Un émetteur FM stéréo à PLL 205 canaux couvrant la gamme 88 à 108 MHz

Si vous avez besoin d’un exciteur FM pour construire un émetteur complet de radiodiffusion 88-108 MHz (associé à un amplificateur final HF de puissance) ou d’un générateur de labo pour cette gamme d’ondes (vous permettant de régler les récepteurs FM) ou bien simplement d’un microphone HF de qualité Hi-Fi mono ou stéréo, cet article va vous réjouir ! Cet émetteur FM stéréo à synthèse de fréquence et PLL ne comporte pas moins de 205 canaux.



L’évolution technologique des microchips est si fulgurante qu’on n’a pas le temps de mener à terme un projet avant qu’un nouveau circuit intégré ne sorte, rendant obsolète celui qu’on est en train de mettre en oeuvre ! Et l’emploi des microcontrôleurs ne fait qu’amplifier le phénomène ! C’est la récente disponibilité sur le marché du circuit intégré Rohm BH1414K qui nous a décidés à concevoir cet exciteur (en français on dit plus volontiers générateur, cependant ici ce n’est pas de l’appareil de labo qu’il s’agit mais plutôt d’un émetteur de faible puissance dont la fréquence peut être continûment balayée d’un bout à l’autre d’une gamme donnée) FM d’une puissance de 250 mW, à PLL et couvrant la gamme de 88 à 108 MHz, soit la bande de radiodiffusion. Ah ! si les “pirates” (sympathiques) de la bande FM (radios pirates) dans les années 70 avaient pu disposer des schémas que vous allez découvrir dans les pages suivantes, comme ils auraient été heureux ! Les noms même de ces radios nous font encore rêver aujourd’hui : Radio des Poumons, Radio Fil à Retordre, Radio Fou Allier…certaines (rares) se sont maintenues, comme Radio Grenouille, Radio Zinzine…mais la plupart sont devenues beaucoup moins poétiques (bizness oblige).
Quittons la poésie pour la technique : les microcontrôleurs –c’est vrai que c’est agaçant ces “listings” mais…– ont augmenté les prestations de nos appareils tout en simplifiant considérablement leurs schémas électriques.
Désormais, pour changer la fréquence d’émission d’un générateur FM à PLL, il suffit d’appuyer sur un poussoir, comme le montrent les figures 18 à 31 (finies les “contraves”, sortes de galettes à roulettes empilables à code BCD des “seventies”…. Sans parler de la technologie CMS (composants à montage en surface, SMD en anglais) qui permet un gain de place fantastique… et de mettre en place une microscopique puce de 4 x 11 = 44 pattes aussi fines que les pattes d’un faucheux (qui lui n’en a que six), comme le montre la figure 1. Notez que cette technologie nous contraint de vous proposer la platine de base de ce générateur FM déjà montée et réglée (ce qui ne déplaira pas à tout le monde, d’ailleurs, si l’on en croit vos courriels) : voir auprès de nos annonceurs. Par contre vous aurez le plaisir de monter vous-mêmes la platine d’affichage, avec des composants traditionnels.
Mais peut-être vous demandez-vous à quoi pourrait vous servir un tel émetteur FM mono ou stéréo à PLL couvrant toute la bande de radiodiffusion en 205 canaux, à part monter une radio privée ? Les figures 2, 3 et 4 vous font quelques suggestions : disons en gros que vous pourrez connecter à l’entrée du générateur FM n’importe quel signal BF mono ou stéréophonique… et récupérer le son amplifié sur un récepteur (ou tuner) FM et tout cela sans fil, bien entendu. Quant à la portée, ce ne sera pas un problème, si vous voulez sonoriser votre jardin… à moins que vous n’ayez une chasse en Sologne de trois mille hectares ! D’autant que si l’antenne télescopique ne suffisait pas, vous auriez la possibilité de brancher une antenne dipôle ou même directive à la BNC du panneau arrière, comme le montrent les figures 8, 9 et 32. Bon, ceci dit, si vous voulez construire un émetteur véritable, afin de constituer une station de radiodiffusion FM de village, par exemple (voir les conditions légales de la chose auprès du Maire et/ou du Député ou Conseiller Général / Régional), vous devrez tout de même faire suivre cet exciteur par un amplificateur linéaire d’une vingtaine ou d’une centaine de watts, par un filtre passebas efficace et un système d’antennes colinéaires à quatre dipôles avec coupleur (en fonction de la zone que vous voulez couvrir). Dans ce cas de figure, la table de mixage (le commutateur / mélangeur de sources BF si vous préférez) placée dans les studios “attaque” l’entrée (mono ou stéréo) de l’exciteur FM… et en module (en fréquence) la porteuse… pour la plus grande joie de vos auditeurs à l’écoute.

