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Analyseur de spectre avec tracking (1ère partie)

Pour calibrer un émetteur-récepteur, contrôler des filtres HF, régler des antennes, connaître le nombre d’harmoniques générées par un oscillateur, évaluer une éventuelle pollution HF, etc., un analyseur de spectre, seul instrument capable de visualiser à l’écran un signal haute fréquence quelconque, est nécessaire. Comme le coût, dans le commerce, d’un tel appareil reste prohibitif pour la bourse d’un amateur, même éclairé, nous avons «planché» sur la réalisation que nous nous proposons ici et dont le rapport prix/performances est plus qu’excellent !

Lorsqu’il est nécessaire, par exemple, de contrôler un signal HF afin de mesurer l’amplitude de ses harmoniques ou savoir s’il est modulé en AM ou FM, ou encore, de calibrer des filtres ou des antennes, les appareils de mesure généralement à la disposition de l’électronicien ne sont plus suffisants. Il devient alors indispensable de disposer d’un instrument de précision appelé «Analyseur de Spectre». Le prix très élevé de cet appareil (jusqu’à plusieurs dizaines de milliers de francs) fait qu’on le rencontre rarement sur le poste de travail de l’électronicien, même professionnel. Avant d’aboutir à l’appareil décrit dans ces lignes, nous avons d’abord réalisé plusieurs analyseurs de spectre digitaux capables d’effectuer des mesures très précises, jusqu’à 1 GHz. Ensuite, nous les avons améliorés avec de nouveaux microprocesseurs, toujours plus puissants, mais nous avons remarqué que, pour calibrer les filtres, mémoriser leurs courbes ou pour contrôler la fréquence d’accord des antennes, il était indispensable d’utiliser un générateur de poursuite (tracking), c’est-à-dire, un oscillateur synchronisé sur la fréquence en examen. Afin d’éviter l’achat ultérieur de cet instrument, nous l’avons inclus directement dans l’analyseur de façon à obtenir un appareil de laboratoire compact et polyvalent. Pour chaque modification apportée à ces analyseurs, nous avons redessiné tous les circuits imprimés à quatre couches et, une fois gravés, nous les avons à nouveau assemblés et testés. A la suite des changements qui ont eu lieu dans les dimensions des circuits imprimés, il a fallu modifier également le boîtier et la face avant qui s’est vue dotée de nouvelles commandes. Même si notre prototype atteint un prix déjà élevé, l’économie qui a été réalisée par rapport à un appareil du commerce reste toujours très importante. Nous considérons que cet instrument peut sûrement rivaliser avec les appareils professionnels et améliorer, à moindre coût, les conditions de travail de tous ceux qui ne disposent pas de gros moyens économiques. Commençons donc par observer et analyser dans le détail l’écran de l’analyseur, sur lequel sont présentes de nombreuses données (voir figures 3-4) qui correspondent à des fonctions bien précises. Avant tout, sur le côté gauche, nous remarquons la présence d’une colonne, échelle de référence, pour évaluer les niveaux des signaux en entrée. Nous disposons de deux unités de mesure : dBm et dBμV. Il est possible de les sélectionner en plaçant le curseur sur l’une d’entre-elles et en appuyant sur la touche ENTER. Si l’échelle des dBm a été sélectionnée, on peut modifier la valeur de chaque petit carré en vertical avec un pas de 10 dBm, à l’aide des touches +/-.

Voici les 7 échelles que l’on peut sélectionner :
de +40 dBm à –30 dBm
de +30 dBm à –40 dBm
de +20 dBm à –50 dBm
de +10 dBm à –60 dBm
de 0 dBm à –70 dBm
de –10 dBm à –80 dBm
de –20 dBm à –90 dBm


Si l’échelle des dBμV a été sélectionnée, on peut modifier la valeur de chaque petit carré en vertical avec un pas de 10 dBμV. On peut donc choisir entre les 7 échelles suivantes :

de 147 dBμV à 77 dBμV
de 137 dBμV à 67 dBμV
de 127 dBμV à 57 dBμV
de 117 dBμV à 47 dBμV
de 107 dBμV à 37 dBμV
de 97 dBμV à 27 dBμV
de 87 dBμV à 17 dBμV

Si, plutôt que des pas de 10 dBm ou 10 dBμV, on désire obtenir des pas de 2 dBm ou 2 dBμV, il suffit de régler le bouton du codeur qui se trouve sur la face avant.

