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LNR Precision LD-11 : Premier transceiver HF QRP à couverture générale et conversion directe

QRP HF SDR transceiver

QRP HF SDR transceiver

Ouf, le titre est long mais c’était dur de faire plus synthétique car la nouvelle est de taille. En tous cas suffisante pour que je me motive à écrire un nouvel article sur ce blog que je pensais laisser en sommeil.

Ce matin j’ai reçu un message de K4SWL qui a tout de suite attiré mon attention. Sur son blog il présente un petit bijou qui va intéresser pas mal de monde (http://qrper NULL.com/2016/05/the-new-lnr-precision-ld-11-transceiver-is-essentially-general-coverage/). Le LD-11 est en effet une première : QRP et SDR comme le KX3 d’Elecraft et à conversion directe comme l’Icom IC-7300. Il est proposé à 775 USD mais est actuellement en rupture de stock (les premiers sont partis comme des petits pains). Vous pouvez surveiller le réapprovisionnement sur la boutique de LNR Precision (http://www NULL.lnrprecision NULL.com/store/#!/LD-11/p/64137743/category=10468544).

Les caractéristiques sont les suivantes :

  • Réception et transmission tous modes (BLU, CW, AM, FM, Digi)
  • Couverture toutes bandes radioamateurs (et apparemment aussi 11m)
  • Processeur STM32 et ADC/DAC à échantillonage directe
  • Gamme dynamique de 100dB à 10 KHz, 130dB à 50 KHz
  • Puissance en émission entre 5 et 8W pour une tension d’alimentation entre 11,5V et 14,8V
  • Consommation de 350mA en réception et jusque 1,5A-2A en émission
  • Bandscope intégré et affichage du ROS, de la puissance et de la tension d’alimentation
  • Oscillateur local Si570, stabilité +/- 3 ppm

Autre point intéressant, en modifiant les paramètres du transceiver, il est possible d’élargir les limites des bandes amateurs et donc de le transformer en récepteur à couverture générale. Comme les fitlres sont entièrement paramètrables jusquà 9,6KHz de largeur, la réception AM est apparemment excellente.

Kit pour débutants : le MBDC de KD1JV déjà disponible chez Hendricks QRP kits

Je me répète car j’ai déjà couvert ce kit transceiver QRP avec récepteur à couverture générale (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/2014/04/12/le-transceiver-mbdc-multi-band-direct-conversion-de-kd1jv-bientot-disponible-chez-hendricks-qrp-kits/), mais je pense sincèrement que c’est un kit parfait pour les nouveaux radioamateurs et ceux qui veulent construire un transceiver en kit pour la première fois.

Facade MBDC JI4DS KD1JV (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2014/06/KD1JV_ki4ds_mbdc02a NULL.jpg)J’ai eu la chance de pouvoir commander un des kits produits par KD1JV en pré-série et après l’avoir pas mal testé ces derniers jours j’en suis de plus en plus fan. La version produite par Doug Hendricks KI6DS dispose de plusieurs améliorations qui rendent le design tout simplement excellent à mes yeux (http://www NULL.qrpkits NULL.com/mbdc NULL.html).

Ce que j’aime sur ce kit :

  • Le design de KD1JV, à la fois simple et économique mais performant et stable avec des solutions techniques originales (mélangeur utilisant un 74HC4053, PA classe E…).
  • L’utilisation de solutions techniques moderne (VFO à DDS AD9834, contrôle par micro-contrôleur, filtre audio actifs).
  • La consommation électrique réduite permettant une utilisation portable sur batteries.
  • La couverture générale et la réalisation possible sur plusieurs bandes qui donne une réelle polyvalence et une réelle utilité au kit.
  • L’ergonomie moderne et efficace avec écran LCD 16×2 caractères, encodeur rotatif pour le choix des fréquences, mémoires de fréquence, manipulateur électronique à mémoire, nombreux paramètres dans le Menu.
  • La construction entièrement en composants traditionnels avec peu de bobinages à réaliser et un seul transformateur, toujours intimidant pour les débutants.
  • La mise au point simplissime avec juste un seul potentiomètre à régler pour le contraste de l’écran LCD, non critique.
  • Le kit incluant le boîtier, ce qui permet d’avoir un produit fini et réellement valorisant dans le shack de son constructeur.