Figure 1 : En haut le microscopique circuit intégré BH1414K en dimensions réelles, avec ses 11 fines pattes par côté (ce qui fait un total de 44). A gauche le schéma synoptique de ce circuit intégré. Figure 6, au beau milieu du schéma électrique, voyez comment relier ces nombreuses broches aux composants externes pour obtenir les fonctions remplies par notre exciteur (ou générateur) FM à synthèse de fréquence PLL. Attention, le point repère-détrompeur est en bas à gauche, entre les broches 44 et 1 (vous le voyez, ces broches “vont dans le sens contraire à celui des aiguilles d’une montre”).

Figure 2 : Si vous aimez thésauriser des morceaux de musique au format MP3, vous pouvez les écouter sur la chaîne stéréo de votre voiture ou de votre camping car, simplement en connectant le lecteur MP3 à votre générateur FM stéréo.

Figure 3 : Si maintenant vous reliez le générateur FM à votre chaîne stéréo domestique, vous pouvez écouter vos disques favoris dans le jardin ou en un quelconque autre lieu voisin. Si vous connectez une capsule téléphonique préamplifiée à votre générateur réglé en mono, vous pouvez l’utiliser comme microphone HF, ce qui vous permettra de surveiller phoniquement la chambre d’un bébé (ou d’une personne dépendante).

Figure 4 : Si vous reliez la prise audio d’un petit téléviseur portatif au générateur FM, vous pouvez vous servir de l’installation stéréo de votre voiture ou de votre camping car pour jouir d’une écoute amplifiée du son (et tout cela sans fil, bien sûr).

Figure 5 : Photo (nettement agrandie) d’un des prototypes des platines de base EN1619 et d’affichage EN1618 installées dans leur boîtier plastique avec face avant et panneau arrière en aluminium anodisé et reliées par connecteurs femelles pour circuit imprimé et nappe dotée de prises mâles serties. La platine de base EN1619 étant en CMS, elle est disponible déjà montée et réglée.
L’antenne fouet télescopique (en haut à droite) pourra éventuellement être remplacée par un dipôle externe, comme le montre la figure 32 (la portée n’en sera que meilleure). Si vous conservez l’antenne télescopique, déployez-la entièrement.


A savoir
Une des choses qui rendent ce générateur tout à fait remarquable est qu’il est contrôlé par un microcontrôleur ST7 permettant d’exécuter, simplement au moyen de trois poussoirs, les fonctions suivantes :
- modifier la fréquence d’émission
- choisir d’émettre en mono ou stéréophonie
- visualiser toutes les données sur afficheur LCD.
En effet, l’afficheur LCD affiche la fréquence exacte en MHz (voir figure 6) suivie d’un symbole à un triangle (pour mono) ou deux triangles (pour stéréo) : voir figures 24 et 25. Est également affiché le gain (de 0 à +6 dB), voir figures 26, 27et 28, ou l’atténuation (de 0 à –6dB), voir figures 29, 30 et 31, du signal BF appliqué à l’entrée. Rappelons que 6 dB correspond à un gain de 2 fois ou à une atténuation de 0,5 fois.
L’amplitude maximale du signal applicable sur chacune des deux entrées droite ou gauche (voir figure 6) est de 0,5 Vrms, soit environ 0,18 Veff.
Précisons tout de suite que ce générateur ne peut être utilisé que pour couvrir la gamme FM 87,5 à 108 MHz et qu’il n’est pas possible de modifier le circuit (rappelons-le, disponible déjà monté en CMS et réglé) pour décaler ou étendre cette gamme de fréquences. Dans cette bande il y a 205 canaux au pas (“step”) de 100 kHz : si le LCD affiche, par exemple, 101,5 MHz, en appuyant sur la touche dont la flèche est tournée vers le haut (voir figure 21), la fréquence passera à 101,6 puis 101,7, etc. Inversement, si on appuie sur la touche dont la flèche est tournée vers le bas (voir figure 22), la fréquence passera à 101,5 puis 101,3, etc.

Le schéma électrique
Comme le montre le schéma électrique de la figure 6, on peut distinguer deux sections : à gauche le circuit de contrôle avec le microcontrôleur IC2 et l’afficheur LCD (platine d’affichage EN1618 en composants traditionnels) et à droite l’étage générateur proprement dit (platine de base EN1619 disponible déjà montée en CMS et réglée)

Figure 6 : Schéma électrique complet (à gauche) de la platine d’affichage EN1618 (avec son afficheur LCD, le microcontrôleur IC2 ST7-EP1618 déjà programmé en usine, le régulateur IC1 et les trois poussoirs permettant de régler la fréquence d’émission choisie) et (à droite) de la platine de base EN1619 déjà montée en CMS.

L’étage générateur FM mono ou stéréo synthétiseur à PLL
Le quartz XTAL de 7,6 MHz relié aux broches 34 et 35 de IC3, le fameux BH1414K, est divisé par 4 par un diviseur interne, ce qui donne une figure de :

7,6 : 4 = 1,9 MHz.

Cette fréquence est ensuite divisée, par un second étage, par 19, de façon à obtenir le pas (“step”) du PLL de 100 kHz :
1,9 : 19 = 0,1 MHz ou 100 kHz.

