F1SYH Amateur Radio · JN25LT
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Practical project — HF reception

Build a 40-metre HF receiver

This direct-conversion receiver covers the 40-metre band. The HF signal is mixed with a local oscillator tuned to the received frequency. The frequency difference becomes audio.

This circuit is a receiver only. Never apply transmitter power to its input and disconnect it when a nearby transmitter is operating.

General architecture

Antenne 7 MHz Filtre RF Double accord NE612 Mélangeur Si5351 6,9 à 7,3 MHz Filtre audio Passe-bas LM358 Préampli audio LM386 Ampli audio HP 8 Ω

Educational circuit diagram

Entrée RF et filtre 7 MHz ANT C1 100 pF L1 1 µH C2 510 pF C3 10 pF L2 1 µH C4 510 pF U1 NE612 Pins 1–2 : entrée RF Pins 4–5 : sortie audio Pin 8 : +5 V Oscillateur local Module Si5351 Sortie CLK0 ≈ 3,3 V carré R1 1 kΩ C5 10 nF Injection LO sur pin 6 Chaîne audio C6 10 nF U2A LM358 Gain ≈ 48 R2 2,2 kΩ R3 100 kΩ C7 100 pF // R3 Vers volume puis LM386 Toutes les masses doivent rejoindre un plan de masse commun.
Le schéma est volontairement pédagogique. Le module Si5351 doit disposer de son propre découplage et son signal carré peut être atténué ou filtré si son niveau provoque du bruit ou des produits de mélange excessifs.

Stage description

1. Filtre RF 7 MHz

Deux circuits accordés limitent les signaux hors bande et réduisent les risques de surcharge du mélangeur.

L1 = L2 = 1 µH
C2 = C4 = 510 pF
Couplage C3 = 10 pF

2. Mélangeur NE612

Le NE612 contient un mélangeur double équilibré et un étage oscillateur. Ici, il reçoit un oscillateur externe.

Son niveau d’entrée doit rester faible. Ajouter un préamplificateur RF avant le NE612 n’est pas prioritaire.

3. Oscillateur Si5351

Le Si5351 permet un réglage numérique précis entre environ 6,9 et 7,3 MHz.

Une commande Arduino, ESP32 ou Raspberry Pi Pico peut gérer la fréquence et l’affichage.

4. Filtre audio

Le condensateur de liaison élimine la composante continue. Le gain audio doit être réparti sur plusieurs étages pour éviter l’accrochage.

5. LM358

Le premier amplificateur opérationnel fournit le gain principal. Une référence à mi-alimentation de 2,5 V est nécessaire avec une alimentation simple.

6. LM386

Le LM386 alimente un casque ou un petit haut-parleur. Un potentiomètre logarithmique de 10 kΩ contrôle le volume.

Bill of materials

Référence Valeur / modèle Quantité Fonction Remarque
U1 NE602, NE612 ou SA612 1 Mélangeur Support DIP conseillé
U2 LM358 1 Préamplificateur audio Double AOP
U3 LM386 1 Amplificateur audio Version N-1 suffisante
U4 Régulateur 7805 ou buck 5 V 1 Alimentation NE612 et Si5351 Ajouter découplage
Module Si5351 1 Oscillateur local Sortie CLK0
L1, L2 1 µH ajustable ou bobine maison 2 Filtre RF Q élevé recommandé
C1 100 pF NP0/C0G 1 Couplage entrée Haute stabilité
C2, C4 510 pF NP0/C0G 2 Accord 7 MHz Prévoir ajustage de 20 à 60 pF
C3 10 pF NP0/C0G 1 Couplage entre circuits À adapter selon largeur de bande
C5, C6 10 nF 2 Liaisons AC Céramique ou film
R1 1 kΩ 1 Limitation injection LO Ajustable entre 470 Ω et 2,2 kΩ
R2 2,2 kΩ 1 Gain LM358 Vers référence 2,5 V
R3 100 kΩ 1 Contre-réaction LM358 Gain proche de 46
C7 100 pF 1 Limitation HF du gain En parallèle sur R3
P1 10 kΩ logarithmique 1 Volume Avant LM386
Découplage 100 nF + 10 µF 1 paire par CI Stabilité alimentation Au plus près des broches

