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TABLE DES MATIÈRES.
1°) - Présentation du module.
2°) - Le schéma.
3°) - La construction du module.
__3-1) - Les documents à télécharger.
__3-2) - L'assemblage du module.
4°) - Les réglages.
1°) - Présentation du module.
Pourquoi ce module AM alors que la première version du module SSB/AM nommé 14HAM-TRM possédait déjà l'AM?
En fait, pour plusieurs raisons:
La première, c'est que sur la première version du module SSB/AM, ces deux modes se partageaient le même filtre à quartz, ce qui posait un gros problème de bande passante en AM. En effet et en en mode SSB, la fréquence BFO non modulée se situe normalement sur l'un des deux bords de la bande passante du filtre à quartz, selon que l'on soit en LSB ou en USB, ce qui fait que la seule bande latérale utilisée peut profiter de toute la largeur de la bande passante du filtre à quartz. Par contre et en mode AM, la fréquence non module (porteuse) se trouve en plein milieu de la bande passante du filtre à quartz et les deux bandes latérales sont utilisées, ce qui fait que ces dernières ne peuvent profiter que de la moitié de la bande passante de celui-ci.
La deuxième raison, est qu'il était très difficile de régler le module pour que les deux modes fonctionnent correctement. En effet, certains réglages favorisaient l'un des deux modes au détriment de l'autre.
Vu que le projet 14HAM-DK2 est de bel envergure, il m'a donc paru plus sage de réaliser un module dédié au mode AM.
J'ai donc conçu ce nouveau module de manière qu'il soit facilement intégrable au montage existant, sans qu'il y ait à faire de grosses modifications.
J'ai veillé aussi qu'il fasse les mêmes dimensions que le module FM de manière qu'il puisse se superposer à celui-ci en le plaçant au-dessus ou en-dessous de ce dernier.
Comme il n'est pas prévu de commutation audio sur le module "Commutation BF", comme c'est le cas pour le mode FM, l'aiguillage des signaux audio est donc directement embarqué sur le module AM. Pour la connectique audio, c'est très simple puisque ce module vient simplement s'intégrer entre le module SSB et la connectique audio de ce dernier. De plus, toute la connectique audio se trouve du même coté ce qui facilite les raccordements entre les deux modules.
Côté HF, le principe est le même que pour le module FM. La connexion coaxial s'intègre entre le module SSB et le module FM ou entre le module FM et le filtre FI 57/58.7MHz.
Avec le nouveau module SSB qui possède des trous de fixation supplémentaires, il est aussi très facile de venir y fixer le module AM au-dessus et le module FM par dessus ce dernier.
Côté électronique, le schéma est réalisé sur le même principe que pour le module SSB, à savoir que les chaînes émission et réception sont entièrement différentiel, ce qui apporte plus de dynamique et donc de meilleurs performances.
Comme pour la majorité des modules du projet 14HAM-DK2, celui-ci pourra très bien être utilisé pour tout autre projet.
Le PCB de ce module est disponible au radio-club Lyonnais F8KLY, dont voici le lien de contact:
2°) - Le schéma.
Voici le schéma global du module AM:
Nous allons commencer par décortiquer toute la partie commutation.
La commutation des tensions d'alimentation, des signaux HF et BF est assurée par 4 relais. Ceux-ci sont piloter par un ULN2803A pour simplifier le montage et commandé lui-même par le signal logique TOR (Tout Ou Rien) 0-5V issu de la sortie "Trigger6/AM" du module de commutation du VFO.
Le ULN2803A est un circuit intégré composé de 8 transistor Darlington. Quatre seront utilisés dans le montage.
les entrées "I1" à "I4" sont reliées ensemble et les sorties "O1" à "O4" vont piloter chacune un relais, comme décrit ci-après.
Le premier relais "K1" va autoriser les alimentations des chaînes réception et émission uniquement quand le mode AM sera sélectionné. Dans tous les autre modes, le module AM ne sera pas alimenté.
Comme l'oscillateur local 48MHz a besoin d'être alimenté en émission comme en réception, 2 diodes anti-retour "D5" et "D6" sont placées après les contacts de ce relais. Sans ces diodes, les +12VR et +12VE seraient shuntés. Les bobines des relais de commutation audio "K3" et "K4" sont aussi alimentés à travers ces diodes.
