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Kit BitX – 12 : VFO synthétisé Si570

BitX20 version 3 avec VFO synthétisé à base de Si570 (http://capheda NULL.files NULL.wordpress NULL.com/2010/05/100_2340 NULL.jpg)
Transceiver sur le banc de test en attente de mise en boîtier

Comme je vous l’ai raconté il y a peu, j’ai fini d’assembler le kit contrôleur Si570 (http://capheda NULL.wordpress NULL.com/2010/05/07/controleur-pour-si570-de-k5bcq/). J’ai donc entrepris de le tester avec le BitX. Pour ce faire j’ai bien entendu déconnecter le VFO du BitX mais sans dessouder les composants, il y a juste une capa 100nF à retirer. J’ai aussi ajouté un régulateur 7808 en partant la partie “non régulée” de l’alimentation pour fournir les 100mA demandé par le synthétiseur sans charger le régulateur existant. Une alimentation séparée me laisse aussi espérer moins de signaux parasites venant du micro-contrôleur ou du LCD.

Ca marche super! Le signal est très stable, l’écoute très confortable et très peu bruitée, et même sans blindage et avec une connexion en câbles bifilaires, pas trop de signaux parasites sur la fréquence (en fait un seul repéré très haut…).

Maintenant que j’ai aussi trouvé un boîtier il ne me reste plus qu’à percer, couper et coller pour faire tenir le transceiver dedans. Je vais aussi refaire proprement les connexions au plus court et utiliser du câble coaxial quand c’est possible. Le VFO d’origine du BitX sera “désactivé” mais restera en place, je vais aussi coller les différentes selfs et transformateurs sur la platine. Le contrôleur Si570 est bien fait et une petite amélioration pourrait être par exemple de réutiliser les boutons du boîtier lecteur VCD en parallèle de l’encodeur rotatif pour modifier la fréquence et les réglages.

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Contrôleur pour Si570 de K5BCQ

Ce kit fait l’objet d’un article détaillé dans Radioamateur Magazine (http://radioamateur-magazine NULL.over-blog NULL.com/) numéro 18 (à paraître en juin 2010).

Je l’ai déjà dit, comme cadeau d’anniversaire je me suis offert un kit électronique pour monter un contrôleur pour Si570 (http://www NULL.qsl NULL.net/k5bcq/Kits/Kits NULL.html). Ce circuit me servira de générateur de signal et donc principalement de source pour le VFO du BitX. De manière générale ce kit est un excellent compagnon pour un montage QRP tel que BitX ou Bingo car il produit un signal stable, dispose d’un affichage de grande taille, d’un encodeur rotatif, consomme peu et surtout est très bon marché (47 USD port compris). Kees a toujours été très réactif et agréable dans nos échanges. Le colis est arrivé très rapidement (moins de 2 semaines) et en bon état même si les douanes ont pour une fois manqué de soin à l’ouverture.

Le kit par lui même est plutôt simple et ne comporte pas plus de vingt composants et pièces. Pas de réglage à faire, tout doit marcher du premier coup. La difficulté tient au fait que les composants sont des CMS de gabarit 805. C’est petit, très petit. Le circuit imprimé est bien fait, laissant de la place pour travailler, mais ça reste un challenge pour moi car c’est la première fois que je monte des CMS.

Je me suis donc documenté sur le montage des composants CMS et les méthodes pour réussir ses circuits par un amateur. J’ai acheté un nouveau fer à souder à pointe fine et faible puissance (32W). Je voulais un faire thermo-contrôlé, mais ce n’est pas trouvable ici. Le vendeur m’a refilé un variateur (hacheur) à la place, et finalement ça le fait quand même! Je me suis aussi bricolé un support avec un gros clip à papier, et fixé une loupe sur la troisième main pour aider à la lecture des composants et vérifier les soudures. Dernière précaution, je me suis aussi fixé de prendre mon temps, ne travailler que le matin et sous une bonne lumière.