La fréquence de 38 kHz utilisée pour le multiplexeur de la porteuse stéréo et la fréquence de la sous-porteuse à 19 kHz sont toutes deux obtenues à partir de la fréquence de 1,9 MHz (fréquence du quartz divisée par 4). En effet, si nous regardons le schéma synoptique (voir figures 1 et 6) du BH1414K, nous voyons que la fréquence de 1,9 MHz, avant d’être envoyée à l’intérieur de l’étage multiplexeur (rectangle noté MPX), est divisée par 50 :
1,9 : 50 = 0,38 MHz ou 38 kHz.

Le multiplexeur MPX sert à effectuer la commutation sur les deux canaux droit et gauche, qui seront ensuite superposés à la fréquence de la sous-porteuse à 19 kHz que nous obtenons en divisant par deux la fréquence 38 kHz. Les deux fréquences 38 et 19 kHz sont appliquées au trimmer R26, soit sur les broches 19 et 18, qui sert à doser l’amplitude du signal sur les diodes varicap DV1-DV2 montées en parallèle sur la self d’accord L1. Pour produire la fréquence d’émission, on relie aux broches 23 et 24 de IC3 cette self d’accord L1 (disponible déjà montée et réglée, comme toute cette platine). Chaque fois qu’un minimum de dérive entre la fréquence engendrée et celle paramétrée sur le LCD se produit, l’étage PLL (situé à l’intérieur du BH1414K) fait varier la tension continue sur les deux diodes varicap DV1-DV2 en plus ou en moins jusqu’à ce que la fréquence produite par le générateur soit identique à celle affichée sur le LCD. La résolution maximale est, rappelons-le, de 0,1 MHz ou 100 kHz.
Le signal audio modulant la porteuse en mono ou bien en stéréo, est appliqué sur les entrées 5 et 7 indiquées CH-D pour le canal droit et CH-G pour le canal gauche puis passe à travers des filtres de préaccentuation ayant pour rôle de rehausser les fréquences aiguës : C58-C57/R32-R31 pour le CH-G et C59-C60/R39-R34 pour le CH-D.
De la broche 28 sort le signal HF ; il a une puissance dérisoire de 0,01 mW que l’amplificateur IC2 INA10386 amplifie de 25 dB environ et ensuite TR1 BFG135 encore de 19 dB ; nous retrouvons sur la prise d’antenne une puissance de 250 mW environ, soit +24 dBm.
TR1 et l’amplificateur monolithique IC2 sont alimentés en 12-13 V environ et IC3, le BH1414K, par le 5 V stabilisé fourni par le régulateur IC1.

L’étage d’affichage avec microcontrôleur ST7-EP1618 déjà programmé en usine et LCD
Cet étage se compose, en plus du ST7 et du LCD, du régulateur IC1 L7805 fournissant, à partir de la tension d’entrée 12 à 13 V, le 5 V alimentant le micro et l’afficheur. On y trouve enfin les trois poussoirs P1-P2-P3 servant à modifier la fréquence, sélectionner le mode d’émission mono ou stéréo et le gain / atténuation du signal BF (voir figures 18 à 31). Sur cette platine, tous les composants sont à montage traditionnel et vous la construirez vousmêmes (voir figures 11 à 17). Attention, à la première mise sous tension le LCD peut afficher des valeurs aléatoires comme :
fréquence = 87,5 MHz
gain BF = +6 dB
signal BF = stéréo (double triangle).

En agissant sur les poussoirs P1-P2-P3 vous pourrez choisir la fréquence, le gain / atténuation et le mode mono / stéréo et, une fois paramétrés, ces choix resteront mémorisés même si l’on éteint puis rallume l’appareil.
Vous voyez, en série avec le positif d’alimentation, une diode DS1 : elle ne sert qu’à protéger le générateur contre une inversion accidentelle de la polarité de l’alimentation ; la chute de tension qu’elle provoque (0,6 ou 0,7 V) risque de ramener la tension d’alimentation à une valeur un peu basse, par exemple :
12 – 0,6 = 11,4 V.

L’étage final HF (IC2-TR1) aura un meilleur rendement avec une tension un peu plus haute, aussi vaudra-t-il mieux appliquer à l’entrée d’alimentation une tension un peu plus élevée, ainsi on aura une tension utile de :
13 – 0,6 = 12,4 V.

La puissance prélevée sur la prise d’antenne sera légèrement supérieure.
Les signaux de contrôle de cet exciteur synthétiseur FM produits par le micro et notés CE (“Chip Enable”), CK (“Clock” ou horloge) et DATA, présents sur les broches 12, 16 et 15 de IC2 sont envoyés sur les broches 1,3 et 5 du CONN1 situé sur la platine EN1619.
Le câble de connexion en nappe à dix fils permet de relier les deux platines (toutes les liaisons sont bifilaires). Sur les broches 4, 5, 6 et 7 de IC2 sont présentes les données D4-D5-D6-D7 à envoyer au LCD et le trimmer R2 sert à en régler le contraste.

