Proyecto práctico — recepción VHF
Construir un receptor VHF FM de 144 MHz
Este proyecto describe un receptor FM estrecho para la banda de dos metros.
El montaje es únicamente un receptor. No aplique potencia RF a su entrada.
El SA615 se utiliza como referencia pedagógica. Compruebe su disponibilidad o utilice un módulo receptor documentado.
Arquitectura general
Plan de frecuencias
Fréquence reçue
145,500 MHz
Fréquence intermédiaire
10,700 MHz
Oscillateur local, injection basse
134,800 MHz
FOL = FRF − FFI
Pour recevoir 145,500 MHz avec une FI de 10,700 MHz, l’oscillateur local doit être réglé vers 134,800 MHz.
Preselector y amplificador VHF
Préselecteur VHF
Le préselecteur rejette les émissions FM commerciales, les signaux VHF hors bande et une partie de la fréquence image.
- Deux circuits LC faiblement couplés.
- Condensateurs ajustables de quelques picofarads.
- Bobines courtes et rigides.
- Plan de masse continu.
Amplificateur faible bruit
Un transistor VHF ou un MMIC peut apporter 10 à 15 dB de gain. Un gain excessif dégrade toutefois la résistance aux signaux forts.
- Polarisation stable et bien découplée.
- Entrée et sortie adaptées à 50 Ω.
- Blindage entre entrée et sortie.
- Possibilité de contourner le LNA.
À 144 MHz, une plaque d’essai à contacts et des fils de plusieurs
centimètres ne constituent pas une méthode de construction correcte.
Utilisez un circuit imprimé ou une construction sur plan de masse.
Mezclador y oscilador local
Oscillateur local
Un synthétiseur commandé par microcontrôleur permet de couvrir la bande 144–146 MHz. Le niveau de sortie doit être adapté au mélangeur.
Un Si5351 utilisé directement à cette fréquence exige une réalisation très propre et un filtrage sérieux de ses sorties carrées.
Fréquence image
Avec une injection basse, une fréquence image peut apparaître à environ deux fois la FI sous la fréquence souhaitée.
Fimage ≈ FRF − 2 × 10,7 MHz
Le préselecteur VHF doit donc fournir un rejet suffisant.
Frecuencia intermedia de 10,7 MHz
Filtre céramique
Le filtre 10,7 MHz détermine en grande partie la sélectivité. Pour la FM étroite, choisissez une bande passante adaptée aux communications radio.
Amplification et limitation
Les étages limiteurs rendent l’amplitude du signal presque constante avant la démodulation FM.
RSSI
La sortie RSSI peut piloter un indicateur de niveau ou participer à la commande du squelch.
Demodulación FM
Détecteur quadrature
Le détecteur compare le signal FI à une version déphasée. Le réseau quadrature doit être accordé précisément sur 10,7 MHz.
- Bobine quadrature réglable ou résonateur adapté.
- Réglage au centre de la FI.
- Mesure de la tension audio sans modulation.
- Recherche d’une distorsion minimale.
Déviation FM
Les communications radioamateurs VHF utilisent généralement une FM moins large que la radiodiffusion commerciale.
Un filtre et un discriminateur prévus pour la FM large dégraderont la sélectivité sur les canaux étroits.
Audio y squelch
Désaccentuation
Un réseau RC corrige la préaccentuation appliquée par l’émetteur FM.
Squelch
Le squelch coupe l’audio lorsque seul le bruit est reçu. Son seuil doit rester réglable.
Amplification
Un LM386 suffit pour un petit haut-parleur. Le volume doit être placé après la démodulation et avant l’amplificateur.
Lista orientativa de componentes
| Bloc | Composant indicatif | Fonction | Remarque |
|---|---|---|---|
| Préselecteur | 2 circuits LC ajustables | Filtrage 144–146 MHz | Construction mécanique critique |
| LNA | Transistor VHF ou MMIC | Gain faible bruit | 10 à 15 dB suffisent |
| Mélangeur et FI | SA615 ou architecture équivalente | Conversion, amplification FI, RSSI et FM | Composant ancien |
| Filtre FI | Filtre céramique 10,7 MHz | Sélectivité | Choisir une version FM étroite |
| Quadrature | Bobine ou résonateur 10,7 MHz | Démodulation | Réglage nécessaire |
| Synthétiseur | PLL ou synthétiseur RF | Oscillateur local | 134 à 135,3 MHz environ |
| Audio | LM358 + LM386 | Filtrage et puissance audio | Découplage séparé |
| Alimentation | 5 V ou valeur imposée par les circuits | Alimentation régulée | Filtrer séparément RF et numérique |
Orden de construcción
- Construire et tester l’amplificateur audio seul.
- Construire l’étage FI et vérifier son alimentation.
- Injecter un signal modulé à 10,7 MHz et valider la démodulation.
- Régler le réseau quadrature pour obtenir un son clair et peu déformé.
- Ajouter le mélangeur et injecter un oscillateur local connu.
- Injecter un signal faible vers 145 MHz et vérifier la conversion vers 10,7 MHz.
- Construire séparément le préselecteur VHF.
- Mesurer le préselecteur en S21 au NanoVNA.
- Ajouter le LNA seulement après validation de toute la chaîne.
- Installer chaque bloc dans un compartiment métallique.
Ajuste
1. FI seule
Injecter un signal FM faible à 10,7 MHz. Régler le circuit quadrature pour obtenir une sortie audio symétrique et minimale en l’absence de modulation.
2. Oscillateur local
Vérifier sa fréquence au fréquencemètre ou à l’analyseur de spectre avant de le raccorder au mélangeur.
3. Préselecteur
Centrer le maximum de transmission vers 145 MHz avec une largeur couvrant la partie utile de la bande.
4. Squelch
Régler le seuil juste au-dessus du bruit sans signal, puis vérifier qu’un signal faible ouvre correctement l’audio.
Medidas esperadas
| Point | Instrument | Valeur attendue | Défaut possible |
|---|---|---|---|
| Oscillateur local | Fréquencemètre | FRF − 10,7 MHz | Synthétiseur mal programmé |
| Préselecteur | NanoVNA S21 | Maximum vers 145 MHz | Bobines ou condensateurs incorrects |
| Sortie mélangeur | Analyseur ou oscilloscope RF | Signal vers 10,7 MHz | Niveau LO insuffisant |
| RSSI | Multimètre | Tension croissante avec le signal | Chaîne FI défaillante |
| Sortie FM | Oscilloscope audio | Audio propre et centré | Quadrature mal réglée |
Diagnóstico
Aucun signal
- Tester d’abord l’audio.
- Injecter directement 10,7 MHz.
- Vérifier l’oscillateur local.
- Contrôler le filtre céramique.
Réception très faible
- Contrôler le préselecteur.
- Vérifier l’adaptation du LNA.
- Mesurer les pertes des câbles de test.
- Éviter d’ajouter du gain sans diagnostic.
Audio déformé
- Régler le circuit quadrature.
- Vérifier la largeur du filtre FI.
- Réduire le niveau du générateur.
- Contrôler la désaccentuation.
Nombreux faux signaux
- Améliorer le préselecteur.
- Réduire le gain du LNA.
- Blinder l’oscillateur local.
- Filtrer son alimentation.