Finalement la soudure des CMS est plutôt facile. On chauffe un des pads (plot de soudure) et on y met une goutte d’étain. Ensuite on positionne le composant au bord et on le maintient pas trop fermement. On rechauffe pour souder en positionnement doucement le composant. Une fois que la soudure est refroidie et le composant au bon endroit, on fait la deuxième soudure. S’il faut, on corrige un peu la première. Une fois qu’on a pris le coup ça va bien. Même pour les circuits intégrés c’est faisable mais il faut être soigneux et patient. Le Si570 par lui même était le plus difficile, surtout les deux plots latéraux.

La plus grande difficulté finalement c’était pour les composants traditionnels (connecteurs, support de CI…) car la pastille de soudure est très petite. Surtout on a toujours peur de toucher les autres composants car le PCB n’est pas très grand tout de même.

A la mise sous-tension, sueurs froides! Le circuit démarre bien mais l’afficheur affiche “8.8.     0”. J’essaye une remise à zéro de la mémoire en appuyant sur l’encodeur rotatif à la mise sous-tension, mais il affiche bien un code puis revient à “88    0″… Je vérifie toutes les soudures avec le LCD, puis une par une les pattes du micro-contrôleur, celle de la mémoire… Tout est bon! Je m’apprête alors à écrire à Kees, le fournisseur du kit, mais juste avant j’essaye une dernière remise à zéro en restant appuyé plus de 10 secondes. Miracle! Ca marche!

Ensuite j’y connecte un fréquencemètre et le signal est bien là. Il doit être d’un niveau juste un peu faible pour le fréquencemètre de l’ANTAN. A 4MHz la mesure est stable, ensuite il semble y avoir un peu de jigue, mais le Si570 étant réputé très stable (http://www NULL.cliftonlaboratories NULL.com/si570_kit_from_k5bcq NULL.htm#Frequency_Stability_and_Accuracy), je pense que ça vient de la mesure.

Conclusion : je recommande ce circuit à tout le monde. Pas cher et facile à monter pour peu qu’on y prenne beaucoup de soin. Ensuite l’ergonomie est bonne, et selon tous les avis, la qualité du signal excellente.

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Kit BitX – 11 : Huff & Puff et VFO synthétisé

Pas beaucoup le temps de bricoler en ce moment, enfin juste le minimum pour me détendre un peu.

Il y a quelques semaines j’ai reçu les composants pour faire quelques montages pour améliorer le BitX. Tout d’abord j’ai construit un circuit de stabilisation du VFO de type Huff & Puff en m’inspirant des montages de Hans Summers G0UPL (http://www NULL.hanssummers NULL.com/huffpuff/minimalist/2chip NULL.html) et Olivier F5LVG (http://oernst NULL.f5lvg NULL.free NULL.fr/oscil/stab/stab NULL.html). Le montage a l’air de “fonctionner”, par contre son efficacité ne me paraît pas suffisante pour compenser la dérive trop rapide de mon VFO. J’essaye de jouer sur les différents paramètres mais je n’arrive pas à obtenir une stabilité suffisante sur le long terme. Je pense que l’approche “Fast” serait nécessaire dans mon cas… Enfin, je vais continuer à faire des essais en réduisant le pas du synthétiseur (en augmentant la fréquence).

J’ai aussi reçu mon cadeau d’anniversaire mais promis je n’y touche pas avant le 29 avril. C’est un kit électronique encore une fois : un Générateur HF synthétisé à base de Si570 conçu et distribué par K5BCQ et K5JHF (http://www NULL.qsl NULL.net/k5bcq/Kits/Kits NULL.html). Le Si570 est à l’origine un circuit prévu pour générer les fréquences d’horloge pour la micro-informatique. Il est peu onéreux, facilement disponible et permet de générer des fréquences très élevé. Par chance, il est aussi très stable et produit un signal carré mais d’une très grande pureté et avec peu de bruit de phase comme l’indiquent ces mesures de K8ZOA (http://www NULL.cliftonlaboratories NULL.com/si570_kit_from_k5bcq NULL.htm). Ce circuit a d’abord été rendu populaire sur le récepteur SDR SoftRock (http://kb9yig NULL.com/). Ce n’est un DDS mais un synthétiseur à PLL. Après un bon filtrage ou avec un mélangeur équilibré comme sur le BitX c’est même parfait pour en faire un VFO. Le prix est aussi très très attractif offrant les caractéristiques d’un VFO à DDS pour la moitié du prix (45 USD port compris).

