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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.
Le stock de PCB de la première version étant épuisé, il était nécessaire de repasser une commande. Mais comme plusieurs modifications ont été apportées au fur et à mesure, il m'a paru plus judicieux de redessiner une nouvelle version avec tous les correctifs apportés sur la précédente version.
Voici donc le PCB de la nouvelle version:
Les principales différences par rapport à la première version, sont les suivantes:
-Suppression du mode AM.
-Suppression de l'étage préampli de sortie HF de la chaîne émission (UA733).
-Suppression du relais de commutation HF émission/réception.
-Modification de la sortie audio de la chaîne réception.
-Modification de l'AGC.
-Filtre HF 57MHz commun à l'entrée réception et à la sortie émission.
-Mélangeur à diodes en anneau ADE-1 embarqué.
-Oscillateur TCXO 48MHz embarqué.
-Connectique audio regroupée sur le bord droit du PCB (sauf entrée signal micro).
-Découpes du PCB au niveau de chaque connecteur pour faciliter le passage des conducteurs.
-Rajout de trous de fixation pour permettre la superposition avec d'autres modules (AM, FM, ...).
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 nouveau module SSB:
Nous allons maintenant décortiquer le schéma.
Les parties communes.
Comme ce nouveau module fait les mêmes dimensions que le précédent pour faciliter son remplacement par le nouveau et qu'il y avait de la place libre, le mélangeur à diodes en anneau ADE-1 a été embarqué directement sur celui-ci côté soudure.
Même chose pour l'oscillateur local 48MHz de type TCXO.
Celui-ci est alimenté en permanence par l’intermédiaire des diodes antiretours "D1" et "D2" qui récupèrent alternativement les tensions d'alimentation +12VR et +12VE.
Comme les fabricants préconisent une charge de 15pF ( C7 ) 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 "P1" et "P2" 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 "C7" joue aussi le rôle de filtre passe-bas en éliminant les harmoniques de fréquence.
Si l'on ne souhaite pas utiliser celui-ci, mais un oscillateur externe (oscillateur fixe ou VFO), il a été prévu un connecteur SMA en option (SMA5).
Pour homogénéiser les niveaux d'entrée et sortie HF entre les trois modules des différents modes de modulation, j'ai adopté le même schéma d'entrée et de sortie HF que sur les modules AM et FM.
De ce fait, le relais de commutation HF présent sur la première version disparaît et le filtre 57MHz est commun à l'émission et à la réception.
L'injection du signal BFO 9MHz issu du Si5351, se fait sur le connecteur SMA6.
Un filtre HF très sommaire constitué de L1 et C42, a été rajouté pour atténuer les harmoniques. Celui-ci pourra être revue si nécessaire, en rajoutant un condensateur entre les connections "1" et "2" de SMA6 et en recalculant les valeurs de C42 et L1 de manière à obtenir un filtre passe-bas en PI plus efficace.
Les deux potentiomètres ajustable de 100 Ohms et de réglage de la tension HF montés en parallèle forment une impédance de charge de 50 Ohms pour le Si5351.
Le filtre à quartz est identique à la première version , à savoir, un double filtre à quartz monté en différentiel ce qui améliore grandement la dynamique du signal.
La partie émission
Le premier étage est le générateur DSB qui est identique à la première version, mais sans les composants qui permettaient la modulation en mode AM. Le signal BFO de 9MHz est injecté sur la broche "6" de IC4.
Le secondaire du transformateur audio est donc directement raccordé à l'entrée différentiel de IC4 (broche "1" et "2") ce qui réalise une méthode quasiment parfaite de modulation SSB sans aucune porteuse et sans réglage.
Pour rappel, celle-ci consiste donc à raccorder l'enroulement secondaire de ce transformateur TR2 (transformateur audio 600/600 Ohms) directement aux deux broches de l'entrée symétrique "1" et "2" de IC4.
L'impédance de chaque enroulement de ce transformateur est donnée pour faire 600 Ohms et leur résistance mesurée est d'environ 130, 140 Ohms.
En absence de signal audio, l'enroulement raccordé à l'entrée symétrique va se comporter comme une résistance de faible valeur qui va permettre aux deux bases des deux transistors internes du NE612 d'être au même potentiel et ainsi "parfaitement" équilibrées, et donc, absence total de signal en sortie de IC4. Les condensateurs C28 et C32 se chargeront d'éliminer tous signaux HF parasites.