Les diodes "D2" et "D3" permettent d'amener un 12V permanent aux relais "K1" et "K2". Contrairement aux diodes "D5" et "D6", elles sont reliées avant les contacts de "K1".
Le relais "K2" est chargé de faire l'aiguillage des signaux HF. Au repos, son contact relie simplement "SMA1" à "SMA2", ce qui rend le module AM traversant.
Quand le mode AM est sélectionné, son contact se colle, les autres modules FM et/ou SSB reliés en "SMA1" sont ainsi déconnectés et le module AM est connecté.
Le filtre FI 58.7MHz composé de "L1" et "C11", est commun à la chaîne émission et à la chaîne réception.
Comme pour le relais "K2", le relais "K3" est chargé de faire l'aiguillage des signaux audio réception. Au repos, son contact relie simplement les broches "1" des connecteurs "J5" et "J6", ce qui rend le module AM traversant.
Quand le mode AM est sélectionné, son contact se colle, les autres modules FM et/ou SSB reliés en "J5" sont ainsi déconnectés et le module AM est connecté.
Comme pour les relais "K2" et "K3", le relais "K4" est chargé de faire l'aiguillage des signaux audio émission (micro). Au repos, ses contacts relient simplement les broches du connecteur "J7" aux broches du connecteur "J8", ce qui rend le module AM traversant.
Quand le mode AM est sélectionné, ses contacts se collent, les autres modules FM et/ou SSB reliés en "J8" sont ainsi déconnectés et le module AM est connecté.
Passons maintenant à la partie électronique.
La seule partie commune à l'émission et la réception est l'oscillateur 48MHz qui sera alimenté en permanence via les diodes "D5" et "D6" comme vu précédemment et uniquement quand le module AM sera actif.
Contrairement au module SSB, il ne sera pas nécessaire d'utiliser un oscillateur de type TCXO. Un simple oscillateur classique de type "horloge" suffira. Même s'il dérive un peu en fréquence, il y aura pas d'incidence.
Comme les fabricants préconisent une charge de 15pF ( C12 ) en sortie HF et qui correspond à une impédance capacitive d'environ 220 Ohms à 48 MHz, j'ai donc calculé la valeur des deux potentiomètres ajustables "RV1" et "RV2" montés en parallèle et d'injection de signal de "IC1" et "IC2" avec une valeur de 500 Ohms pour obtenir une impédance résistive de 250 Ohms pour faire correspondre à l'impédance de ce condensateur.
Ce condensateur "C12" joue aussi le rôle de filtre passe-bas en éliminant les harmoniques de fréquence.
Voici la partie émission.
Globalement, ce schéma est très proche de celui du module SSB, mise à par le filtre à quartz quelque peu différent par l'utilisation de deux filtres à quartz 10.7MHz, et le potentiomètre ajustable pour produire une porteuse. Il n'y a pas d'injection de signal sur la broche "6", puisque l'on utilise les broches "6" et "7" pour créer un oscillateur de type Colpitts.
Comme pour le module SSB, toute la chaîne fonctionnent en différentiel ce qui permet d'obtenir une bonne dynamique de signal audio.
Voici la partie réception.
Cette chaîne fonctionne aussi entièrement en différentiel ce qui permet, là aussi d'obtenir une bonne dynamique de signal.
La partie réception de ce module diffère du module SSB en ce sens qu'elle n'a pas de démodulateur SSB composé d'un mélangeur SA612, mais d'un démodulateur AM composé d'un NE592, de quatre diodes germanium montées en pont redresseur et d'un transfo audio qui attaque en différentiel un NE5532 chargé amplifier le signal audio.
Les quatre diodes montées ainsi permettent de supprimer les signaux HF qui sont en inversion de phase en sortie des broches "4" et "5" et d'additionner les enveloppes audio qui sont par contre, en phase en sortie de ces deux broches. Le condensateur "C31" éliminera tout signal HF et laisse passer uniquement le signal audio dans le primaire de "T1". Le condensateur "C36" sera remplacé par une résistance de charge de 2K2 pour que "IC5A" puisse fonctionner correctement.
Les potentiomètres ajustables "RV4" et RV8" permettent respectivement d'ajuster l'amplitude des signaux HF et audio.
Voici le schéma de la parie CAG (AGC) et signal S-mètre.