Figure 7 : Brochages du microcontrôleur IC2 ST7-EP1618 vu de dessus et du régulateur IC1 L1805 vu de face.

Figure 8 : Schéma d’implantation des composants de la platine de base CMS disponible déjà montée (EN1619). Sur le connecteur RCA “cinch” de gauche Entrée CH D (canal droit) on applique le signal BF droit et sur celui de droite Entrée CH G (canal gauche) le signal gauche ; la BNC Sortie 75 ohms n’est utilisé que pour relier le câble coaxial allant à l’antenne dipôle externe, comme le montre la figure 33, afin d’augmenter la portée.

Figure 9 : Photo d’un des prototypes de la platine CMS EN1619 à l’échelle 1 (elle est disponible déjà montée et réglée). Si vous utilisez une antenne dipôle (à relier à la BNC par un câble coaxial), ne montez pas l’antenne fouet télescopique (dans le cas contraire elle est à visser dans le trou en haut à droite). Le connecteur femelle en bas au milieu permet de relier cette platine de base à la platine d’affichage au moyen d’une nappe.

Liste des composants platine EN1618
R1 ............ 15 k
R2 ............ 10 k trimmer
C1 ............ 100 μF électrolytique
C2 ............ 100 nF polyester
C3 ............ 100 nF polyester
C4 ............ 100 μF électrolytique
C5 ............ 100 nF polyester
C6 ............ 100 nF polyester
C7 ............ 100 nF polyester
C8 ............ 100 nF polyester
C9 ............ 100 nF polyester
DS1 ........... 1N4007
LCD ........... CMC116L01
IC1 ........... L7805
IC2 ........... ST7-EP1618 déjà programmé en usine
S1 ............ interrupteur
P1 ............ poussoir
P2 ............ poussoir
P3 ............ poussoir
CONN1 connecteur 2 x 5 pôles

Liste des composants platine EN1619
R1 ............ 330
R2 ............ 100
R3 ............ 47
R4 ............ 100
R5 ............ 150
R6 ............ 1 k
R7 ............ 3,3 k
R8 ............ 470
R9 ............ 6,8
R10 ........... 6,8
R11 ........... 10
R12 ........... 10 k
R13 ........... 10 k
R14 ........... 10 k
R15 ........... 220
R16 ........... 1 k
R17 ........... 10 k
R18 ........... 100
R19 ........... 82 k
R20 ........... 10 k
R21 ........... 100 k
R22 ........... 10 k
R23 ........... 6,8 k
R24 ........... 150 k
R25 ........... 22 k
R26 ........... 20 k trimmer
R27 ........... 10 k
R28 ........... 10
R29 ........... 150
R30 ........... 470
R31 ........... 10 k
R32 ........... 47 k
R33 ........... 47 k
R34 ........... 10 k
R35 ........... 47 k
R36 ........... 470
R37 ........... 150
C1 ............ 10 μF électrolytique
C2 ............ 100 nF céramique
C3 ............ 100 nF céramique
C4 ............ 10 μF électrolytique
C5 ............ 10 nF céramique
C6 ............ 100 pF céramique
C7 ............ 47 pF céramique
C8 ............ 100 pF céramique
C9 ............ 270 pF céramique
C10 ........... 1 nF céramique
C11 ........... 10 nF céramique
C12 ........... 10 nF céramique
C13 ........... 100 pF céramique
C14 ........... 10 nF céramique
C15 ........... 10 nF céramique
C16 ........... 68 pF céramique
C17............ 100 pF céramique
C18 ........... 1 nF céramique
C19 ........... 10 nF céramique
C20 ........... 10 nF céramique
C21 ........... 100 pF céramique
C22 ........... 22 pF céramique
C23 ........... 1 nF céramique
C24 ........... 27 pF céramique
C25 ........... 47 pF céramique
C26 ........... 47 pF céramique
C27 ........... 27 pF céramique
C28 ........... 10 nF céramique
C29 ........... 4,7 nF céramique
C30 ........... 15 pF céramique
C31 ........... 15 pF céramique
C32 ........... 1 nF céramique
C33 ........... 18 pF céramique
C34 ........... 18 pF céramique
C35 ........... 10 μF électrolytique
C36 ........... 100 nF céramique
C37 ........... 100 nF céramique
C38 ........... 220 μF électrolytique
C39 ........... 220 μF électrolytique
C40 ........... 10 nF céramique
C41 ........... 4,7 μF électrolytique
C42 ........... 10 nF céramique
C43 ........... 10 nF céramique
C44 ........... 470 nF céramique
C45 ........... 100 pF céramique
C46 ........... 220 μF électrolytique
C47 ........... 470 pF céramique
C48 ........... 330 pF céramique
C49 ........... 4,7 μF électrolytique
C50 ........... 4,7 μF électrolytique
C51 ........... 10 nF céramique
C52 ........... 10 nF céramique
C53 ........... 10 nF céramique
C54 ........... 4,7 μF électrolytique
C55 ........... 10 nF céramique
C56 ........... 10 nF céramique
C57 ........... 1 nF céramique
C58 ........... 1 μF céramique
C59 ........... 1 μF céramique
C60 ........... 1 nF céramique
C61 ........... 10 nF céramique
C62 ........... 10 nF céramique
L1 ............ self 110-160 MHz mod. L43
JAF1 .......... 68 nH
JAF2 .......... 68 nH
JAF3 .......... 15 nH
JAF4 .......... 10 μH
JAF5 .......... 100 nH
JAF6 .......... 100 nH
JAF7 .......... 100 nH
JAF8 .......... 150 nH
DV1 ........... varicap BB620
DV2 ........... varicap BB620
TR1 ........... NPN BFG135
IC1 ........... TA78L05
IC2 ........... monolithique INA10386
IC3 ........... BH1414K
XTAL .......... quartz 7,6 MHz


