L'originalité de cette description tient au fait que la génération des tonalités BF est faite à l'aide d'un DDS. Et ceci non pas en utilisant un circuit intégré spécial, mais de composants simples à trouver dans les fonds de tiroir.
Les caractéristiques principales de ce montage sont :
- Génération de 2 fréquences 800 + 1000 Hz ou 400 + 2600 Hz (par déplacement d'un cavalier)
- Génération d'une fréquence unique de 1000 Hz
- Niveau de sortie réglable d'un niveau min. de 100 mV cc sur 600 Ohm, soit 35,4 mV eff. en monofréquence ou 25,0 mV eff. en 2 tons
- Pureté spectrale entre 0,3 et 150 kHz sup. à 50dB
- Distorsion inf à 0,01% (en monofréquence)
- Alimentation par pile de 9V, consommation 8 mA soit 50 heures de fonctionnement avec une pile alcaline.
- Commutation PTT automatique à la mise en marche.
Principe de fonctionnement
Comment fonctionne un DDS ?
Dans sa forme la plus simple, un DDS est composé d'un oscillateur de précision, un compteur d'adresse, une prom contenant le code et un convertisseur D/A (digital/analogique). C'est cette solution qui a été retenue pour cette description.
La différence des 2 fréquences générées en mode 800/1000 Hz est de 200 Hz ou un multiple entier dans le cas du couple 400/2600 Hz. Le signal se renouvelle donc au maximum toutes les 5ms. Afin de conserver toute sa simplicité au montage, l'eprom est adressée en mode binaire et le logiciel est écrit en conséquence. Avec un diviseur 14 bits, la fréquence nécessaire du quartz est donc de 3,2768 MHz, ce qui est heureusement une valeur standard.
L'oscillateur à quartz est un Collpits autour du transistor Q1. Afin de garantir une oscillation immédiate et un niveau de sortie suffisant pour l'entrée du diviseur U1, le type du transistor ne devrait pas être changé (bien que j'ai utilisé un BC337 avec succès). Le signal est envoyé directement à l'entrée du diviseur U1. L'utilisation d'un CMOS standard dont la limite d'utilisation est normalement limité à 2 MHz ne pose normalement pas de problème. L'utilisation d'un modèle "High speed CMOS" a généré des impulsions parasites de 10mV et a donc été évitée.
Les sorties du diviseur U1 adressent l'eprom. Les 3 sorties D0 à D2 sont sommés pour donner un signal digital. La conversion D/A est éffectuée par 3 résistances couche métal de précision 1%, ce qui est parfaitement suffisant dans notre cas. Les derniers restes de commutation du DDS sont atténuées de 35 DB par le filtre RC en sortie. Le niveau est ajustable par le potentiomètre ajustable multitours et le signal est câblé vers la prise micro.
R12 et Q3 réalisent la commutation PTT dés que le générateur est allumé. Si cette solution ne convenait pas, il suffira de ne pas câbler ces composants et de commuter le TX par un moyen externe.
Une particularité est à signaler au niveau de la commutation de l'alimentation. C'est le pole négatif de la pile qui est commuté. ATTENTION donc à ne pas brancher ce pole à la masse ce qui entrainerait un fonctionnement permanent du générateur !
La raison de cette particularité est due au fait que les commutateurs à positon centrale et double inverseur sont difficiles à trouver et donc chers. !! La 2ème commutation est donc réalisée à l'aide du transistor Q2 qui conduit en position monofréquence et est bloqué en position 2 tons. Le collecteur est utilisé pour la commutation de l'eprom.
Un jeu de 2 straps permet de générer soit un couple 800/1000 Hz ou 400/2600Hz, ces dernières valeurs étant recommandées dans les documentations Kenwood. ATTENTION un des 2 straps doit toujours être présent !
Schéma
Construction
Le montage est contenu dans un petit boîtier standard facilement trouvable en France, il s'agit du modèle 2/A.1 de TEKO de dimension 72x57,5x28 mm. Un circuit imprimé de dimensions 52x52 mm contient tout le montage. Une pile de 9V permet l'alimentation de l'ensemble. La position centrale du commutateur coupe l'alimentation du montage, celle de gauche permet un fonctionnement en monofréquence de 1000 Hz, celle de droite en générateur 2 tons. Vous pouvez aussi mettre un simple interrupteur M/A séparé et un inverseur pour changer de mode de fonctionnement, ou un simple interrupteur entre la borne - du circuit et le point marqué "2tone" si vous pouvez vous passer de la position "1 tone". Bref, libre à vous de faire à votre guise.
La batterie est reliée aux bornes + et - du circuit imprimé. (ne pas relier le moins à la masse !). Sur mon exemplaire, avec une Eeprom 27C256 et un CD4020BCN ainsi que des transistors BC337, j'ai mesuré 7,5 mA de consommation !
Le schéma et le circuit imprimé ont été saisis avec la suite logicielle gratuite ExpressPcb disponible sur ce site.
Vous pouvez télécharger le fichier du schéma gene2tons.sch ainsi que le fichier du circuit imprimé gene2tons.pcb.
Le logiciel à programmer dans l'eprom qui a été écrit par DH7AHN est disponible ici : 2tonprom.bin. D'origine, l'EEPROM est une 27C64 ou 27C128. J'ai aussi utilisé avec succès une 27C256. Dans ce cas, il faut modifier le schéma et le circuit imprimé afin de mettre la pin 27 à la masse. On peut aussi laisser le circuit en l'état et simplement plier la pin 27 de l'EEPROM afin qu'elle ne soit pas reliée au circuit et la relier à la masse pas un petit fil.
Implantation des composants
(Cliquez pour agrandir)
Fonctionnement
Le générateur est connecté à la prise micro de l'émetteur SSB. Le signal d'antenne est, après avoir été atténué, dirigé vers le système de mesure. Si votre oscilloscope a une bande passante suffisante, vous pourrez vous passer d'une sonde HF. Dans le cas contraire, vous devrez disposer d'une sonde HF.
L'enveloppe du signal visualisé sur l'oscilloscope devra être de la forme suivante :
Le croisement bien net au point zéro ainsi que des courbes régulières indiquent un réglage correct des différents étages (photo 9A). Les défauts visibles peuvent être résumés ainsi :
Surmodulation :
Les sommets des courbes sont écrasés et aplaties (photo 9B)
Manque de linéarité :
- Mauvaise suppression de porteuse : le croisement des courbes n'est pas parfait au niveau zéro.
- Courant de repos mal réglé : le croisement des courbes n'est pas parfait au niveau zéro.
Si vous disposez d'un analyseur de spectre vous pourrez visualiser directement votre signal. La bande passante en SSB est d'environ 2,7 KHz.