Le kit est techniquement très simple en soit, le Si570, quelques résistances et condensateurs, un régulateur de tension, un encodeur rotatif, un écran LCD et surtout le micro-contrôlleur contenant le programme qui finalement fait tout le travail. On peut choisir différentes options et différentes “qualités” de Si570. La moins onéreuse permet de générer des signaux de 3,5MHz à 160MHz environ : largement suffisant pour mes besoins. La difficulté vient du fait que 99% des composants sont en CMS de gabarit 805. C’est soudable à la main, mais il faut beaucoup de patience et de dextérité… On verra si j’en suis capable.

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Kit BitX – 10 : En avant pour un premier QSO

Finalement mon idée de réduire la tension d’alimentation n’a pas été payante. Ca conduisait à encore plus d’instabilité car la tension descendait en dessous de 13V et donc tout ce qui était derrière le LM317 était sous alimenté. Le PA partait en oscillations tout de suite aussi.

Je suis repassé sur 24V (soit 28V redressés) et j’ai rajouté une capa de 12000µF/50V. Maintenant tout est ok, je passe en émission sans problèmes et je sors 4W stables même sur l’antenne.

Cette puissance est un peu faible, je vais voir s’il n’y a pas un problème ailleurs… Peut-être sur le filtre passe-bande.

J’ai aussi fait la modif anti-hiss (sifflement) (http://www NULL.g5vz NULL.co NULL.uk/projects/homebrew/386hiss01) sur le LM386. J’avais pas mal de ces bruits sur les petits signaux. Je vais aussi voir pour mettre en place un Noise Blanker rudimentaire en utilisant l’entrée inverseuse du LM386 et une diode LED après un filtre passe-haut rudimentaire pour détecter les signaux trop forts.

Par contre sans boitier fermé et sans capas NPO, la dérive du VFO est de plus de 1KHz car je suis à l’extérieur et le vent souffle chaud et froid…

Je me suis écouté sur le FT-100 en émettant sur une charge et j’ai affiné le réglage du BFO. La modulation est naturelle, agréable. Ce soir si tout va bien j’essaye en trafic réel!

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Kit BitX – 9 : Ca marche!

Ca y est! En passant à la poste pour envoyer des QSL directes, le facteur m’a vu et m’a donné le colis que j’attendais. J’ai enfin les composants qu’il me manquait.

J’ai donc pu finir le montage du BitX, me faire une sonde HF (http://www NULL.io NULL.com/~n5fc/rfprobe1 NULL.htm) et passer à l’alignement. J’ai aussi rebobiné l’inductance du VFO. Je suis passé de 56cm de fil à presque 65cm ce qui doit me faire un peu plus de 55 spires (c’est trop serré pour être sûr du compte). En remplaçant la capa de 220pf par une de 330pf ça me fait une plage de réglage du VFO de 3,980MHz à 4,400MHz. Un peu trop large, mais c’est ce que je peux obtenir de mieux. C’est vrai qu’à l’usage le réglage de la fréquence n’est pas évident. Je remplacerait peut être la capa de 330pf par une de 470pf et je diminuerai le condensateur variable (en utilisant que deux cages sur trois).

