Atelier F1SYH
Construire un récepteur et un émetteur radio
Des dossiers destinés à conduire à un montage réel : architecture, composants, implantation, réglages, contrôles et limites du prototype.
Projet RX-40-01
Récepteur 40 mètres à conversion directe
Récepteur pédagogique pour la CW et la BLU autour de 7 MHz. Il utilise un mélangeur SA612/NE602, un oscillateur local réglable et un amplificateur audio LM386.
Caractéristiques visées
- Alimentation : 9 à 12 V continu
- Bande utile : environ 7,0 à 7,2 MHz
- Modes : CW et BLU
- Sortie : casque 32 à 600 Ω ou petit haut-parleur
- Antenne : entrée 50 Ω sur BNC
- Consommation visée : inférieure à 150 mA
Matériel de contrôle
- Multimètre numérique
- Générateur HF ou NanoVNA utilisé comme source avec atténuation
- Fréquencemètre ou oscilloscope
- Alimentation limitée à 200 mA au premier essai
- Casque pour les premiers essais
Architecture
Schéma électrique détaillé
Le SA612 est utilisé comme mélangeur produit. Le signal de l’oscillateur local est appliqué sur les broches 6 et 7. La sortie audio différentielle est récupérée sur les broches 4 et 5 puis envoyée vers le LM386.
Typon et implantation
Dimensions prévues : 100 × 70 mm. Imprimer à 100 % et vérifier l’échelle avant transfert. La zone oscillateur doit rester séparée de la zone audio.
Nomenclature principale
| Repère | Composant | Valeur / type |
|---|---|---|
| U1 | Mélangeur / oscillateur | SA612A ou NE602 |
| U2 | Amplificateur audio | LM386N-1 |
| Q1 | Buffer éventuel | 2N3904 |
| D1 | Protection alimentation | 1N5819 |
| VR1 | Potentiomètre de volume | 10 kΩ logarithmique |
| CV1 | Accord fin | Polyvaricon 10–160 pF |
| L1, L2 | Bobines filtre HF | À ajuster autour de 7 MHz |
| J1 | Entrée antenne | BNC femelle châssis |
Passifs de départ
| Repère | Valeur | Fonction |
|---|---|---|
| C1, C2 | 100 nF | Découplage au plus près des CI |
| C3, C4 | 10 µF | Découplage basse fréquence |
| C5 | 220 µF | Sortie audio LM386 |
| R1 | 10 kΩ | Polarisation / charge |
| R2 | 1 kΩ | Limitation / découplage |
| R3 | 10 Ω | Réseau de stabilité LM386 |
| C6 | 47 nF | Réseau de stabilité LM386 |
| C7 | 10 µF | Gain LM386, optionnel |
Implantation indicative
Le filtre d’entrée doit rester près du connecteur BNC. L’oscillateur local doit être éloigné de la sortie audio. Un plan de masse continu est préférable à de longues pistes de masse en chaîne.
Ordre de montage et essais
- Monter uniquement la protection d’alimentation et les découplages.
- Vérifier l’absence de court-circuit puis appliquer 9 V avec une limite de 50 mA.
- Monter le LM386 et contrôler la partie audio en injectant un faible signal BF.
- Monter le SA612 et l’oscillateur local.
- Mesurer la fréquence de l’oscillateur sans connecter l’antenne.
- Ajouter le filtre d’entrée et injecter un signal HF très faible autour de 7,1 MHz.
- Régler L1/L2 au maximum audio, puis réduire fortement le niveau du générateur.
Projet TX-40-01
Émetteur QRP CW 40 mètres
Émetteur expérimental à quartz, destiné aux essais sur charge fictive avant toute connexion à une antenne. L’objectif est une puissance comprise entre 0,5 et 1 W.
Architecture
Schéma électrique détaillé
Le manipulateur commande l’alimentation de l’oscillateur et du buffer. Le transistor final travaille en classe C. La sortie doit impérativement traverser le filtre passe-bas avant la charge fictive ou l’antenne.