Le premier menu
Les fonctions qui peuvent être activées avec le premier menu sont les suivantes :

Marker 1 = Il s’agit du premier marqueur de référence qui, en se déplaçant tout le long de l’image du signal, nous indique directement à l’écran les valeurs de l’amplitude et de la fréquence du point sélectionné.

Marker 2 = C’est le second marqueur de référence. Il fonctionne exactement comme le premier.

M. Delta = Cette fonction nous indique la différence qui, en MHz et en amplitude, existe entre les deux points fixés par les marqueurs.

SPAN = Il nous indique le débit de tous les petits carrés de la grille.
Exemple : une fois établie une valeur de 100 MHz, l’écran étant divisé en 10 petits carrés, chacun d’eux correspondra à 10 MHz.

RBW = Il affiche la valeur de la largeur de bande de la moyenne fréquence sélectionnée manuellement. La RBW nous permet de séparer les signaux trop rapprochés.
Avec notre analyseur, on peut choisir une RBW de 1 MHz – 100 kHz ou 10 kHz. Plus la valeur de la RBW diminue, plus le bruit de fond est faible.

SWP (Sweep) = Il sélectionne, à travers un microprocesseur, la vitesse de rafraîchissement de la totalité de l’écran. A l’aide d’une commande, on peut sélectionner sept vitesses différentes :
50 – 100 – 200 millisecondes – 0,5 – 1 – 2 – 5 secondes.

PEAK src = Avec cette fonction, nous faisons apparaître le signal d’amplitude maximum, au centre de l’écran.

TRCK = En choisissant cette option, nous pouvons activer ou désactiver la fonction de tracking (poursuite). Le niveau du signal en examen est visualisé en dBm et nous avons la possibilité de le régler de –70 dBm à –10 dBm.

RUN = Cette fonction active ou désactive l’affichage à l’écran.

CENTER = Le nombre indiqué par cette option, représente la valeur en MHz du point central de l’écran. A l’aide de touches spéciales, nous verrons comment il est possible de connaître la valeur, toujours en MHz, du début de l’échelle (côté gauche). Dans ce cas, CENTER devient START.
Important : Dans les valeurs numériques, le point doit être considéré comme une virgule.

Ex. : Si la fréquence indiquée est affichée 180.520, elle doit être lue 180,520 soit 180 MHz et 520 kHz.

VF = C’est un filtre passe-bas, positionné à la suite du capteur déterminant la bande passante de l’étage vidéo, utilisé pour visualiser les signaux ayant des niveaux proches de celui du bruit de fond. Avec ce filtre, nous pouvons sélectionner les fréquences de coupure suivantes : 100 kHz – 10 kHz – 1 kHz et 0,1 kHz (égal à 100 Hz).

MEM = A l’aide de cette fonction, on passe au second menu (voir figure 4).

Second menu
Comme on vient de le dire, pour accéder au second menu, il suffit de positionner le curseur sur la ligne MEM (voir figure 3) et d’appuyer sur la touche ENTER.

Sur la par tie supérieure de l’écran, nous obtiendrons l’affichage des lignes suivantes :
SETUP          FIGURE
STORE 1      STORE 1
RECALL 1   RECALL 1   MAIN


En se dirigeant maintenant sur la fonction STORE 1, en dessous de SETUP, et en appuyant sur la touche ENTER, tous les paramètres établis dans le premier menu seront mémorisés. Pour pouvoir les réactiver, on déplace le curseur sur la fonction RECALL 1 de la même colonne et on appuie à nouveau sur la touche ENTER. Il est possible de mémoriser jusqu’à 8 configurations (setup) différentes.


A travers la fonction STORE 1, placée en dessous de FIGURE, toutes les courbes et les signaux affichés à l’écran seront mémorisés. Pour les réactiver, on sélectionne la ligne de fonction RECALL 1, de cette deuxième colonne, puis ENTER. Il est possible de mémoriser jusqu’à 4 «FIGURES» différentes.

Cette fonction est particulièrement utile lorsque l’on veut comparer les courbes de deux filtres différents en utilisant le même tracking.

MAIN = Avec cette fonction, on accède au premier menu (voir figure 3).

Signal d’entrée maximum
A l’entrée d’un analyseur de spectre quelconque, nous ne devons jamais appliquer des puissances supérieures à 0,2 watt ou des tensions continues supérieures à 50 volts. Au-delà de ces limites, l’étage d’entrée pourrait être endommagé.