Bon, j’ai donc fait l’alignement, sans surprise, tout s’est bien passé. Par contre en réception connecté sur l’antenne ce n’est pas si simple. Le récepteur n’est pas sourd, loin de là, ce qui est déjà une bonne chose. Le problème c’est que la réception n’est pas bien démodulée, et que j’ai l’impression d’être en DSB (je reçois les deux bandes latérales). Si je règle pour une meilleure écoute, le problème c’est que quand je passe en émission le PA part en auto-oscillation car il doit y avoir trop de résidu de porteuse. Le PA ne sort par ailleurs qu’un petit 3-4W, loin de ce que j’attendais vu la tension d’alimentation de l’ensemble…

Bon, ça me laisse encore de la marge pour m’amuser et tester tout ça. Je vais reprendre l’alignement à tête reposée. En tous cas j’ai réussi à écouter des QSO sur mon BitX que j’ai monté tout seul avec mes petits doigts, et c’est déjà une bonne chose pour moi!

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Kit BitX – 8 : Final et connexions…

Bon, j’attends toujours mes composants. Du coup j’ai sauté un peu les étapes et j’ai commencé à monter les éléments de l’amplificateur final avant de tester le driver. Il y avait quelques inductances et transformateurs à bobiner, un vrai plaisir! En fait c’est vrai, j’ai découvert que j’aimais ça. Ca a des vertus calmantes et je le conseillerai comme supplétif à la cigarette! J’attends tout de même d’avoir installé toutes les résistances et tous les condensateurs avant de mettre les transistors pour garder de la place…

Amplificateur de puissance et alimentation BitX version 3 (http://capheda NULL.files NULL.wordpress NULL.com/2010/02/100_2236 NULL.jpg)
PA et alimentation en cours de montage

J’ai aussi préparé les connexions vers les éléments extérieurs. J’ai donc torsadé deux paires de fils pour faire les liaisons RF entre la platine générateur BLU et l’amplificateur de puissance.

J’ai aussi fait un petit test d’écoute avec le récepteur. Ca a l’air de marcher. Du moins sans antenne on entend du bruit, et si je génère une porteuse avec le FT-100 à côté on la devine dans le BitX. Rien n’étant aligné sur ce dernier, et surtout aucune antenne connectée, c’est encore très approximatif.

Platine exciter SSB du BitX (http://capheda NULL.files NULL.wordpress NULL.com/2010/02/100_2237 NULL.jpg)
Platine finie, mais il manque une résistance de 1K

Je dois en effet attendre d’avoir une diode germanium pour construire ma sonde HF et faire des mesures correctes. Je pourrais le faire avec une simple 1N4148 mais rien ne presse et autant tout bien faire du premier coup!

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Kit BitX – 7 : Circuit Audio, filtre à Quartz et Pré-driver

J’ai tranquillement avancé un peu plus dans le montage du BitX, quelques minutes par-ci, quelques minutes par-là, et on touche à la fin. Enfin, à quelque chose que je vais pouvoir commencer à régler, adapter à mes souhaits et mettre en boîte (peut-être l’opération la plus longue).

Pas de surprise particulière, si ce n’est que touchant à la fin je commence à me rendre compte qu’il manque quelques composants. En fait, parfois Sunil a remplacé certaines valeurs par d’autres. Dans la plupart des cas c’est assez simple de s’en tirer, dans d’autre le doute plane. Plus gênant, il manque réellement quelques condensateurs et résistances. Dans l’absolu rien de grave, je peux les trouver au magasin d’électronique de Can Tho, et surtout j’ai une livraison de 300 résistances et 200 condensateurs qui arrive de Futurlec en Thaïlande.

Je vais ensuite mettre mes outils en état pour les tests : générateur 14MHz (à partir du convertisseur VLF), générateur audio 2 tons (avec un ampli-op) et sonde HF (j’attends la diode germanium et les résistances).

