS par F5MAF

    Nouvelle platine prévue pour fonctionner sur 40M, un driver par MosFet