La réalisation pratique
Comme nous venons de le dire, l’appareil est constitué de deux platines, mais l’une, EN1619, est disponible déjà montée en CMS et réglée (la platine de base ou générateur à synthèse de fréquence PLL) : il vous faut donc un seul circuit imprimé (EN1618 pour la platine d’affichage) double face à trous métallisés (la figure 11b-1 et 2 en donne les dessins à l’échelle 1).
Fabriquez-le (n’oubliez pas de réaliser les connexions entre les deux faces) ou procurez-vous le auprès de nos annonceurs.
Prenez ce circuit imprimé de la platine d’affichage et enfoncez d’abord puis soudez les picots (face composants figure 11a). Ensuite, montez avec beaucoup de soin (en particulier pour les soudures : ni court-circuit entre pistes et pastilles ni soudure froide collée et enlevez l’excès de flux décapant) le support de circuit intégré, le CONN1 puis les quelques composants restant, sans vous tromper dans l’orientation des composants polarisés (en particulier pour IC2 le repère-détrompeur en U est tourné vers le haut, côté connecteur, DS1 bague vers C2 et l’électrolytique C1 patte positive longue vers IC1). Montez le régulateur IC1 couché, pattes repliées à 90° et fixé par un petit boulon.
N’insérez pas le circuit intégré IC2 avant d’avoir terminé les soudures et monté les platines dans le boîtier.
Prenez maintenant la platine face soudures (figure 13) et soudez le connecteur barrette femelle à 16 broches du LCD (ne montez pas le LCD), l’interrupteur S1 et les trois poussoirs, puis fixez les quatre entretoises plastiques. Il ne vous reste qu’à assembler le LCD et sa platine (avec les entretoises et les connecteurs), comme le montrent les figures 13 à 16 et la platine afficheur avec la face avant, comme le montre la figure 17.

Figure 10 : Au bord supérieur de l’afficheur LCD se trouvent 16 trous traversants servant à souder les broches du double connecteur mâle / mâle 2 x 16, comme le montre la figure 15.

Figure 11a : Schéma d’implantation des composants de la platine d’affichage de l’exciteur FM ; sur le circuit imprimé vous aurez des composants à monter sur les deux faces (ici la face “ composants”, pour la face “soudures”, comme le montre la figure 13).

Figure 11b-1 : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé double face à trous métallisés de la platine d’affichage de l’exciteur FM, côté soudures, où sont montés l’interrupteur S1, les trois poussoirs, le connecteur femelle pour l’afficheur LCD.

Figure 11b-2 : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé double face à trous métallisés de la platine d’affichage de l’exciteur FM, côté composants.

Figure 12 : Photo d’un des prototypes de la platine d’affichage de l’exciteur FM, côté “ composants”.

Figure 13 : Schéma d’implantation des composants de la platine d’affichage de l’exciteur FM, ici la face “soudures”, où vous devez monter l’interrupteur S1, les trois poussoirs, le connecteur femelle pour l’afficheur LCD et les quatre entretoises plastiques permettant de le supporter. Les figures 15 à 17 donnent le détail de l’opération d’assemblage.

Figure 14 : Quand l’assemblage est fait, vous obtenez un ensemble ayant cet aspect. P3 (celui du bas) sert à sélectionner les diverses fonctions et les deux autres P1 et P2 à changer la fréquence et à régler la fréquence voulue, ainsi qu’à exécuter les autres fonctions, comme le montrent les figures 18 à 31.

Figure 15 : Seize des broches mâles du double connecteur sont à souder sur le LCD.

Figure 16 : Les seize autres restées libres vont s’insérer dans le connecteur femelle visible aussi figure 13.

Figure 17 : L’afficheur LCD est donc maintenu en place par son connecteur 2 x 16 broches et par les quatre entretoises plastiques.
L’ensemble peut ensuite être plaqué contre l’intérieur de la face avant en aluminium et le LCD affleurer à travers la découpe rectangulaire.


Figure 18 : Si on presse le poussoir SEL, la valeur de la sensibilité du signal exprimé en dB clignote.

Figure 19 : Pressez à nouveau et maintenez pressé ce poussoir SEL jusqu’à ce que le LCD cesse de clignoter.