Typon et implantation
Dimensions prévues : 100 × 70 mm. Les pistes du circuit collecteur et du filtre doivent rester courtes et larges. Le quartz doit être éloigné du transistor final.
Filtre passe-bas 40 mètres
Valeurs de départ : C1 = 330 pF, L1 = 1,1 µH, C2 = 680 pF, L2 = 1,1 µH et C3 = 330 pF. Utiliser des condensateurs NP0/C0G. Les selfs doivent être mesurées avant montage.
Nomenclature active
| Repère | Composant | Remarque |
|---|---|---|
| Q1 | 2N3904 | Oscillateur à quartz |
| Q2 | 2N3904 ou 2N2222 | Étage tampon |
| Q3 | BD139-16 | Étage final avec petit dissipateur |
| D1 | 1N5819 | Protection contre l’inversion |
| X1 | Quartz 7,030 à 7,040 MHz | Fréquence dans une portion CW autorisée |
Filtre passe-bas de départ
| Repère | Valeur initiale | Remarque |
|---|---|---|
| C1 | 330 pF NP0/C0G | Vers la masse |
| L1 | Environ 1,1 µH | Tore T37-2, à mesurer |
| C2 | 680 pF NP0/C0G | Vers la masse |
| L2 | Environ 1,1 µH | Tore T37-2, à mesurer |
| C3 | 330 pF NP0/C0G | Vers la masse |
Ces valeurs sont un point de départ pour un filtre 50 Ω autour de 7 MHz. Elles doivent être vérifiées au NanoVNA et corrigées selon l’inductance réelle des bobines et les capacités parasites du montage.
Implantation indicative
Procédure de mise au point
- Construire et mesurer d’abord la charge fictive 50 Ω.
- Construire séparément le filtre passe-bas et mesurer S11/S21 au NanoVNA.
- Monter l’oscillateur Q1 seul et vérifier la fréquence ainsi que la stabilité.
- Ajouter Q2 et contrôler que l’oscillateur ne se décale pas fortement.
- Ajouter Q3 avec une alimentation limitée à 150 mA.
- Brancher le filtre et la charge fictive avant toute manipulation.
- Mesurer la puissance fondamentale et rechercher les harmoniques.
- Augmenter progressivement le courant maximal seulement si Q3 reste stable thermiquement.
Projet MES-50-01
Charge fictive 50 Ω — environ 25 W continus
Cette charge est conçue pour les essais des petits émetteurs HF. Elle emploie vingt résistances carbone ou couche métallique de 1 kΩ / 2 W montées en parallèle. La valeur théorique obtenue est exactement 50 Ω.
Caractéristiques réalistes
- Résistance nominale : 50 Ω
- Puissance théorique cumulée : 40 W
- Puissance continue prudente : 20 à 25 W
- Puissance de courte durée : environ 40 W, quelques secondes
- Utilisation principale : HF, jusqu’à environ 30 MHz
- Connecteur : BNC ou SO-239 selon l’usage
À ne pas utiliser
- Résistances bobinées vitrifiées
- Longs fils entre le connecteur et le réseau résistif
- Plaque d’essai sans plan de masse
- Boîtier plastique pour des puissances élevées
- Mesure de puissance sans tenir compte de l’échauffement
Le gabarit est prévu pour une plaque d’environ 80 × 60 mm. La masse doit être une large surface cuivre ou une plaque métallique continue.