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Kit BitX – 6 : BFO et modulateur équilibré

(http://capheda NULL.files NULL.wordpress NULL.com/2010/02/100_2233 NULL.jpg)
BFO du Bitx en test sur le banc

Entre les obligations familiales du Tét, les clients, Paul qui est en vacances scolaires et le manque de personnel à la maison, il reste peu de temps libre en ce moment. J’avais toutefois besoin de me détendre un peu et j’ai repris le montage du BitX. Je viens de finir le BFO et le mélangeur équilibré juste après qui permet la modulation / démodulation du signal BLU.

Pour “tirer” un peu la fréquence du quartz 10MHz vers le bas on ajouter une inductance et une capacité en série. Comme la capacité livrée était un peu plus faible que celle prévue, je me suis dit que j’allais être plus généreux sur l’inductance. Leonard indique 15 tours sur le noyau de ferrite en forme d’haltère livrée avec le kit. J’ai décidé de faire 17 tours, et bien m’en a pris. Sans retouche ou presque je tombe sur la bonne fréquence! Bien sûr celle-ci sera à ajuster suivant les pentes du filtre à Quartz, mais c’est déjà une bonne chose.

BitX version 3 en cours de montage, BFO fini (http://capheda NULL.files NULL.wordpress NULL.com/2010/02/100_2234 NULL.jpg)
BitX version 3 en cours de montage, BFO fini

Je vais ensuite attaquer la partie Audio. Il faudra aussi que je remette la main sur le convertisseur VLF design F6BQU que j’avais fait il y a quelques années. Ce sera un parfait générateur de signal sur 14MHz!

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Kit BitX – 5 : Premier et second Amplis FI

Après avoir fini le mélangeur et testé le VFO j’ai monté les composants pour les deux sections amplificatrices sur la FI (avant le filtre à quartz et après). Pas de difficulté particulières, si ce n’est des petites différences entre la sérigraphie du PCB, le manuel et le schéma. Dans tous les cas rien de très grave. Les tensions de polarisations sont celles attendues, et la consommation progresse logiquement, même si elle est maintenant de 10 mA plus faible que celle mesurée par Leonard dans le manuel.

J’ai mis de côté le kit pour quelques jours car j’ai d’autres priorités. Un peu de travail, mais aussi d’autres choses à faire à côté. Ma préoccupation du jour est entre autres que le FT-100 est bel est bien en panne. Le circuit d’ALC ne fonctionne plus correctement et reste à fond d’échelle tout le temps, limitant la puissance à quelques milliWatts… J’ai cherché un peu partout sur internet et les solutions proposées ne fonctionnent pas. J’ai aussi essayé de “dégripper” tous les contacts car le milieu tropical a tendance à accélérer l’oxydation… Je viens de récupérer le manuel de service et il faut que je l’étudie en détails. Je ferais de nouveaux essais demain.

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Kit BitX – 3 : VFO

J’ai fini de souder la partie VFO. Pas de difficulté particulière sauf que j’avais mal estimé la longueur de fil nécessaire pour faire l’inductance de 50 tours sur un tore FT36-7. 50cm sont très très juste, 55cm laisse plus de marge.

L’intensité consommée est dans la gamme attendue (47,5mA précisément) et elle met plus d’une minute à se stabiliser à la baisse. Par contre ma Zener me fournit du 9,8V au lieu de 9,1V. Du coup les tensions de polarisation mesurées sur les transistors ne sont plus du tout comparables à celles de Leonard KC0WOX qui avait une zener de 8,48V. Je ne m’en fais pas trop, elles me paraissent tout à fait cohérentes. Quand j’aurai fini le montage. je partirai en quête d’un régulateur 78L08 pour remplacer la Zener.

Pour réellement tester le VFO il faut câbler le mélangeur. Il y a deux transformateurs trifilaires à bobiner. Je ne pense pas le temps avant février et notre retour de Thaïlande.

Mon FT-100 semble en panne. Quand j’appuie sur la PTT pas de BF et l’ALC est à fond d’échelle. Je pensais à une ronflette sur le micro Turner. J’ai remonté l’ancien mais ce n’est pas ça… Je vais rechercher un peu plus dans la journée si j’ai le temps.