Intérieur MBDC KI4DS KD1JV Hendirkcs QRP Kits (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2014/06/KD1JV_ki4ds_mbdc05a NULL.jpg)Le prix est de 200 USD, hors frais de port (http://www NULL.qrpkits NULL.com/ordering NULL.html). Cela peut paraître élevé pour un jeune radioamateur qui cherche à s’équiper à moindre frais. Toutefois compte-tenu de la qualité des composants, de la présence du boîtier et de tous les “accessoires” ainsi que de la réelle polyvalence du transceiver, ce prix me paraît tout à fait justifié.

Je suis tellement emballé par ce transceiver et surtout démoralisé par l’absence de kit disponibles sur le marché francophone, que j’ai décidé de faire la traduction du manuel du kit pour KI6DS et KD1JV. Je dois attendre le retour de Steve à son QRA (il est en randonnée en montagne) pour avoir le document original et pouvoir l’éditer, mais en attendant en voici un aperçu avec la description du kit.


 

Le MBDC – Un transceiver Multibandes à conversion directe

Caractéristiques :

  • Conso Rx : 80 M : 70 ma, 160 M : 100 ma
  • Sensibilité : ~ -90 dBm (5 uV)
  • Trois réglages de bande-passante audio
  • Emetteur : 80 M : 5,5W à 13.8V, 620 ma – 160 M : 5,5W at 13.8V, 810 ma

Fonctionnalités :

  • Affichage LCD 2X16
  • Haut-parleur interne
  • Port antenne réception externe
  • Récepteur à Couverture générale de 100 kHz à 21,5 MHz
  • 20 mémoires de fréquence
  • Manipulateur électronique mode Iambic B avec mémoires et mode balise.

Le MBDC (Multi-band, Direct Conversion transceiver) a été conçu en premier lieu pour des opérations sur les bandes radioamateur des 160 et 80 mètres. La gamme étendue de fréquence autorisée par le VOF à DDS permet aussi une couverture générale allant de 100 kHz à 21,5 MHz et le récepteur à conversion directe permet une démodulation tout modes (AM, BLU, CW).

Trois bande-passantes audio sont disponibles pour le récepteur et sont sélectionnables par une pression sur un bouton du panneau frontal. Le Contrôle Automatique du Gain (AGC) et un réglage de volume indépendant protège les oreilles de l’utilisateur en cas de réception de signaux très forts.

160 et 80 mètres ont été choisis comme bandes par défaut pour deux raisons. Premièrement, il y a peu de kits disponiles pour ces bandes. Deuxièmement, un récepteur à Conversion Directe donne de meilleurs résultats sur des bandes qui ne sont pas trop occupées ou saturées. Utiliser un récepteur DC (Direction Conversion) sur 40 mètres ou 20 mètres un jour de concours peut-être une expérience très frustrante !

Pour une utilisation en dehors des bandes radioamateur 160 et 80 mètres, une entrée pour une antenne de réception auxiliaire est disponible. Ceci permet de court-circuiter les filtres passe-bas de l’émetteur ainsi qu’un filtre passe-haut à 1,7 MHz qui de facto limiterait la réception aux deux bandes amateurs. L’entrée antenne auxiliaire peut aussi être utilisée pour la réception sur les deux bandes radioamateur choisies, en effet il est parfois préférable d’utiliser une antenne de réception dédiée sur les bandes-basses pour réduire le bruit de fond. L’entrée antenne auxiliaire va directement vers le mélangeur sans aucun filtrage ou pré-selection car cela compliquerait sérieusement le design et le coût pour avoir la couverture générale.

De plus, le récepteur n’est pas inutilement sensible car il n’y en a pas besoin sur les bandes basses. Trop de sensibilité ne ferait qu’augmenter le bruit de fond et dégrader le rapport signal à bruit. Notez que le récepteur est aussi sensible aux stations présentes sur l’harmonique 2 de l’oscillateur local.
Par conséquent, ajouter une sorte de pré-sélecteur and peut-être un pré-ampli pourrait s’avérer utile lors d’une utilisation intense comme récepteur à couverture générale, ce qui est une raison supplémentaire pour la présence de l’entrée antenne de réception auxiliaire. Une sortie MUTE avec drain ouvert est disponible pour contrôler un pré-sélecteur ou un amplificateur linéaire externe.

