F6HCC
Le "MICROWATT"
Un émetteur QRPP 144 MHz FM
A une époque pas si éloignée, tout radioamateur devait construire son émetteur. Il est vrai que les modulations employées étaient beaucoup plus simples à mettre en oeuvre (AM et CW).
Pourquoi ne pas revenir aux sources de la radio et réaliser ce petit émetteur qui trouve son utilité au domicile de l'OM.
Modification du 24/11/2012 pour améliorer la qualité audio: le condensateur de 22 nF dans la base du BC337 est remplacé par un 47 nF ou un 100 nF
Un émetteur domestique
Du latin "domus" (maison) domestique signifie "qui appartient à la maison, qui concerne la maison". J'ai construit cet émetteur pour relayer les réceptions dans la "maison" et suivre ainsi les QSO décamétriques (le célèbre QSO breton notamment) sur un récepteur VHF portable.
Pour que ce montage soit accessible à tous, j'ai choisi des composants faciles à trouver (ou à récupérer) et un montage d'oscillateur qui marche "à tous les coups".
Le schéma
Afin d'assurer la portée d'une vingtaine de mètres quelques microwatts suffisent. Un transistor monté en oscillateur à quartz fait l'affaire (transistor 2N2222).
On part d'un quartz standard de fréquence 16, 18 ou 24 MHz. Il oscille sur sa fréquence fondamentale facile à moduler en fréquence.
Le circuit accordé monté dans le collecteur du transistor récupère l'harmonique qui tombe dans la bande 144 MHz.
Un second circuit accordé récupère l'énergie de la première bobine et la transmet à l'antenne tout en assurant un filtrage supplémentaire.
La modulation
Le signal BF arrive de la sortie "auxiliaire" ou haut-parleur d'un récepteur.
Le transistor BC337 l'amplifie jusqu'à 1 volt. On peut modifier le gain de cet étage en agissant sur la valeur de la résistance d'entrée de 10 k ohms.
Le condensateur de 12 pF monté en contre réaction bloque les fréquences hautes qui viendraient parasiter la modulation.
La tension BF d'environ 1 volt sort sur le collecteur du transistor.
A travers la résistance de 47 k ohms cette tension est appliquée à la diode varicap qui assure la modulation de fréquence.
Le principe de la diode à capacité variable est le suivant:
Lorsque la tension aux bornes de la diode est faible (0 V) elle présente une capacité de l'ordre de 30 picofarads.
Lorsqu'on augmente cette tension en inverse (tension positive sur la cathode) la capacité diminue jusqu'à atteindre quelques picofarads.
La variation de capacité agit sur la fréquence de résonance du circuit à quartz et on obtient la modulation de fréquence.
Le montage
Rien de plus simple.
On réalise le câblage suivant le schéma.
Les composants sont faciles à récupérer. On trouve les quartz sur la plupart des cartes informatiques.
Bien qu'un quartz de fréquence ronde convienne, il aura l'inconvénient de produire une émission proche de 144,000 MHz, fréquence assez parasitée par les équipements informatiques.
Choisir de préférence un quartz décalé, (quartz de télécommande 18,089 MHz par exemple) qui produit du 144,700 MHz.
Essayer différents quartz 24,000 MHz. J'en ai trouvé plusieurs qui produisent du 144,060 MHz (ils oscillent sur 24,010 MHz).
Le transistor d'entrée est un NPN du genre BC337, 107, 108 ,109.
Par contre pour l'oscillateur j'ai obtenu le maximum de puissance avec un 2N2222.
Passer la connexion de base du 2N2222 entre E et C avant de l'implanter sur le circuit.
On trouve des diodes varicap dans les anciens tuners de récepteurs de télévision. Il faut une diode d'une capacité d'environ 25 pF à la polarisation de 0 volt.
La sortie du second circuit accordé étant en haute impédance on ne peut pas y connecter une antenne 1/4 d'onde. Un simple morceau de fil d'une vingtaine de centimètres convient.
On peut monter le tout sur une plaquette à trous du genre "véroboard" ou mieux sur une plaque de circuit imprimé dont les pistes auront été réalisées à l'aide d'un cutter.
Le montage doit rester compact avec un bon plan de masse. Il ne faut pas oublier que les fils et connexions ont un effet de self aux fréquences élevées.
Les deux bobines comportent 4 spires jointives de fil de 0,8 mm sur un diamètre de 5 mm (fil émaillé ou isolé plastique type câblage téléphonique).
Veiller à bien placer le condensateur de découplage de 1 nF comme sur les photos (en jaune à côté des bobines).
Réglage:
Dès la mise sous tension l'oscillateur démarre.
Le courant d'alimentation est d'une dizaine de milliampères.
Vérifier que la tension sur le collecteur du BC337 se situe entre 2,2 et 3,4 volts.
En approchant un récepteur 144 MHz on doit trouver le signal de l'harmonique aux alentours de la fréquence prévue (balayer +/- 100 kHz).
Tourner le condensateur ajustable près du quartz pour caler précisément la fréquence sur celle du récepteur.
Eloigner le récepteur (retirer éventuellement son antenne) puis régler les deux condensateurs ajustables des circuits de sortie de façon à obtenir un maximum de niveau au s-mètre.
Les spires des bobines doivent être jointives.
En tournant chaque condensateur ajustable on doit trouver 2 maximums, sinon le condensateur est en butée.
(dans ce cas ajouter une spire à chaque bobine)
Injecter la source BF sur la résistance d'entrée de 10 kohm.
Si nécessaire, modifier la valeur de cette résistance pour corriger le niveau de modulation.
Pour adapter la sortie BF d'un FT 817 (connecteur mini-DIN) j'ai mis une résistance de 15 kohms.
Résultats:
J'ai obtenu une puissance de -30 dBm soit 1 microwatt (d'où le nom de l'émetteur).
La portée en champ libre atteint 200 mètres.
La transmission est fiable en intérieur sur une vingtaine de mètres ce qui est suffisant pour couvrir une maison (et son jardin).
Cette très faible puissance ne gêne pas la réception du 144 MHz et permet donc de relayer n'importe quelle émission de la bande.
La plage d'alimentation du prototype va de 4 à 12 volts (puissance cependant faible au dessous de 6 volts).
Avec certains blocs secteurs il est possible qu'un ronflement apparaisse sur la modulation. On peut l'éliminer en insérant des bobines d'arrêt genre VK200 sur les fils d'alimentation.
Pour adapter cet émetteur à d'autres bandes de fréquences il suffit de modifier les circuits accordés de sortie.
Pour obtenir de la FM à bande large (type radiodiffusion) remplacer le quartz par un résonateur céramique.