Fig. 1 : Si on applique un signal HF à l’entrée d’un oscilloscope, nous verrons sa forme d’onde et sonamplitude apparaître à l’écran. La valeur de la fréquence et la quantité d’harmoniques générées par ce signal ne seront pas affichés.

Fig. 2 : En appliquant un signal HF à l’entrée d’un analyseur de spectre, nous verrons la valeur de son amplitude exprimée en dBm ou dBμV, la fréquence en MHz et toutes les harmoniques générées par le signal, s’afficher à l’écran.

Fig. 3 : Dans le premier menu, sur la partie supérieure de l’écran, sont présentes toutes les fonctions que nous pouvons sélectionner à l’aide des touches placées en face avant du boîtier (voir fig. 5).

Fig. 4 : Pour accéder au second menu, il suffit de placer le curseur sur la fonction MEM et d’appuyer sur la touche ENTER. Pour revenir au premier menu, positionnez le curseur sur la fonction MAIN et tapez ensuite sur ENTER.

Fig. 5 : Sur la face avant du boîtier, vous trouvez toutes les touches correspondant aux différentes fonctions, la commande du codeur pour déplacer la trace ou les curseurs des marqueurs et les commandes de réglage de la luminosité et du contraste de l’écran. Le signal HF, qui ne doit jamais dépasser les 0,2 watt, sera appliqué sur la prise BNC, en bas à droite.

Fig. 6 : Schéma de fonctionnement de l’étage HF digital, monté à l’intérieur du bloc en aluminium (voir fig. 7 et 8) qui vous est fourni déjà monté, calibré et testé. Vu l’importance de ses dimensions (environ un mètre carré) et son extrême complexité, il n’est pas possible (et d’ailleurs inutile) de vous donner le schéma électrique de cet étage.

Fig. 7 : Carte digitale déjà fixée sur bloc en aluminium fournie entièrement montée et calibrée. Les trimmers présents sur cette carte ne doivent pas être déréglés.

Fig. 8 : A l’intérieur du bloc moulé, nous trouvons tous les étages HF et le générateur de tracking. N’ouvrez jamais ce bloc, si vous êtes curieux, son contenu est illustré dans cette photo !

Fig. 9 : Photo de l’écran 8 pouces avec phosphores verts qui vous est fourni déjà monté et calibré. Pour le fonctionnement de ce composant, une tension d’alimentation de 12 volts est nécessaire.

Fig. 10 : Si la grille n’apparaît pas parfaitement symétrique, vous devez la régler en tournant le curseur du trimmer RV12 (voir fig. 11).

Fig. 11 : Position des trimmers de calibrage. Si la grille n’est pas au centre de l’écran, réglez uniquement le trimmer de phase horizontale. Dans le connecteur, près du fusible, en bas du circuit sur le dessin, appliquez une tension d’alimentation de 12 volts. Connectez ensuite la prise coaxiale, provenant de l’étage HF (voir fig. 17), dans la prise d’entrée du signal vidéo sur la carte.

Fig. 12 : Schéma électrique de l’étage du clavier LX.1401. Le schéma pratique est à la fig. 13.

Fig. 13 : En haut, vue de l’implantation des composants du clavier. En bas, vue de l’autre face de la même carte. Attention à ne pas intervertir les fils –, A, + et B sur les broches du codeur et veiller à bien respecter le sens «+» du buzzer CP1 lors de son installation sur le circuit imprimé.

Fig. 14 : Schéma de l’étage alimentation Les régulateurs IC1, IC2 et IC3 doivent être fixés au radiateur fourni avec le kit, comme montré dans la fig. 15. Fixez également un radiateur sur les ponts RS1, RS2 et RS3 (voir fig. 16).

Fig. 15 : Une fois les trois circuits intégrés fixés sur le radiateur, soudez leurs pattes sur le circuit imprimé LX.1402/B.

Fig. 16 : Plan d’implantation de l’étage alimentation. Avant de fixer les ponts RS1, RS2 et RS3 sur le circuit imprimé, vous devez d’abord monter leurs radiateurs.

Fig. 17 : Le module HF doit être relié au circuit du clavier via le câble plat. Sur le connecteur mâle, en haut à gauche du circuit, branchez le connecteur femelle des trois tensions d’alimentation. Le signal vidéo à envoyer à l’écran doit être prélevé des deux broches de droite à l’aide d’un câble coaxial de petit diamètre.