Nomenclature
| Quantité | Composant | Spécification |
|---|---|---|
| 20 | Résistances | 1 kΩ, 2 W, carbone ou couche métallique, 5 % ou mieux |
| 1 | Connecteur RF | BNC femelle châssis, de préférence |
| 1 | Boîtier métallique | Environ 100 × 60 × 35 mm ou supérieur |
| 1 | Plaque cuivre | Support double face ou plaque de cuivre rigide |
| 1 | Cosse de mesure | Optionnelle, isolée du boîtier |
Calcul
Pour vingt résistances identiques de 1 kΩ en parallèle :
R = 1000 / 20 = 50 Ω
À 25 W :
Ueff = √(P × R) = √(25 × 50) ≈ 35,4 V
Ieff = U / R ≈ 0,71 A
Chaque résistance dissipe environ 1,25 W, ce qui laisse une marge raisonnable sur un composant de 2 W.
Implantation physique
Les résistances sont réparties radialement ou en deux couronnes courtes autour du point chaud du connecteur. Leur autre extrémité rejoint directement un large plan de masse. Le trajet RF doit rester aussi court et symétrique que possible.
Contrôle avant utilisation
- Mesurer la résistance à froid au multimètre : valeur attendue entre 49 et 51 Ω.
- Vérifier l’absence de continuité accidentelle entre le point chaud et le boîtier.
- Mesurer le ROS au NanoVNA entre 1 et 30 MHz.
- Viser un ROS inférieur à 1,2 sur les bandes HF.
- Appliquer d’abord 1 W pendant 30 secondes et contrôler l’échauffement.
- Augmenter ensuite progressivement la puissance.
Projet BF-01
Amplificateur audio LM386 pour récepteur
Module basse fréquence autonome permettant d’attaquer un casque ou un petit haut-parleur de 8 Ω depuis la sortie d’un détecteur ou d’un mélangeur.
Typon cuivre — 60 × 40 mm
Imprimer sans ajustement, à 100 %, en vérifiant que le rectangle de contrôle mesure exactement 60 × 40 mm.
Implantation côté composants
Perçages conseillés : 0,8 mm pour les passifs, 1 mm pour les borniers et 1,2 mm pour le potentiomètre selon modèle.
Nomenclature complète
| Repère | Valeur | Fonction |
|---|---|---|
| U1 | LM386N-1 | Amplificateur audio |
| VR1 | 10 kΩ logarithmique | Réglage du volume |
| C1 | 100 nF | Liaison d’entrée |
| C2 | 100 nF | Découplage HF de l’alimentation |
| C3 | 100 µF / 16 V | Découplage principal |
| C4 | 10 µF / 16 V | Gain 200, optionnel entre broches 1 et 8 |
| C5 | 220 µF / 16 V | Condensateur de sortie |
| R1 | 10 Ω, 1/4 W | Réseau de stabilité |
| C6 | 47 nF | Réseau de stabilité |
| HP1 | 8 Ω, 0,5 à 1 W | Haut-parleur |
Brochage du LM386
| Broche | Fonction |
|---|---|
| 1 | Réglage du gain |
| 2 | Entrée inverseuse, reliée à la masse |
| 3 | Entrée non inverseuse |
| 4 | Masse |
| 5 | Sortie audio |
| 6 | Alimentation positive |
| 7 | Bypass, optionnel |
| 8 | Réglage du gain |
Implantation indicative
Mise en service
- Ne pas monter C4 au premier essai : le gain reste alors égal à 20.
- Alimenter sous 9 V avec une limite de courant de 100 mA.
- Mesurer la tension continue en broche 5 : elle doit être voisine de la moitié de l’alimentation.
- Toucher brièvement l’entrée avec un tournevis isolé : un ronflement doit être audible.
- Injecter ensuite un signal sinusoïdal de 1 kHz de quelques millivolts.
- Ajouter C4 uniquement si le gain est insuffisant.
Étapes suivantes
1. Charge fictive 50 Ω
Ajoutée avec nomenclature, calculs et procédure NanoVNA.
2. Amplificateur audio LM386
Ajouté avec schéma, brochage et procédure de dépannage.
3. Typons LM386
Ajoutés en vue cuivre 1:1 et implantation côté composants.
4. Récepteur 40 m
Schéma détaillé, typon cuivre et implantation ajoutés dans cette version.