Récepteurs radio
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** R. Maillard, Construisez votre émetteur FM. Cet ouvrage décrit par le menu la réalisation d'un émetteur FM. L'intérêt est qu'il ne fait pas usage de composants "tout faits"... ce qui permet de comprendre les principes mis en oeuvre. | ** R. Maillard, Construisez votre émetteur FM. Cet ouvrage décrit par le menu la réalisation d'un émetteur FM. L'intérêt est qu'il ne fait pas usage de composants "tout faits"... ce qui permet de comprendre les principes mis en oeuvre. | ||
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Revision as of 17:39, 18 August 2012
Contents |
Objectifs
Expérimenter le monde des radiofréquences. (Voir la rubrique soeur : Emetteurs radio).
Théorie
Récepteur superhétérodyne
En gros, un récepteur superhétérodyne utilise un signal généré dans le récepteur pour ramener la fréquence de la porteuse à une valeur fixe et connue (appelée Intermediate Frequency). Pour ce faire, il suffit de multiplier le signal local de fréquence F1 par le signal reçu via l'antenne de fréquence F2. Cela génère un signal comportant une composante de fréquence IF=F1-F2 et une autre composant de fréquence F1+F2. On supprime la deuxième composante par filtrage. Cela est d'autant plus facile que la fréquence IF est connue et fixe (par ex. 455KHz) : on peut utiliser des filtres très raides du type "résonateurs céramiques", ou filtres à ondes de surface (c'est d'ailleurs peut-être la même chose, je l'ignore encore...). Voici le schéma de principe emprunté à Wikipedia (article récepteur superhétérodyne) :
Les fréquences intermédiaires dépendent de la fréquence initiale : 455KHz pour l'AM, 10.7MHz pour la FM, etc. Un récepteur peut y utiliser plusieurs fréquences intermédiaires.
Amplification à sur-régénération
(A compléter)
Démodulateurs et détecteurs
Détecteur à diodes
Le signal en modulation d'amplitude est extrait de la porteuse au moyen d'une diode et d'un condensateur de lissage. Voici divers montages issus de l'article "Crystal radio" de Wikipedia :
En gros, le condensateur se comporte comme une "mémoire" de la valeur de tension de crête. C'est parfaitement analogue au redressement et lissage d'une alimentation.
Technologies
Les filtres SAW
(Voir ici.)
Les mixeurs HF
- Le "mixeur" NE602/SA602 qui comprend un mixeur et un oscillateur (copie locale). C'est un composant très courant dans le domaine des radio-fréquences. Voir notamment les articles suivants :
- Divers schémas à base de NE602 (copie locale)
- L'application note AN1982 de Philips, "Applying the oscillator of the SA602 in low-power mixer applications" (copie locale)
- L'article "NE602 Primer" de J. J. Carr publié dans Elektor de janvier 1992 (copie locale)
- L'article "Single chip frequency converter" de M.A. Covington publié dans Radio Electronics d'avril 1990 (copie locale)
- Voir aussi l'article Direct Conversion Receiver: making friends with the Signetics SA602 IC.
Les récepteurs intégrés
- Le récepteur TDA7000 qui permet la réalisation d'un récepteur FM avec quelques composants discrêt (dont une bobine) et une diode varicap. (copie locale.)
- Le récepteur MC3362 à double conversion (par ex. 10.2MHz puis 455KHz). (copie locale.)
- Le récepteur MC13135/MC13136 (copie locale).
- Le TEA5767 de Philips. Pour information, le chip est vendu sur une petite carte pour une bouchée de pain (moins de 3 euros en 2011!!!), la voici : Je l'ai utilisé dans mon lecteur MP3 à base de PIC32MX. Il est configurable via un bus I2C.
Les tuners
- Le tuner UV1316(I2C)/UV1315/A qui réalise la réception, préamplification et première "conversion" de fréquence. En 2012, on trouve ce composant chez Electronique Diffusion.
Les PLLs
(A compléter)
Réalisations
Montage à détecteur à diode, sans alimentation
Principes
Réalisation
Récepteur VHF-AM à un transistor
Principe
Il s'agit d'un montage à super-régénération.