Liste des composants

LX.1401
R1 = 10 kΩ 1/4 W
R2 = 22 kΩ 1/4 W
R3 = 4,7 kΩ 1/4 W
R4 = 10 kΩ 1/4 W
R5 = 10 kΩ 1/4 W
R6 = 1 kΩ 1/4 W
R7 = 1 kΩ 1/4 W
R8 = 1 kΩ 1/4 W
C1 = 100 nF polyester
C2 = 100 nF polyester
C3 = 100 nF polyester
DS1 = diode type 1N4150
TR1 = PNP type BC328
IC1 = CMos type 74HC74
IC2 = TTL type 75LS156
CP1 = buzzer
CODEUR = codeur 100 positions
P1-P24 = poussoirs

Liste des composants
LX.1402
R1 = 2,7 kΩ 1/4 W
R2 = 470 Ω 1/4 W
C1 = 2 200 μF électrolytique
C2 = 100 nF polyester
C3 = 100 nF polyester
C4 = 1 000 mF électrolytique
C5 = 1 000 mF électrolytique
C6 = 100 nF polyester
C7 = 100 nF polyester
C8 = 470 mF polyester
C9 = 2 200 mF électrolytique
C10 = 100 nF polyester
C11 = 100 0nF polyester
C12 = 470 mF électrolytique
C13 = 220 mF électrolytique
C14 = 100 nF polyester
C15 = 10 mF électrolytique
C16 = 100 nF polyester
C17 = 10 mF électrolytique
RS1 = pont redresseur 400 V 6 A
RS2 = pont redresseur 400 V 6 A
RS3 = pont redresseur 400 V 6 A
RS4 = pont redresseur 100 V 1 A
IC1 = circuit intégré L7812
IC2 = circuit intégré L7812
IC3 = circuit intégré L4940/V5
IC4 = circuit intégré L7824
F1 = fusible 1 A
T1 = transformateur 80 W (T080.01)

S1 = interrupteur

Comment utiliser un analyseur
Si vous avez déjà utilisé un analyseur de spectre, vous ne rencontrerez aucune difficulté à mettre en oeuvre notre instrument, bien qu’il possède des fonctions supplémentaires, comme le tracking.
Mais pour ceux qui « découvrent » l’analyseur de spectre, nous expliquerons, à travers plusieurs articles et en commençant par ce numéro, comment parvenir à bien maîtriser cet appareil.

Description de l’analyseur
L’appareil se compose de 5 étages. Le premier étage HF réalisé avec des composants à montage de surface (CMS), est contenu dans un boîtier moulé en aluminium (voir figure 8).

Sur la partie supérieure de ce boîtier, est fixé le second étage digital complet, avec microprocesseurs, mémoires, convertisseurs A/D etc. (voir figure 7).

Ce bloc est fourni en ordre de fonctionnement, car la calibration doit être effectuée en laboratoire, tous les étages correspondants assemblés. De cette façon, si une anomalie, due à la tolérance d’un composant, se présentait en phase d’essai, il est possible d’intervenir très rapidement. Par conséquent, ce bloc ne présente aucun défaut à la livraison.

Nous ne publions pas le schéma électrique de ces deux étages, car il occuperait une surface d’environ un mètre carré et serait d’une extrême complexité ! La connaissance des commandes à utiliser pour effectuer toutes sortes de mesures est bien plus importante. A l’aide de nombreux exemples, nous consacrerons plusieurs pages à vous apprendre comment utiliser cet instrument.

Le troisième étage est celui de l’écran 8 pouces, qui, en raison de sa complexité, est également fourni déjà monté et calibré. Vous trouverez sa photo en figure 9. Si vous choisissez la solution kit, vous trouverez à l’intérieur de l’emballage, le schéma électrique fourni par le constructeur ainsi que la liste des composants.

La figure 11 illustre les fonctions remplies par les trimmers montés sur la carte vidéo de l’écran. Il faut éviter de les dérégler, sauf si l’affichage est déformé (voir figure 10), à la suite d’un transport, par exemple.

Pour corriger la symétrie de l’affichage, vous pouvez régler uniquement le curseur du trimmer commandant la phase horizontale.

Réalisation pratique du clavier
La quatrième étape concerne le tableau de commande (voir figure 12) qui, comme vous le remarquerez, ne présente aucune difficulté et peut donc être monté par vous-même.

Sur le circuit imprimé LX.1401, nous vous conseillons d’insérer, comme premier composant, le connecteur CN2 en dirigeant l’encoche du détrompeur vers le buzzer (voir figure 13).