A cause de la très large bande de couverture offerte par le VFO à DDS, il aurait été dommage de ne pas rendre possible l’utilisation de cette capacité. En conséquence, il est possible de programmer le MBDC pour opérer sur des bandes autres que 160 et 80 mètres. Néanmoins, ce n’est pas une bonne idée de vouloir utiliser ce poste au delà du 17 mètres à cause de problèmes probables de stabilités et de par le fait que la mise au point des filtres en sortie de l’étage final devient très délicate.

A moins qu’il n’ait été programmé de manière différente, l’émetteur est uniquement activé entre les limites des bandes radioamateur 160 et 80 mètres. Si vous vous placez en dehors de la bande actuellement sélectionnée, l’émetteur sera désactivé ce qui sera indiqué par une astérisque [ * ] dans le coin gauche en haut sur l’affichage.

Les limites peuvent être programmées pour que l’émetteur soit activé entre deux fréquences de otre choix. Celles-ci sont typiquement les valeurs haute et basse d’une bande radioamateur donnée. Toutefois, si une utilisation en tant que générateur de signal est souhaitée, elles peuvent être placées sur les limites de couverture du VFO, soit 100 KHz à 21,5 MHz. Ces limites programmables permettent aussi de régler le transceiver pour opérer sur les bandes VLF.

MBDC par KD1JV : Mon premier récepteur à conversion directe

C’est toujours un peu émouvant d’écouter pour la première fois un nouveau transceiver. Durant ces derniers moi j’ai peu à peu assemblé mon kit MultiBand Direct-Conversion de KD1JV (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/2014/04/12/le-transceiver-mbdc-multi-band-direct-conversion-de-kd1jv-bientot-disponible-chez-hendricks-qrp-kits/). Hier j’en étais aux dernières connexions de potentiomètres et autres “accessoires”. Vint le moment dé vérité avec la mise sous tension et les tests de fonctionnement…

MBDC composants passifs (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2014/06/DSCN3774 NULL.jpg)Prudemment, j’ai commencé par vérifier la présence de toutes les tensions d’alimentation avec une résistance de 50Ω en série afin de limiter le courant et les dégâts potentiels en cas de court-circuit. Tout semblant parfaitement en règle, j’ai installé les circuits intégrés, fini de câbler l’écran LCD et avec la même petite appréhension appliqué à nouveau du 12V sur l’alimentation.

Magie, l’écran LCD s’anime et le poste réagit aux commandes de l’encodeur rotatif et des boutons de MENU et de sélection de filtre. Pris par le temps j’essaie de le connecter rapidement à une antenne mais là, déception, pas moyen de recevoir un signal… Tant pis, je dois partir en ville et je verrais ça à mon retour.

KD1JV MBDC composants installés, photo XV4Y (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2014/06/DSCN3786 NULL.jpg)Quelques heures plus tard je reprends les choses méthodiquement et vérifie avec l’oscilloscope que le DDS AD9850 produit bien un signal (par ailleurs visuellement très distordu sur l’entrée du 74HC4053 utilisé comme mélangeur). J’utilise mon ANTAN comme générateur de signal de dépannage (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/xv4tuj-station-radioamateur-en-ok20ua/analyseur-dantenne-antan-de-f6bqu/) et là surprise j’entends bien un signal! En fait j’avais juste oublié que le MBDC dispose de deux entrées antenne, une RX/TX après les filtres passe-bas, et une, non-filtrée, pour la réception seulement. Une petite modification dans le câblage et je peux maintenant connecter le récepteur à mon antenne pour écouter un peu les bandes.

La première impression est celle d’une réception très douce, parfois manquant d’ailleurs un peu de pêche sur les signaux faibles. Le filtrage audio offre 3 bandes passantes (WD non filtrée, NB1 environ 3 KHz et NB2 environ 1000 Hz) dont les deux dernières sont légèrement amplifiée, la réception de signaux AM avec le filtre médian (NB1) est très agréable pour la voix (mais un peu étroite pour la musique par exemple). C’est mon premier récepteur à conversion directe, et si je m’attendais à entendre les porteuses AM et écouter les deux bandes latérales (réception DSB), je suis surpris de l’effet de battement quand on est très légèrement décalé de la fréquence de réception. Le signal plutôt pur du DDS doit d’ailleurs accentuer cet effet, mais il est parfois difficile de se défaire de la voix chevrotante des émissions AM. Une bonne calibration du DDS minimisera cette effet.