Quand on applique, maintenant, un signal au primaire du transformateur audio, celui-ci va être injecté simultanément sur les deux broches de l'entrée symétrique en différentiel, c'est à dire, avec un déphasage de 180° (ou signal inversé, si vous préférez) de l'une par rapport à l'autre. De cette manière, il n'y a pas qu'une seule base des 2 transistors internes du SA612 qui se trouve déséquilibrée comme on le voit dans bon nombre de montages, mais les deux et de 180°. Avec cette méthode, les performances du NE612 sont optimisées avec une bien meilleur dynamique et un beau signal modulé en sortie.
En sortie de IC4, une résistance de 2K (R10) est placée entre les broches "4" et "5" pour former avec les deux résistances internes de 1K5 de IC4, une charge correcte pour l'entrée du double filtre à quartz.
(Erratum: sur la portion de schéma montrée ci-dessus, R10 à une valeur de 1K5. Cette portion de schéma va être remplacée. Sur le schéma téléchargeable, cette erreur a été corrigée).
En sortie du double filtre à quartz, les résistances R7, R8, R3 et R5 ont pour rôle de charger correctement la sortie de ce double filtre à quartz tout en veillant à conserver une impédance pas trop élevée pour l'entrée du NE592.
(Erratum: sur la portion de schéma montrée ci-contre, les valeur de R7, R8, R3 et R5 ne sont pas correctes. Elles font toutes 300 Ohms. Cette portion de schéma va être remplacée. Sur le schéma téléchargeable, cette erreur a été corrigée).
Le signal différentiel 9MHz modulé en SSB issu du double filtre à quartz, est donc appliqué à l'entrée différentielle du NE592 chargé d'optimiser l'amplitude du signal à envoyer à l'entrée différentielle du mélangeur SA612 IC1.
Le signal 48MHz du TCXO est injecté sur la broche "6" et les signaux mélangés ressortent en "4" et "5" de IC1.
La sortie différentielle arrive sur le filtre 57MHz commun à l'émission et la réception.
La partie réception.
Voici le premier étage de la chaîne réception.
Le signal FI 57MHz en provenance du filtre HF, arrive sur l'entrée différentielle de IC2. Le signal 48MHz du TCXO arrive sur la broche "6" et les signaux mélangés ressortent sur la sortie différentiel de IC2 ("4" et "5").
En sortie de IC2, une résistance de 2K (R1) est placée entre les broches "4" et "5" pour former avec les deux résistances internes de 1K5 de IC2, une charge correcte pour l'entrée du double filtre à quartz.
(Erratum: sur la portion de schéma montrée ci-dessus, R10 à une valeur de 1K5. Cette portion de schéma va être remplacée. Sur le schéma téléchargeable, cette erreur a été corrigée).
Les signaux mélangés arriveront donc à l'entrée du double filtre à quartz dont le rôle est de conserver uniquement la composante 9MHz.
Comme pour la partie émission, en sortie du double filtre à quartz, les résistances R12, R13, R14 et R18 ont pour rôle de charger correctement la sortie de ce double filtre à quartz tout en veillant à conserver une impédance pas trop élevée pour l'entrée du NE592.
(Erratum: sur la portion de schéma montrée ci-dessous, les valeurs de R12, R13, R14 et R18 ne sont pas correctes. Elles font toutes 300 Ohms. Cette portion de schéma va être remplacée. Sur le schéma téléchargeable, cette erreur a été corrigée).
Le signal différentiel 9MHz modulé en SSB issu du double filtre à quartz, est appliqué à l'entrée différentielle du NE592 (IC5) chargé d'optimiser l'amplitude du signal à envoyer à l'entrée différentielle du mélangeur SA612 (IC6).
Le signal BFO est injecté sur la broche "6" de IC6 et les signaux mélangés ressortent en "4" et "5".
La sortie différentielle de IC6 arrive sur l'entrée différentielle de IC8A en passant par un filtre passe-bas en PI symétrique (C47, R22, R23 et C49) chargé de supprimer le signal HF 9MHz et de ne conserver que le signal audio. En sortie de IC8A, le signal audio arrive sur le potentiomètre ajustable RV4 qui assurera le réglage maximum du signal audio à envoyer à l'ampli audio LM380.