Une fois cette opération terminée, retournez le circuit imprimé et insérez les deux supports pour les circuits intégrés IC1-IC2. Ensuite, installez les résistances, les condensateurs polyester et la diode DS1, en positionnant la bande noire vers le condensateur C1.

Juste à côté de la diode, insérez le transistor TR1 en dirigeant la partie plate de son corps vers la résistance R1.

Pour compléter le montage, insérez toutes les touches et retournez à nouveau le circuit imprimé.

Soudez ensuite le buzzer CP1 dont le côté marqué par un + doit être positionné comme montré dans la figure 13. Tout près du buzzer, vous trouvez quatre sorties notées –, A, + et B, qui doivent être reliées, avec quatre petits morceaux de fil, aux broches respectives du codeur rotatif, une fois ce dernier fixé sur la face avant du boîtier.

Après avoir inséré les circuits intégrés dans leurs supports, en positionnant les encoches comme indiqué sur la sérigraphie de la figure 13, fixez ce montage au dos de la face avant du boîtier avec les 5 entretoises de 12 mm fournies dans le kit (voir figure 22).

Réalisation pratique de l’alimentation
En suivant les dessins des figures 15-16, le montage de l’étage d’alimentation vous semblera tout aussi simple que la phase précédente. Sur le circuit imprimé d’alimentation LX.1402, montez les trois connecteurs mâles marqués IC3-IC2-IC1, en dirigeant les parties ondulées intérieures vers le circuit intégré IC4.

Avant d’insérer les trois ponts RS1-RS2-RS3 sur le circuit imprimé, vous devez d’abord fixer, sur leurs corps, les trois radiateurs compris dans le kit, avec une vis et un écrou. Seul le pont RS4 sera soudé au circuit sans radiateur.

Entre le connecteur de sor tie et le condensateur électrolytique C12, vous devez souder un morceau de fil de Ø 0,5 mm (voir strap en figure 16) qui assurera la liaison tension stabilisée 28 volts entre la sortie du régulateur IC4 et la broche 28 volts de ce même connecteur.

Sur ce connecteur mâle 4 broches, on devra ensuite insérer le connecteur femelle, ayant la charge de transférer sur la carte du boîtier en aluminium, les tensions de 28 – 12 – 5 volts et la masse (voir figure 17).

Pour alimenter l’écran de l’analyseur, on prélève la tension 12 volts et la masse sur l’autre connecteur de sortie en bas du circuit figure 16.

Une fois le montage de cet étage terminé, fixez les trois régulateurs IC1-IC2-IC3 directement sur leur radiateur (voir figure 15).

La liaison entre les circuits intégrés et la carte LX.1402, est assurée par le petit circuit imprimé LX.1402/B.

Soudez les régulateurs et les six condensateurs polyester, sur les trois pistes en cuivre. En bas du circuit imprimé LX.1402/B, sur les pistes de chaque régulateur, soudez trois fils.

Ceux-ci devront être fixés aux connecteurs femelles E M U, qui seront à leur tour insérés dans leurs connecteurs mâles respectifs sur le circuit imprimé LX.1402.

Les fils souples isolés en plastique, qui vont des trois pistes de ce circuit imprimé aux borniers femelles, doivent avoir un diamètre supérieur à 1,5 mm pour éviter d’inutiles chutes de tension.

Le circuit imprimé LX.1402/B n’a pas besoin d’être fixé. Si vous souhaitez le fixer sur son radiateur, il vous suffit d’appliquer quelques gouttes de colle rapide.

Enfin, montez le régulateur IC4 en dirigeant vers le haut la partie métallique de son corps puis les deux borniers, l’un, à trois contacts, pour le secteur et l’autre, à deux contacts, pour l’interrupteur de mise sous tension S1.

Pour terminer, montez le transformateur T1, dont la conception permet d’éviter toute erreur d’installation. Le transformateur doit être fixé au circuit de façon très stable à l’aide de vis et d’écrous.

Montage dans le boîtier
La partie la plus élaborée est sûrement celle qui concerne le montage de tous les étages de l’analyseur de spectre à l’intérieur de son boîtier métallique professionnel.
Avant tout, nous vous conseillons de fixer, sur la face arrière du boîtier, le radiateur avec ses circuits intégrés IC1-IC2-IC3, la prise secteur de châssis pour l’arrivée 220 volts et l’étage d’alimentation LX.1402 (voir figure 18).

N’oubliez pas d’installer, sous le circuit, les 6 entretoises métalliques de 10 mm comprises dans le kit, afin d’éviter que les pistes du circuit imprimé ne puissent entrer en court-circuit avec le boîtier. Vérifier que le fusible est bien dans son emplacement. Dans le cas contraire, aucune tension ne parviendra à l’étage alimentation.