RÉGLAGE DE LA FRÉQUENCE DE TRAVAIL

Figure 20 : À la mise sous tension, le LCD indique la fréquence en MHz, le mode monophonique ou stéréophonique et le gain ou l’atténuation.

Figure 21 : Si vous voulez augmenter la fréquence d’émission il suffit de presser le poussoir P1 (en haut).

Figure 22 : Si vous voulez diminuer la fréquence d’émission il suffit de presser le poussoir P2 (au milieu).

RÉGLAGE DU MODE MONO OU STÉRÉOPHONIQUE
Figure 23 : Si on presse le poussoir SEL (en bas), le nombre situé à gauche de l’indication dB clignote.

Figure 24 : Pressez à nouveau ce poussoir SEL et vous verrez le symbole des deux flèches clignoter.

Figure 25 : Pour passer du mode stéréo au mode mono, ou vice versa, il suffit d’appuyer sur P1.

RÉGLAGE DU GAIN

Figure 26 : Pour faire varier le gain BF, il suffit de presser le poussoir SEL jusqu’à ce que le nombre de dB clignote.

Figure 27 : Si vous voulez augmenter le gain du signal BF, il suffit de presser le poussoir P1.

Figure 28 : Si vous pressez à nouveau le poussoir P1, vous pouvez augmenter le gain jusqu’à un maximum de +6 dB.

RÉGLAGE DE L’ATTÉNUATION

Figure 29 : Si vous pressez à nouveau le poussoir P1, le gain passe de +6 dB à 0 dB.

Figure 30 : Si vous continuez à presser P1, vous obtiendrez une atténuation du signal de –2 dB.

Figure 31 : Si vous pressez à nouveau le poussoir P1, l’atténuation pourra descendre jusqu’à un minimum de –6 dB.

COMMENT RELIER LE GÉNÉRATEUR FM À UN DIPÔLE EXTERNE

Figure 32 : Si vous souhaitez relier à ce générateur FM un dipôle externe afin d’en augmenter la portée, vous pouvez le fabriquer en suivant les indications et les cotes de la figure. Au centre les deux parties peuvent être maintenues ensemble au moyen d’un simple support en plastique (laissez deux cm environ entre les deux extrémités internes des brins). Vous pouvez aussi utiliser un dipôle FM rigide du commerce ou même une antenne FM directive à plusieurs éléments…si vous en trouvez une (elles sont devenues difficiles à trouver, mais vous pouvez la fabriquer).

COMMENT RELIER LE GÉNÉRATEUR FM À UN PC

Figure 33 : Si vous voulez relier ce générateur FM à votre ordinateur, il suffit de déconnecter la nappe reliant la platine d’affichage à la platine de base et de relier le CONN1 de la platine EN1619 au port parallèle du PC. Voir texte de l’article.

Figure 34 : Pour alimenter en 12 V la platine EN1619, il suffit de connecter le négatif – aux broches 9-10 et le positif + aux broches 7-8 du CONN1, comme le montre la figure 33. Les données transmises au générateur FM par le PC seront envoyées en mode série au lieu de parallèle. Dans le CDR1619, disponible à part, si vous voulez, vous trouverez non seulement le programme MULTIMEDIA mais aussi la source correspondante en VB6 (Visual Basic 6) sur laquelle vous pourrez faire d’éventuelles modifications.

Figure 35 : Chaque fois que vous cliquerez sur l’icône MULTIMEDIA du Bureau, vous verrez cette fenêtre apparaître à l’écran. Elle vous permettra de modifier la fréquence, toujours exprimée en MHz, le gain ou l’atténuation du signal BF exprimés en dB et de choisir d’émettre en mono ou bien en stéréophonie. L’écran visualisera aussi le nombre binaire dans lequel les douze premiers bits représentent la fréquence, les quatre suivants le gain ou l’atténuation et le suivant le mode mono ou stéréo (les huit derniers ne sont pas utilisés).

Le montage dans le boîtier
Il s’agit d’un boîtier plastique avec face avant et panneau arrière en aluminium anodisé (voir figure 5). La platine d’affichage EN1618 est déjà solidaire de la face avant. Fixez la platine de base EN1619 au fond du boîtier avec deux vis autotaraudeuses (au préalable fixez l’antenne télescopique, comme le montre la figure 8, si vous pensez ne pas utiliser une antenne extérieure, comme le montre la figure 32). Fixez sur le panneau arrière la prise d’alimentation extérieure. La seule interconnexion par fils à souder, est celle qui relie cette dernière aux deux picots d’alimentation de la platine afficheur (attention à la polarité). Pour le reste, la nappe à dix fils avec connecteurs mâles suffit. Vous pouvez insérer IC2, U vers le fond du boîtier.
Le couvercle plastique est percé d’un trou pour le passage de l’antenne télescopique éventuelle. Si vous l’avez montée, déployez-la complètement, la portée n’en sera que meilleure. Avant de fermer ce couvercle, allumez l’appareil (après les ultimes vérifications d’usage) et voyez si le LCD affiche les paramètres de travail : si ce n’est pas le cas, c’est que le contraste n’est pas réglé, faites-le alors avec le trimmer R2 (tournez le curseur jusqu’à ce que les caractères apparaissent nettement).
C’est le seul réglage à faire.

