'Tracking Generator' pour LF MF HF

J'avais besoin pour mon pont de mesure GR-1606B d'un ensemble générateur et détecteur portable de façon à pouvoir faire des mesures d'impédance au pied d'une antenne. Le générateur est simple à réaliser, un DDS60 fait très bien l'affaire <kit DDS60>  Le détecteur peut être un voltmètre sélectif, mais je n'en possède pas de portable pour les fréquences HF, par contre je possède un vieux transceiver IC-728 qui ne consomme pas exagérément en réception et qui a un S-mètre analogique en plus de la couverture générale 30 kHz - 30 MHz en réception
Il est apparu intéressant d'utiliser le bus CI-V de l'IC-728 pour piloter la fréquence du générateur DDS60. On fait ainsi l'économie d'un afficheur et d'un encodeur puisqu'on utilise ceux du transceiver. Un simple PIC 16F628 est capable de décoder les signaux CI-V à 9600 bauds et de faire le calcul du FTW 32 bits pour le chargement de la fréquence dans les registres du DDS.
L'alimentation du DDS60 et du PIC est faite à partir du connecteur ACC(1) du transceiver IC-728. Il est impératif de bien la filtrer pour éviter le signal du DDS de remonter vers le récepteur. Il est également IMPERATIF de ne jamais passer en émission. Il serait judicieux de modidier le transceiver en ce sens ... 


Schéma + code PIC sur demande

Mesure du Q de la self d'accord antenne

Pour la prochaine saison LF 2010-2011 j'ai amélioré la self d'accord en utilisant du fil de Litz pour la bobine mobile du variomètre. L'inductance maxi est passée à 6,0 mH ce qui devrait être suffisant pour accorder l'antenne à condition d'ajouter 20/25 m de chapeau capacitif. 
Fort bien, mais quel est le facteur de qualité de cette bobine ? ou exprimé différemment quelle est la valeur de la résistance de perte ?  
Pour le savoir, j'ai monté une petite manip dont le principe est simple: à la résonnance un circuit LC présente une impédance Rs + j0, il suffit de mesurer Rs avec un simple pont résistif.
La self est reliée au pont avec un condensateur mica de 220 pF connecté en série, la fréquence du générateur du pont est réglée au minimum d'amplitude lue sur l'oscilloscope. Après cela il suffit de tourner le potentiomètre du pont pour trouver un minimum encore plus profond. Il ne reste plus qu'à lire ou mesurer la valeur du potentiomètre .
La valeur mesurée de Rs est de 26 Ohms à 130 kHz, d'où on calcule Q = 188 (en application de la formule Q=Lw/R)

Un Q = 188 est relativement modeste. Le doubler équivaut à diviser par deux la résistance de perte. En fait il faut considérer la somme des pertes: sol + environnement + self 

Faisons un calcul rapide. Si on suppose des pertes sol + environnement = 50 ohms, on obtient pour 400 watts HF une PAR = 147 mW Avec une résistance de perte de 13 ohms la PAR passe à 178 mW soit un gain de 0,83 dB Il est clair qu'il faut faire porter l'effort sur la réduction des pertes sol + environnement. Refaisons le même calcul avec cette fois 25 ohms de perte. On obtient respectivement une PAR de 220 mW et 294 mW, soit un rapport de 1,26 dB. Le gain entre la valeur basse 147 mW et la valeur haute 294 mW est lui de 3 dB ...

Self d'accord LF à variomètre radiocommandé

La self d'accord (loading coil) est un élément essentiel dans l'accord d'une petite antenne d'émission LF. Le système d'accord doit être précis et facilement réglable du fait de la bande passante de l'ordre de 100 Hz. En pratique, la visualisation de l'accord est faite par un phasemètre situé près de l'émetteur (dans mon cas il est situé dans le coffret du filtre passe-bas) 
Un premier système utilisait un motoréducteur sous alimenté pour faire tourner la bobine mobile du variomètre. Le fonctionnement était acceptable lors des premiers essais, mais s'est avéré inutilisable en hiver à cause du froid qui figeait l'huile du motoréducteur. Donc pour la future saison LF, qui commence pour moi à la chute des feuilles des arbres qui entourent l'antenne, il fallait trouver une solution ...
J'ai commencé par mettre un gros moteur pas à pas - 200 pas / tour - directement sur l'axe de la bobine mobile. Bien sûr ça tourne mais le couple résistant du moteur est trop faible quand le courant dans le moteur est coupé après rotation. De plus le positionnement du moteur à l'extérieur de la self fixe oblige à laisser un espace dans les spires de la self fixe. Il devenait évident que le moteur devait entrainer la bobine mobile par une courroie.
J'avais récupéré un ensemble moteur pas à pas + courroie crantée provenant d'une imprimante hors d'usage, mais j'hésitais à l'utiliser car cela paraissait bien léger pour faire tourner une bobine relativement lourde. Après essai, il s'avère que le fonctionnement est bien supérieur à celui du gros moteur grâce à la démultiplication de l'ensemble. Le nombre de pas pour une rotation passe de 50 à 80, soit 1,1 ° par pas moteur.
Il ne reste plus qu'à finaliser la télécommande ...

Boucle de 20 cm pour la réception de SAQ 17,2 kHz

Cette petite boucle de 20 cm de diamètre est réalisée avec un morceau de cable coaxial 11 mm rebouclé sur lui même par deux prises PL259 et un adaptateur femelle-femelle en T (le T sert uniquement  à fixer la boucle sur une embase SO-239)
Le couplage de l'antenne au préampli faible bruit est effectué par un transformateur de courant analogue à celui décrit précédemment. Bien noter que le transformateur n'est pas relié à la masse. Le préampli utilise un LT1028 faible bruit:  Preampli_cadre_monospire_VLF.pdf

Réception SAQ du 3 juillet 2011 :  

 

    

Réception RSDN20 du 5 Octobre 2011 :