Fixez, sur la face avant du boîtier, le circuit imprimé LX.1401 du clavier ainsi que son codeur. Raccordez ensuite, avec un morceau de câble plat à quatre fils, les broches –, A, + et B du codeur aux pistes respectives du circuit imprimé (voir figures 17 et 20). Sur cette même face avant, fixez également l’interrupteur S1 et l’entourage noir de l’écran, en utilisant quatre vis.

Ensuite, fixez l’écran sur le fond du boîtier et rapprochez le circuit de façon à ce qu’il se mette en place dans son cadre. Sur la droite de ce panneau de fond, fixez le bloc en aluminium et centrez les deux BNC dans les deux trous prévus pour leur sortie en face avant. Puis, prenez le câble plat fourni et effectuez le raccordement entre l’étage HF et le clavier en insérant dans leurs connecteurs mâles respectifs les connecteurs femelles (voir figure 17).

Soudez, ensuite, sur les emplacements prévus du circuit HF, au dessus du connecteur CN2, un morceau de câble coaxial, type RG-174, dont la fonction sera d’envoyer le signal composite à l’écran (voir figure 17).

Dans le connecteur mâle placé en haut à gauche du bloc en aluminium, vous devez insérer le connecteur femelle reliant cet étage à l’étage alimentation LX.1402.

Une fois effectués ces différents câblages, l’analyseur est prêt à fonctionner. Une dernière vérification minutieuse s’impose. Reprenez la procédure depuis le début afin de bien contrôler que vous n’avez commis aucune erreur. Lorsque vous serez sûr de vous, vous pourrez raccorder l’analyseur au secteur 220 V.

Dès la mise sous tension, vous verrez le menu indiqué dans la figure 3 s’afficher. Grâce aux boutons «Brightness» et «Contrast», positionnés au-dessous de l’écran, vous pourrez régler la luminosité et le contraste de l’image.

Les touches de commande du curseur
Les quatre touches de couleur rouge, disposées en croix et appelées «CURSOR» (voir figure 21), servent à déplacer le curseur sur les différentes lignes affichées à l’écran : tant celles du menu que celles indiquant les dBm ou les dBμV.

Une fois le curseur positionné sur la fonction choisie, en appuyant sur la touche ENTER, elle aussi de couleur rouge, la fonction s’active et la couleur de l’affichage devient verte sur fond blanc (surlignage).

En déplaçant le curseur sur la fonction CENTER, qui indique la valeur de la fréquence du centre de l’écran, et en appuyant toujours sur la touche ENTER, le nom de la fonction change en START et affiche alors la valeur de la fréquence du début de l’écran.

Les touches numériques
Les dix touches numériques de 0 à 9 (voir figure 21), servent à entrer les valeurs. Elles permettent de définir la valeur de la fréquence en Hz au centre de l’écran (CENTER) ou à son début (START) ou encore, de déterminer la valeur de SPAN, RBW ou SWP.

Si le curseur se trouve sur la fonction CENTER et que nous voulons que le centre de l’écran soit calé sur une fréquence de 450 MHz, il suffira de taper 450 et cette valeur s’affichera dans la ligne au-dessous de CENTER, à la place de (>********).

En appuyant sur la touche ENTER, on confirmera cette valeur qui s’affichera alors à côté de CENTER.

A droite du clavier numérique, on trouve deux autres touches marquées avec les signes – (moins) et . (point).

La touche point (.), a la valeur d’une virgule : pour écrire 100,5 MHz on doit taper 100.5.

La touche moins (–), sert à choisir une valeur négative en dBm. Donc, pour introduire –10 dBm, on doit taper dans l’ordre, la touche –, puis les touches 1 et 0, suivies par la touche ENTER.

Pour corriger une erreur, vous pouvez utiliser la touche CLEAR.

Les autres touches
Les 6 touches positionnées au-dessous de la ligne «Analyzer + Tracking», sont destinées à remplir les fonctions suivantes :

ENTER = Active la fonction sélectionnée ou confirme la valeur de la fréquence dans la ligne >********.

CLEAR = Efface la valeur tapée par erreur dans la ligne >********.
Touche (–) = Réduit le nombre exprimant la valeur de la fonction sélectionnée.

Ex. : si dans la fonction CENTER le nombre 400.000 apparaît, en appuyant sur la touche –, cette valeur passera à 399 999 puis à 399 998, etc.