Assemblage MBDC par KD1JV fini , photo XV4Y (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2014/06/DSCN3807 NULL.jpg)Il ne me reste plus qu’à arpenter les allées du “marché aux puces” locale pour lui trouver un boîtier adéquat. Je vais totalement inhibé la mise en émission du transceiver pour éviter des dommages, le comparateur du DDS (seul alignement à faire) a d’ailleurs été volontairement déréglé pour minimiser le signal transmis. Il faudra aussi que je fasse une mise à jour du firmware du transceiver, la première version livrée ayant un bug et ne comportant pas certaines améliorations comme la fréquence au démarrage programmable (important pour moi).

Le transceiver MBDC (Multi-Band Direct Conversion) de KD1JV bientôt disponible chez Hendricks QRP kits

Pure coïncidence, je me décide enfin à prendre le temps de monter ce kit (photo ci-contre) et Steve annonce qu’une version améliorée sera bientôt disponible en gros volumes auprès de Doug Hendricks KI6DS (http://www NULL.qrpkits NULL.com/).

Transceiver KD1JV Multiband Direct Conversion en cours de montage (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/2013/08/24/nouveau-transceiver-qrp-multibande-par-kd1jv-le-mbdc/)Le succès de ce petit transceiver “expérimental” par KD1JV a été immédiat, et les avis unanimes sur la qualité de son récepteur, sa facilité de mise au point et son intérêt comme transceiver QRP sur les bandes basses. Je lui prédit un avenir brillant comme kit pour les débutants ou comme récepteur à couverture générale à bas prix. Aucun prix n’est annoncé, et Steve n’a pas encore de photos à nous montrer.

Par rapport à la version originale de KD1JV, le nouveau MBDC aura quelques petites modifications pour le rendre à la fois plus simple à construire, plus fiable et plus simple à utiliser :

  • Les petits défauts de jeunesse du circuit et du firmware ont été corrigés. L’ergonomie a été revue pour simplifier la couverture de bandes de fréquence non programmée d’origine dans le logiciel interne.
  • Le module DDS AD9850 “chinois” a été remplacé par un module DDS AD9834 de conception originale pour améliorer la consommation et surtout parce que les modules chinois ne sont aujourd’hui plus disponibles facilement en volume. Par contre la limite supérieure de couverture sera autour de 21,5 MHz.
  • Un troisième bouton poussoir a été ajouté pour activer/désactiver le RIT.
  • L’encodeur rotatif pour la commande du VFO a été implanté directement sur le circuit imprimé pour simplifier le câblage.
  • La sélection de filtre de passe-bas en émission par commutateur glissière a été remplacé par un relai. La sélection de l’antenne de réception (2 entrées antennes disponibles) est maintenant effectuée par un des commutateur analogique disponible sur le 74HC4053.

Un récepteur 80 mètres à conversion directe a la façon Polyakov

Conversion directe par KE3IJ (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2013/01/DC-80_2 NULL.gif)Toujours sur le thème des circuits simples et amusant à réaliser soi-même, en voici un proposé par KE3IJ (http://www NULL.ke3ij NULL.com/DC-80 NULL.htm). Il est intéressant et différent des circuits habituels car il utilise un détecteur subharominque inspiré du détecteur de Polyakov fonctionnant avec un VFO à la moitié de la fréquence de réception désirée. En cela il se rapproche du montage que je vous ai proposé hier (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/2013/01/22/un-transceiver-21-mhz-avec-3-transistors/), mais techniquement c’est un peu différent.

Je ne vais pas rentrer dans tous les détails, mais ici il n’y a pas vraiment de doubleur de fréquence. Le détecteur de Polyakov, décrit par RA3AAE, utilise deux diodes en parallèle mais tête-bêche avec la HF à gauche, le VFO et la BF à droite. Ce montage a l’avantage de résoudre quelques problèmes rencontrés avec les récepteurs à conversion directe ainsi que d’utiliser un VFO à la moitié de la fréquence cible, plus facile à construire. KE3IJ en a étudié différente variante dont une de son invention avec 4 diodes (la HF à gauche, le VFO au centre et la BF à droite) ce qui lui a permis d’en améliorer encore les performances comparativement aux montages précédents (2 diodes en parallèle, 1 diode, 2 diodes en série…). Je vous conseille de lire l’article d’origine pour plus de détails car l’auteur est très pédagogique en donnant tout l’historique de ses expérimentations. Sur son site web d’autres montages sont aussi bien étudiés et peuvent intéresser les radioamateurs curieux et bricoleurs. (http://ke3ij NULL.com/radios NULL.htm)