Construction sequence

  1. Construire l’alimentation 5 V et vérifier qu’elle délivre entre 4,8 et 5,2 V sans oscillation.
  2. Construire uniquement le LM386 et injecter un signal audio depuis un téléphone ou un générateur.
  3. Ajouter le préamplificateur LM358 et vérifier son gain avec un signal de quelques millivolts.
  4. Installer le NE612 avec son découplage, mais sans raccorder encore le filtre RF.
  5. Injecter le signal Si5351 au travers de R1 et C5.
  6. Vérifier qu’un signal RF proche du VFO produit une tonalité audible à la sortie.
  7. Construire séparément le filtre RF à double accord.
  8. Mesurer le filtre en S21 au NanoVNA avant de le raccorder au mélangeur.
  9. Réunir les modules dans un boîtier métallique avec des cloisons entre numérique, RF et audio.

Alignment and adjustment

Réglage du filtre RF

  1. Calibrer le NanoVNA en S21.
  2. Balayer de 6 à 8 MHz.
  3. Régler L1 et L2 pour centrer le maximum vers 7,1 MHz.
  4. Contrôler une bande passante couvrant environ 7,0 à 7,2 MHz.
  5. Modifier C3 si le couplage est trop faible ou excessif.

Réglage du niveau LO

Le NE612 n’a pas besoin de plusieurs volts RF efficaces. Un niveau excessif augmente les produits parasites et le bruit numérique.

Augmenter R1 si le signal Si5351 provoque des sifflements, des raies ou une forte pollution dans toute la bande.

Réglage audio

Si le récepteur accroche, réduire le gain du LM358 en diminuant R3 ou en augmentant R2.

Éloigner physiquement la sortie LM386 de l’entrée audio issue du NE612.

Réception BLU

Ajuster très lentement le VFO. Une erreur de quelques dizaines de hertz modifie déjà sensiblement la tonalité de la voix reçue.

Expected measurements

Point Mesure Valeur attendue Si la valeur est incorrecte
Alimentation U1 Multimètre Environ 5 V Contrôler régulateur et découplage
Sortie Si5351 Oscilloscope ou fréquencemètre 6,9 à 7,3 MHz Contrôler commande I²C et alimentation 3,3 V
Filtre RF NanoVNA S21 Maximum vers 7,1 MHz Régler inductances ou capacités
Sortie NE612 Oscilloscope audio Quelques mV sur signal reçu Contrôler LO et entrée RF
Sortie LM358 Oscilloscope Signal audio amplifié sans écrêtage Réduire le gain ou améliorer polarisation
Sortie LM386 Haut-parleur / oscilloscope Audio clair Contrôler broches, masse et condensateur de sortie

Possible improvements

Filtre audio CW

Ajouter un filtre actif centré vers 600 à 800 Hz améliore fortement la réception CW.

AGC audio

Une commande automatique de gain audio réduit les écarts importants entre stations faibles et fortes.

Atténuateur RF

Un atténuateur commutable de 10 ou 20 dB aide lorsque des signaux locaux saturent le mélangeur.

Détecteur en quadrature

Deux mélangeurs déphasés de 90° permettent ensuite une suppression de bande latérale par traitement analogique ou DSP.

Afficheur de fréquence

Un écran OLED relié au microcontrôleur peut afficher la fréquence, le pas de syntonisation et le mode.

Protection d’entrée

Deux diodes tête-bêche et une résistance série protègent partiellement l’entrée contre les signaux excessifs.

Troubleshooting

Aucun son

  • Tester d’abord le LM386 seul.
  • Vérifier le point milieu 2,5 V du LM358.
  • Contrôler l’alimentation du NE612.
  • Vérifier la présence du LO.

Beaucoup de bruit numérique

  • Éloigner le Si5351 de l’entrée RF.
  • Utiliser un boîtier ou une cloison métallique.
  • Filtrer séparément l’alimentation du Si5351.
  • Réduire le niveau d’injection LO.

Accrochage audio

  • Réduire le gain du LM358.
  • Raccourcir les connexions.
  • Découpler chaque circuit intégré.
  • Éloigner le haut-parleur de l’entrée audio.

Réception très faible

  • Contrôler le centrage du filtre RF.
  • Vérifier C1 et les connexions d’antenne.
  • Tester avec un générateur RF connu.
  • Ne pas augmenter le gain audio avant d’avoir vérifié la RF.
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