La modulation d'amplitude: schéma d'un petit émetteur pour radio-amateurs

Emetteur pour radio-amateurs

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Le schéma émet dans la bande des 40m, une bande dont une partie est réservée pour les radio-amateurs. Les émissions se font à (très) basse puissance (QRP).

Une partie de la bande des 40m (7MHz) est réservée aux radio-amateurs.

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Certaines fréquences de la bande des 40 mètres sont réservées aux radio-amateurs, ce sont les fréquences qui vont de 7.030MHz à 7.110MHz. Il y a d'autres fréquences autorisées dans d'autres bandes, mais la propagation peut être moins bonne sur ces bandes. Le schéma est conçu pour la bande des 40m. Il est possible de travailler en CW (continuous wave = morse) mais aussi en AM. A cause des faibles puissances mises en jeu il n'est pas possible d'atteindre une qualité "rediodiffusion", mais la bande étant moins brouillée par les parasites, la réception est malgré tout très acceptable.

L'émetteur n'a pas de synthèse de fréquence, la fréquence est déterminée par le cristal dans un oscillateur Colpitts. Un coté des condensateurs ajustables est à la masse, ce qui réduit l'influence des grosses mains à coté du trimmer.

AM ou SSB?

On travaille souvent en SSB (single side band ou BLU = bande latérale unique) car la portée peut être plus grande. En AM, 50% de la puissance est dissipée dans la porteuse (qui ne contient pas d'informations) et les deux bandes latérales contiennent la même modulation. Quand on peut éliminer la porteuse et une bande latérale à l'émetteur, on arrive à une portée un peu plus élevée avec la même puissance consommée.

EN BLU la compréhension est plus mauvaise et l'accord parfait est plus difficile, car l'émetteur travaille à très faible puissance quand il n'y a pas de modulation. Les filtres qui absorbent la porteuse et une des bandes doivent être réglés à nouveau quand la fréquence de la porteuse est modifiée. De plus, l'étage de puissance doit travailler en mode linéaire (classe A), alors qu'en AM on peut utiliser un étage de puissance travaillant en classe C plus efficace. Nous avons donc opté pour la modulation d'amplitude classique, plus simple à mettre en œuvre, aussi bien du coté émission que réception.

Ca1 et CP1 sont ajustés pour avoir le signal le plus élevé (circuit accordé), les valeurs doivent être adaptées vers 5-90pF pour l'adjustable et 33 à 47pF pour le condensateur fixe pour des fréquences auteur de 7MHz (aussi pour le modulateur). Il est possible de modifier très légèrement la fréquence d'accord avec C71 (±50kHz).

L1 a 24 spires et une prise médiane à 1/3, L2 a une prise à 1/2 pour réduire l'amortissement des circuits accordés. Les circuits doivent être accordés pour avoir l'amplitude la plus élevée possible pour la fréquence sur laquelle le cristal oscille. On obtient en sortie une puissance de quelques mW qui peut être envoyé à un booster. Pour le modulateur on peut utiliser un 2N2219A qui a les mêmes caractéristiques mais permet une dissipation plus élevée. Un refroidisseur n'est alors pas nécessaire.

Pour augmenter la puissance, on peut utiliser un 2N6660 dans le booster, un schéma qui peut être utilisé se trouve sur la page de l'émetteur AM prévu pour la bande des petites ondes (MW). Il faut un circuit accordé en sortie.

Modulateur

Il y a trois possibilités pour moduler le signal. Le signal modulant (audio) doit être fourni par un petit amplificateur de quelques watts.

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Le meilleur système c'est de moduler la tension d'alimentation du modulateur via un transfo de modulation. Si on utilise une tension d'alimentation de 12V, on peut faire varier la tension entre 1 et 23V (l'alimentation de l'oscillateur doit rester fixe). C'est le même procédé qui était utilisé dans les émetteurs de radio-diffusion. Le transformateur doit avoir un rapport de 1:5. Avec un signal de 1.75Vrms (4.9Vpp) on obtient un index de modulation qui avoisine les 100%.

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Si vous ne disposez pas d'un transfo de modulation, vous pouvez injecter le signal audio sur l'émetteur du transistor. Ici aussi il faut un signal de 1.75Vrms, mais la puissance nécessaire peut être moindre, car le transistor amplifie le signal audio. Le réglage est plus critique si on veut obtenir un index de modulation élevé. R0 permet de régler la puissance et Rp la linéarité. Il y a une interaction entre les deux réglages et il faut jouer sur les deux. Quand la puissance d'émission est réduite, il faut également réduire le signal modulant (ce qui n'était pas nécessaire avec le montage précédent).

Le second système avec injection sur l'émetteur produit plus de déformations, mais la qualité est généralement suffisante pour la parole. Pour réduire les distortions, il faut limiter la modulation à 70%. Si la modulation de 70% ne peut pas être atteinte, on peut réduire la valeur de la résistance de 2.2kΩ.

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Si vous disposez d'un émetteur qui peut fournir un signal de 9Vrms (en pratique un amplificateur audio de 20W), il est possible d'utiliser le circuit suivant, qui n'a pas besoin de transfo de modulation.

C'est techniquement le même circuit que le premier example, mais comme on n'utilise pas de transfo step-up il faut une amplitude du signal audio plus élevé.

L'amplificateur ne doit pas fournir une puissance effective de 20W, mais une amplitude de 9V. L'impédance du modulateur est plus élevée que celle d'un haut parleur et il nécessite donc une puissance moindre.

La dynamique doit fortement être réduite (surtout si on utilise un microphone). Les signaux de faible amplitude permettent ainsi une modulation suffisante, tandis que les signaux très puissants ne produisent pas une surmodulation. Un petit schéma de compresseur se trouve ici.

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