Réalisation
Le montage est proposé par Pierre Col [ici] (copie locale).
Le schéma est le suivant (voir le site mentionné ci-dessus pour obtenir la valeur des composants):
Conclusions
Le montage fonctionne à peu près : je parviens à capter (difficilement...) les échanges entre le contrôle en route et les pilotes.
Récepteur AM à LM358
Principe
Le montage est proposé ici. En voici le schéma :
Le récepteur est passif : il n'utilise aucun oscillateur, aussi peut-il être utilisé dans un avion (enfin... en théorie).
Ce récepteur est très proche d'un récepteur "cristal", il est basé sur un circuit d'accord d'antenne et une diode germanium (ou une Schottky). Un ampli LM358 complète le circuit.
Naturellement, ce type de récepteur ne capte que les émissions les plus puissantes / proches. J'y ai rajouté un pré-ampli rudimentaire (voir ici).
Réalisation
En voici une photo :
Récepteur FM à TDA7000
Principe
Le montage ne fait appel qu'à un seul circuit (et une tripotée de capas). On en trouvera le schéma sur le site d'electronics-diy :
C'est pratiquement le schéma donné dans la datasheet du TDA7000 :
La petite nuance vient de l'utilisation d'une diode varicap pour le tuning (en lieu et place d'un condensateur variable, voir le rectangle rouge sur le schéma). J'y ai rajouté un ampli BF à LM386.
Réalisation
Voici le montage sur la plaque d'expérimentation :
Conclusions
Montage sans grand intérêt puisque tout est réalisé par le circuit intégré. A noter qu'il y a bien des chips qui offrent un tel niveau d'intégration. Pour une carte à microcontroleur, voir par exemple le TEA5767 (utilisé dans le lecteur MP3 à base de PIC32MX).
Références
- Quelques montages :
- Quelques récepteurs radio très simples, dont un utilisant un détecteur au germanium, ici (copie locale) et là (copie locale).
- Un récepteur passif selon même principe que précédemment, mais avec un ampli op, ici (copie locale). Il n'utilise pas une diode au germanium, mais une diode au silicium légèrement polarisée.
- Un récepteur VHF à un transistor, [ici] (copie locale). Si on en croit les extraits audio donnés sur le site, les résultats sont assez surprenants.
- D'autres récepteurs VHF à un transistor, ici et là (copie locale).
- Un récepteur VHF à NE602 et ZN416e, ici (copie locale).
- Un autre récepteur VHF à SA602 (copie locale). Le montage n'utilise qu'une seule fréquence intermédiaire (et donc un seul oscillateur local). La démodulation est réalisée par un TCA440. Le montage comprend l'oscillateur local à varicap et BF245 ainsi que le préampli HF à BF990A.
- Un modèle plus compliqué, ici (copie locale).
- Un récepteur intéressant, utilisant une tête HF de téléviseur (à 5€ chez Elec Dif en 2012) est donné dans le numéro de janvier 2012 du magazine "Electronique pratique" (récepteur FM-VHF-UHF 48MHz à 863MHz). Un montage analogue, avec une tête HF UV916 (à 38€50 chez ElecDif en 2012) est décrit ici (copie locale). Cette tête est configurable via un bus I2C (de la même manière que la tête UV1316). Ces deux montages utilisent un chip MC13136. Comme dans le cas du montage précédent, il semble assez difficile de se procurer le filtre SAW Siemens. Les produits du constructeur EPCOP semblent plus faciles d'accès (au moins sur eBay).
- Quelques ouvrages
- Excellent : Jon B. Hagen, Comprendre et utiliser l'électronique des hautes fréquences, ed. Publitronic/Elektor. Cet ouvrage décrit simplement les principes fondamentaux des RF.
- Basique : A. Schommers, L'électronique ? par de panique, 2e partie : expérience en alternatif
- R. Maillard, Construisez votre émetteur FM. Cet ouvrage décrit par le menu la réalisation d'un émetteur FM. L'intérêt est qu'il ne fait pas usage de composants "tout faits"... ce qui permet de comprendre les principes mis en oeuvre.