Le signal est aussi prélevé en sortie de IC8A pour l'AGC (CAG) et le S-mètre. Il passe d'abord par un étage tampon, IC8B pour ne pas perturber le signal audio.
En sortie de celui-ci, le signal est dirigé vers deux direction: CAG et S-mètre.
Pour le CAG, RV1 a été remplacé par une résistance montée en série pour un fonctionnement plus efficace. Les diodes D5 et D6 permettent de conserver uniquement la composante positive.
Ensuite, le condensateur C30 élimine le signal audio et transforme l'amplitude de celui-ci en tension CAG qui est ensuite appliqué aux gate des transistors FET Q1 et Q2. Le drain de Q2 est relié au curseur de "P4" qui fera chuter la tension des entrées du NE592 en fonction de l'amplitude du signal audio. Le transistor Q1 commandera la LED de CAG sur le module de commutation Vcc/HF.
Le transistor Q3 commute le condensateur C27 chargé de rallonger la tempo CAG.
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 grâce à D7, D8 et C45. Le signal CAG passe d'abord par RV2 chargé d'ajuster la lecture sur l'afficheur, puis ressort en J6-2 pour être finalement redirigé à
l'entrée S-mètre du module Arduino MEGA2560. Les signaux CAG des modules FM et AM arriveront en J6-3.
L'ampli audio composé d'un LM380 et de quelques composants, est lui aussi embarqué sur ce module.
3°) - La construction du module.
Nous voici arrivé à la partie assemblage de ce module.
__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.
Modulateur SSB V2 - Schéma 20240225.pdfModulateur SSB V2 - Liste des composants 20240225.pdfModulateur SSB v2 - Implantation 20231031.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 seront blindés avec du ruban adhésif en cuivre comme pour les autres modules, et monter sur supports DIP pour faciliter leur remplacement en cas de panne (voir par exemple la page du module 12 filtres passe-bandes).
Vue sur le filtre 57MHz et l'oscillateur TCXO 48MHz.
Vue sur le mélangeur à diodes en anneau ADE-1 placé côté soudure.
Vue côté soudures du module avec le mélangeur à diodes en anneau ADE-1 à gauche.
4°) - Les réglages.
-Mettre sous tension.
-Passer en mode LSB ou USB.
Injection signal 48MHz.
-Régler P1 pour obtenir 200mVpp (250mVpp maxi) sur la broche "6" de IC1.
-Régler P2 pour obtenir 200mVpp (250mVpp maxi) sur la broche "6" de IC2.
Injection du signal BFO 9MHz.
-Régler P6 pour obtenir 200mVpp (250mVpp maxi) sur la broche "6" de IC4.
-Régler P7 pour obtenir 200mVpp (250mVpp maxi) sur la broche "6" de IC6.
Réglage de la chaîne émission.
-Passer en émission.
-Parler dans le micro de manière monotonique et constant, et régler en même temps le potentiomètre ajustable P3 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 CV1 pour obtenir un maximum de signal à 57MHz.
-Réajuster si nécessaire P1 avec un maximum de 250mVpp sur la broche "6" de IC1.
Réglage de la chaîne réception.
-Passer en réception.
-Régler P5, RV3 et RV4 pour obtenir un maximum de souffle.
-Générer une porteuse avec un générateur de fréquence à proximité ou émettre sur charge fictive avec un autre appareil et sur la même fréquence, mais légèrement décalé pour générer une tonalité de 1KHz, par exemple, en sortie de la chaîne réception.
-Placer la sonde de l'oscilloscope en J8-1.
-Régler P5 de manière que le signal audio en J8-1 ne soit pas saturé et montre une sinusoïde non déformée. Si nécessaire, agir sur RV3.
Réglage du CAG (AGC).
-Régler P4 pour obtenir un équilibre d'atténuation de signal entre IC5 et le UA733 du module commutation Vcc/HF.
Réglage du signal S-mètre.
-Régler RV2 pour obtenir la valeur souhaitée sur l'afficheur.
Réglage du signal audio.
-Régler RV4 pour obtenir le niveau de signal audio maximum quand le potentiomètre AFG (volume) est au maximum. Le niveau audio doit correspondre au même niveaux audio des modules AM et FM.
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