Le paramétrage du générateur FM synthétiseur à PLL
Avant de vous expliquer comment modifier les paramètres de travail du générateur, sachez que la procédure de mémorisation des nouvelles données est la même quel que soit le paramètre de travail modifié (réglage de la fréquence d’émission, choix du mode mono ou stéréo et réglage du gain / atténuation).

Comment relier le générateur à une antenne dipôle externe
Si vous désirez augmenter la portée que vous obtenez avec l’antenne télescopique, ôtez cette dernière et relier la BNC de sortie 75 ohms de l’appareil à un câble coaxial 75 ohms pourvu d’une fiche BNC 75 ohms alimentant une antenne dipôle, comme le montre la figure 32, ou même une antenne rigide ou directive à plusieurs éléments (antennes utilisées normalement en réception ; les directives sont devenues difficiles à trouver, mais on peut facilement les fabriquer). La BNC de sortie 75 ohms vous permettra peut-être aussi à relier votre exciteur à un amplificateur final de puissance de 20 W (par exemple) : pour ce faire, utilisez un câble coaxial doté de deux BNC mâles. Si vous utilisez un amplificateur, ou une antenne ou un filtre d’harmoniques, etc., dont l’impédance d’entrée est de 50 ohms, l’impédance de sortie de votre exciteur ne sera pas un problème car le ROS produit par cette légère désadaptation n’est que de 1,5 (ce qui correspond à un rendement de transfert tout à fait correct).
D’autre part rien ne vous empêche avec votre générateur (on l’appellera alors exciteur) d’attaquer un amplificateur linéaire de puissance gamme FM à large bande (par exemple Philips RTC fabrique pour cette gamme un petit module de puissance MF20 de 20 W en sortie pour seulement 100 mW en entrée et alimenté en 12 V, à monter sur un dissipateur conséquent avec de la pâte dissipatrice). Par contre si vous le faites, la puissance de sortie de votre exciteur sera bien trop élevée (250 mW) et il faudra pouvoir la faire chuter en agissant sur la tension (12 V en principe) alimentant l’étage final TR1 ou bien en intercalant entre exciteur et ampli des atténuateurs HF coaxiaux (résistifs, non inductifs).

Comment relier l’exciteur FM à un ordinateur
Comme le montre le schéma électrique de la figure 6, l’exciteur FM disponible déjà monté et réglé est piloté par le microcontrôleur ST7 à travers les commandes CE, CLK et DATA. Bien sûr, comme il s’agit de signaux logiques, ils peuvent provenir indifféremment d’un microcontrôleur ou bien d’un ordinateur. C’est en partant de ce présupposé que nous avons réalisé un programme, nommé MULTIMEDIA, permettant à ceux que le souhaitent de piloter leur générateur FM directement à partir d’un PC. Nous avons à maintes reprises expliqué comment on peut utiliser le port parallèle d’un ordinateur pour la transmission de données série et proposé des montages allant avec (Un testeur LPT pour port parallèle EN1588) : vous leur avez réservé un succès qui nous a étonnés nous les premiers ; aussi nous avons inséré dans la source du programme MULTIMEDIA le fameux module gestion.bas utilisé précédemment pour la gestion du port parallèle (module apprécié au moins par ceux d’entre vous qui se consacrent à la programmation).
L’envoi des commandes à l’exciteur à partir du PC constitue un exemple intéressant de transmission série utilisant pourtant le port parallèle de l’ordinateur.
Les données que le micro envoie à l’exciteur sont transmises en mode série et sont comprises dans un flux de 24 bits (voir figure 35), dans lequel les 12 premiers représentent la fréquence de travail en MHz (entre 87,5 et 108,0), les 4 suivants indiquent la valeur du gain / atténuation (entre –6 et +6 dB) et le bit suivant le mode mono (0) ou stéréo (1). Les 7 bits suivants n’étant pas utilisés, ils sont tous à zéro.
Le programme MULTIMEDIA est disponible sur un CDROM CDR1619 contenant le programme source pour Visual Basic 6 et permettant de régler tous les paramètres de travail de l’exciteur (fréquence, gain, mode).