Le signal audio est prélevé en sortie de "IC5A" pour rentrer dans "IC5B" monté en buffer (étage tampon). En sortie, le signal est dirigé vers deux direction: CAG et S-mètre.
Pour le CAG, "RV5" a été remplacé par une résistance montée en série pour un fonctionnement plus efficace. Les diodes "D7" et "D8" permettent de conserver uniquement la composante positive.
Ensuite, le condensateur "C22" élimine le signal BF et transforme l'amplitude de celui-ci en tension CAG qui est ensuite appliqué à la gate du transistor FET "Q1". Son drain est relié au curseur de "RV3" qui fera chuter la tension des entrées du NE592 en fonction de l'amplitude du signal audio.
Côté S-mètre, le principe est quasi-identique, à savoir que l'on transforme l'amplitude du signal audio en une tension proportionnelle à cette amplitude. Comme ce module AM s’intercale entre le module SSB et FM, le signal du S-mètre du module FM arrive en "J9". Ainsi, les signaux S-mètre des modules AM et FM ressortent en "J4" pour aller en "J7" du module SSB pour être finalement redirigé à l'entrée S-mètre du module Arduino MEGA2560.
3°) - La construction du module.
Après les présentations, on peut passer à l'action.
__3-1) - Les documents à télécharger.
Voici les documents PDF nécessaires à l'assemblage de ce module. Pour les agrandir et les télécharger, cliquer sur l'angle en haut à droite.
Module AM - Schéma 20240222.pdfModule AM - Liste des composants 20240222.pdfModule AM - implantation.pdf__3-2) - L'assemblage du module.
Comme pour les autres modules, on commence par les composants les plus bas (diodes, résistances, ...) et on termine par les plus haut.
Les relais et transformateurs audio seront blindés avec du ruban adhésif en cuivre comme pour les autres modules, et monter sur supports DIP (sauf transformateurs audio) pour faciliter leur remplacement en cas de panne (voir par exemple la page du module 12 filtres passe-bandes).
Détail de "RV5" remplacé par une résistance de 1K.
Détail de "R9" remplacé par un shunt.
Détail de "C36" remplacé par une résistance de 2K.
4°) - Les réglages.
Réglage de la chaîne émission:
-Commuter en mode AM.
-Régler "RV1" pour obtenir entre 200 et 250mVpp sur la broche "6" de "IC1".
-Ne pas connecter "J7".
-Passer en émission.
-Régler "CV3" pour régler la fréquence d'oscillation le plus proche de la fréquence centrale du filtre à quartz (sonde oscilloscope sur broche "1" ou "2" de "IC1"). Ajuster, si nécessaire "RV7" de manière à avoir un signal correctement lisible sur l'oscilloscope.
-Régler "RV7" pour obtenir une tension d'environ 75mVpp sur les broches "1" et "2" de "IC1".
-Connecter "J7".
-Parler dans le micro de manière monotonique et constant, et régler en même temps le potentiomètre ajustable de sortie du préampli micro pour obtenir une tension maximale d'environ 150mVpp sur les broches "1" et "2" de "IC1".
-Placer la sonde de l'oscilloscope sur "SMA2".
-Régler "C11" pour obtenir un maximum de signal à 58.7MHz.
-Réajuster si nécessaire "RV1" avec un maximum de 300mVpp sur la broche "6". La tension porteuse doit être la moitié de la tension modulée à 100%.
Réglage de la chaîne réception:
-Commuter en mode AM.
-Régler "RV2" pour obtenir entre 200 et 250mVpp sur la broche "6" de "IC2".
-Régler "RV4", "RV8" et "RV9" pour obtenir le maximum de signal audio (léger souffle si absence de station à écouter).
-Rechercher une station de radiodiffusion (Au dessus de 7.200MHz après 20h00 par exemple) ou émettre sur charge fictive avec un autre appareil et sur la même fréquence. Le mieux étant les stations de radiodiffusion lointaines qui présentent beaucoup de QSB, idéal pour régler le CAG.
-Retoucher "RV4" si le signal est saturé.
-Ajuster "RV3" pour régler le CAG (AGC).
-Réajuster "RV8" si nécessaire.
-Ajuster "RV9" pour régler le niveau de sortie audio de manière identique aux autres modules (FM et SSB).
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