Si on sélectionne la fonction SPAN et que le nombre 10.0 apparaît, en appuyant sur la touche –, on obtiendra 9.9, puis 9.8, puis 9.7, etc.

Dans la fonction RBW de 100 K, on obtient 10 K.

Dans la fonction SWP de 200 ms, on obtient 100, puis 50 ms.

Si le curseur est positionné au niveau de dBm ou dBμV, en appuyant sur la touche (–), on peut effectuer des sauts de 10 dB. En tournant le bouton du codeur, on peut effectuer des sauts de 2 dB.

FILTER = Cette fonction permet d’activer le filtre passe-bas, capable de réduire le niveau de bruit de fond du signal examiné. En appuyant sur cette commande, on obtient les valeurs de VF dans l’ordre suivant : OFF – 100 – 10 – 1 – 0.1 K.

MAXHOLD = Grâce à cette touche, on peut mémoriser tous les niveaux maximums des signaux reçus. Cette fonction corrige l’amplitude de ces signaux, quand elle a tendance à trop augmenter, tout en permettant la détection du niveau maximum en phase de calibrage.

La touche de fonction F1
Pour basculer rapidement d’une fonction à l’autre, vous pouvez appuyer sur la touche de fonction F1 et ensuite, sur une des 10 touches numériques.

En appuyant sur F1, la ligne >******** apparaîtra sur la droite.

Il est sous-entendu que pour confirmer la fonction choisie, vous devrez toujours appuyer sur la touche ENTER.

Si vous tapez les deux touches :
F1 + 0 = vous accédez à la ligne de modification de la fréquence.
F1 + 1 = vous accédez au paramétrage du SPAN.
F1 + 2 = vous accédez au paramétrage du BW.
F1 + 3 = vous accédez au paramétrage du SWEEP.
F1 + 4 = vous accédez au paramétrage du PEAK.
F1 + 5 = vous accédez à la ligne qui vous permet de modifier le niveau de TRACKING (poursuite).
F1 + 6 = vous accédez à la ligne qui permet d’activer le RUN ou le STOP.
F1 + 7 = vous accédez à la ligne REFERENCE LEVEL, qui vous permet de modifier la valeur de la sensibilité.
F1 + 8 = vous accédez à la ligne qui vous permet de choisir entre l’unités de mesure en dBm et en dBμV.
F1 + 9 = vous pouvez modifier le pas de la grille de l’écran de 5 dB.

La touche de fonction F2
Avec la touche fonction F2, suivie de l’une des 5 premières touches numériques, vous pouvez déplacer rapidement le curseur entre les différentes fonctions.

En appuyant sur F2, la ligne >******** apparaîtra sur la droite.
Appuyez sur ENTER pour confirmer.

Si vous tapez les deux touches :
F2 + 0 = vous accédez à la ligne qui permet d’activer le MARKER 1.
F2 + 1 = vous accédez à la ligne qui permet d’activer le MARKER 2.
F2 + 2 = vous accédez à la ligne qui permet d’activer le STORE (mémoriser).
F2 + 3 = vous pouvez activer la fonction TRACKING.
F2 + 4 = vous pouvez désactiver la fonction TRACKING.

Les surlignages en négatif
Quand le surlignage CENTER apparaît (la fonction a été activée), il est possible de changer la valeur de la fréquence en tournant le bouton du codeur.

Si vous sélectionnez avec le curseur les fonctions PEAK – MARKER 1 – MARKER 2 – RBW – SWP – RUN – MEM, vous remarquerez que le surlignage de CENTER perd de l’intensité lumineuse tandis que le surlignage de la fonction sélectionnée s’active.

Par exemple, si vous déplacez le curseur sur RBW, vous pouvez modifier la valeur à l’aide des touches + et –, mais en même temps, vous pouvez aussi modifier la valeur de la fréquence, en tournant le bouton du codeur.

Seule l’utilisation des fonctions MARKER 1 et MARKER 2, rendra impossible la modification de la fréquence (le surlignage d’ENTER disparaîtra). En effet, en tournant le bouton du codeur, nous obtiendrons le changement de la valeur des marqueurs.

En cas d’erreur
En cas de faute de frappe durant l’entrée des données, à la droite de la ligne >********, nous verrons apparaître le mot ERROR. Ceci ne sera pas un problème car, à l’aide de la touche CLEAR, nous pourrons rétablir les fonctions comme à l’origine. Dans le pire des cas, il sera suffisant d’éteindre l’Analyseur et de le rallumer après avoir attendu environ 2 secondes.