Procédure matérielle
Pour régler ces paramètres par PC, il faut d’abord déconnecter la platine EN1619 (qu’on va utiliser seule) de la platine EN1618 (qui ne servira plus) : on débranche le connecteur dix broches de la nappe côté platine générateur et le connecteur soudé sur cette dernière platine est maintenant libre ; il faut maintenant le relier au port parallèle de l’ordinateur (voir figures 33 et 34).
Pour ce faire, procédez comme suit :
- Démontez la platine EN1619 de son boîtier de façon à accéder au côté soudures.
- Identifiez les pastilles et pistes correspondant aux broches du CONN1 et reliez les broches CE-CK-DATA respectivement aux broches 1-3-2 du connecteur à 25 pôles, comme le montre la figure 33, en utilisant du câble multifilaire ordinaire. Localisez la pastille / piste GND et reliez-la aux broches 17-18-19-20-21-22-23-24-25 du connecteur à 25 points et au négatif du connecteur d’alimentation 12 V.
Repérez enfin la pastille / piste Vcc et reliez-la au positif du connecteur d’alimentation 12 V.
- Insérez alors le connecteur mâle à 25 points dans le connecteur femelle à 25 points du port parallèle du PC (autrefois LPT1 dédié à l’imprimante), comme le montre la figure 34.
Rappelons que toutes les valeurs paramétrées par le PC ne seront maintenues en mémoire que pendant le temps où l’exciteur sera alimenté (elles seront perdues en cas d’interruption du 12 V).

L’installation du programme
Si vous avez fait les démarches ci-dessus, vous êtes prêts à installer le programme MULTIMEDIA. Pour commencer à installer le programme, introduisez le CDROM dans le lecteur du PC (si le programme Autorun n’a pas été déshabilité, l’installation démarre automatiquement) et vous n’avez qu’à suivre les consignes à l’écran : le fenêtre Installation vous précise que les fichiers sont en train d’être copiés et qu’il faut attendre ; puis la fenêtre Programme TX 88-108 STEREO apparaît (cliquez sur OK).
Dans la nouvelle fenêtre cliquez sur l’icône représentant un ordinateur et le programme commence à s’installer dans le répertoire indiqué. Dans la nouvelle fenêtre cliquez sur Continuer et dans la dernière fenêtre sur OK (l’installation est terminée).
Une fois installé, pour lancer le programme vous devez cliquer sur : Démarrer --> Programmes --> pointez sur TXFMSTEREO et cliquez sur MULTIMEDIA : vous verrez la face avant virtuelle de votre exciteur FM s’afficher à l’écran (voir figure 35) ; vous allez l’utiliser pour régler les trois paramètres (fréquence en MHz, gain BF en dB, mode mono ou stéréo).

Régler le paramètre gain en dB
Le gain ou l’atténuation de l’entrée BF de l’exciteur peut être réglé entre +/–6 dB en déplaçant le curseur Input Gain en haut à droite. La valeur en dB du gain sélectionné s’affiche ainsi que Figure 35 : Chaque fois que vous cliquerez sur l’icône MULTIMEDIA du Bureau, vous verrez cette fenêtre apparaître à l’écran. Elle vous permettra de modifier la fréquence, toujours exprimée en MHz, le gain ou l’atténuation du signal BF exprimés en dB et de choisir d’émettre en mono ou bien en stéréophonie. L’écran visualisera aussi le nombre binaire dans lequel les douze premiers bits représentent la fréquence, les quatre suivants le gain ou l’atténuation et le suivant le mode mono ou stéréo (les huit derniers ne sont pas utilisés).
la valeur correspondante en binaire (exemple, Gain +3 1011).

Régler la fréquence en MHz
Pour sélectionner la fréquence de travail de l’exciteur, presser d’abord le poussoir CLEAR et tapez sur le clavier virtuel la fréquence désirée, un chiffre après le point (mis pour virgule, par exemple Frequency 105.7 0100100101001).
Pressez sur ENTER pour confirmer et l’écran visualise les valeurs choisies en MHz et en binaire.

Choisir le mode mono ou stéréo
Pour choisir le mode mono ou stéréo, il suffit de presser la touche Mono-Stereo en bas à droite et l’écran affiche le choix en clair et en binaire (exemple, STEREO 0). Une fois la sélection des paramètres terminée, pour les transférer dans l’exciteur, vous devez presser la touche Send Data et les données sont transférées automatiquement à travers le port parallèle LPT1. Si vous désirez utiliser un autre port parallèle (par exemple LPT2), entrez dans l’option LPTS et en haut à gauche et sélectionnez le port LPT2. Pressez ensuite la touche Changer pour confirmer le choix.

Conclusion
Cet article vous aura peut-être appris comment fonctionne un générateur FM à synthèse de fréquence PLL piloté par microcontrôleur ou par ordinateur, comment le programmer pour lui faire rayonner la fréquence choisie, comment régler la modulation et le mode. Il vous permettra peut-être aussi de réaliser un microphone sans fil de qualité professionnelle (Hi-Fi), sans avoir à vous ruiner en achetant aussi le récepteur (votre poste ou votre tuner suffisent) ou bien carrément une petite station de radiodiffusion FM (sous réserve d’obtenir les autorisations des pouvoirs publics en fonction des lois en vigueur dans le pays où vous opérez), Affaire à suivre !

1 commentaires:

  1. Bonjour, Je dois diffuser du son jusqu'à environ 600 à 800m. Me conseillé vous ce produit? si oui dois je mettre une antenne? et si oui à nouveau laquelle?

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