A prendre en considération
A la première utilisation de cet analyseur de spectre, en activant la fonction SPAN, vous aurez l’occasion de remarquer :

En prenant, par exemple, une fréquence centrale de 100 000 MHz et une valeur de SPAN de 100 MHz. La grille étant composée de 10 petits carrés, chacun d’eux aura une valeur correspondant à 10 MHz. De même, si vous avez choisi une valeur de SPAN de 250 MHz, chaque petit carré correspondra à 25 MHz.

Avec cette valeur de SPAN, le centre de la grille ne pourra plus être de 100 000 Hz mais sera de 125000 MHz.

En effet, le microprocesseur interne, une fois cette différence mesurée, modifiera la valeur de la fréquence reportée au centre de l’écran, de 100 000 MHz à 125 000 MHz.

En réalité, la valeur définitive de la fréquence au centre de l’échelle correspondrait plutôt à 115 000 ou 116 000 MHz, car le microprocesseur prendra également en charge, dans son calcul, la position du tracé de référence 0.

Cette valeur définitive de la fréquence apparaissant à l’écran de l’analyseur a une tolérance de 0,04 %, évidemment bien au-dessous des 0,08 % de beaucoup d’analyseurs du marché.

Enfin, en descendant à une sensibilité inférieure à 60 dB, vous pourriez relever une différence de +/– 1 ou 2 dB, due à la tolérance des circuits intégrés atténuateurs.

Fig. 18 : Voici, comment le module HF, l’écran et l’étage alimentation doivent être fixés à l’intérieur du boîtier métallique.

Fig. 19 : Sur la partie frontale du boîtier, fixez la face avant avec les touches de commande et le codeur.

Fig. 20 : Montez le circuit du clavier aux dos de la face avant en utilisant les entretoises en métal. Pour plus de détails, voir la figure 22.

Fig. 21 : Sur la face avant du boîtier, on trouve les 24 touches et la commande du codeur. En appuyant sur les touches F1 ou F2 puis, ensuite, sur une touche numérique, on obtient toutes les fonctions dont vous trouverez l’explication détaillée dans ces pages.

Fig. 22 : Pour fixer le circuit imprimé du clavier sur la face avant, utilisez les entretoises métalliques mâles et femelles fournies dans le kit.

Conclusions
Ce projet à muri durant près de trois ans.

Bien entendu, notre intention première était de vous en décrire les résultats.

Mais, en raison du coût de réalisation élevé et prenant en considération les augmentations du prix des composants, nous avions, dans un premier temps, décidé de surseoir à la publication de cet article. Après réflexion, nous avons jugé de grande utilité formative la quantité d’informations et de données que nous avons collectées durant la réalisation des différents prototypes.

Même ceux qui ne monteront jamais cet appareil, soit en raison de son prix, soit parce qu’ils n’en ont pas réellement le besoin, trouveront néanmoins ici un guide constructif sur l’utilisation d’un analyseur de spectre. C’est pour ces raisons, que nous avons décidé de fournir séparément le kit du module HF incluant la carte digitale, etle kit du clavier. A ces deux étages indispensables, il vous suffira d’ajouter un boîtier et de construire un étage d’alimentation capable de débiter les tensions de 5, 12 et 28 volts.

Ensuite, vous pouvez remplacer l’écran 8 pouces par un écran télé de 18, 20 ou 22 pouces, disposant d’une entrée composite vidéo. Il n’est pas possible d’utiliser l’écran d’un ordinateur ou d’envoyer le signal de sortie du groupe HF/digital à l’entrée d’un oscilloscope.

A ceux qui désirent construire l’étage d’alimentation, nous conseillons l’utilisation d’un transformateur entièrement blindé, devant être fixé sur la partie arrière du boîtier pour éviter que son champ magnétique ne puisse déformer la géométrie de la grille. Si le transformateur est positionné au dehors du boîtier, vous pouvez utiliser un modèle quelconque, capable de fournir les tensions indiquées dans la figure 14.

Vous disposez maintenant de la solution idéale pour réaliser un analyseur de spectre de qualité à un prix qui fera pâlir qui vous savez !

2ème partie.
3ème partie.
Comment utiliser le TRACKING sur l'analyseur de spectre.
La mémorisation de la courbe d'un filtre HF (1ère partie).
La mémorisation de la courbe d'un filtre HF (2ème partie et fin).

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