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Un circuit QSK pour le PW Severn

Le circuit QSK permet de passer rapidement du mode réception au mode émission lors du trafic radio, l’opérateur a la possibilité d’entendre une réponse de son correspondant pendant un court temps de pose durant sa propre transmission entre deux signaux de télégraphie. En anglais, celà s’appelle le  » break-in ». Il peut se faire sur le PW Severn avec le circuit d’origine en supprimant la temporisation du relais qui permet le passage émission/réception, mais ceci engendre un claquement permanent du relais. Ainsi, la plupart des circuits QSK n’utilisent pas de relais de commutation émission/réception, du moins dans les montages QRP ( émission de faible puissance ) , la commutation est entièrement électronique.

Dans les grands principes, on utilise plutôt des transistors du type PNP, car ceci permet d’opérer plus facilement avec un manipulateur dont le contact sera activé par la masse. En utilisant des transistors NPN, il faudrait alimenter le manipulateur à l’aide d’une tension continue. Bien entendu un +12V ne va pas tuer ( sous-entendu sous faible courant ) , mais la pratique se généralise en employant des PNP, pour déclencher la base de ces transistors par un 0 Volt.

Le schéma ci-joint,  PW_Severn_II , présente plusieurs fonctionnalités. Il délivre avant tout une tension stable et régulée de 10 Volts destinée au contrôle de la fréquence. Le VFO a été remplacé par le VFO universel de W1FB ( déjà décrit dans une note précédente ) à titre expérimental. Il est contrôlé par diodes faisant office de Varicap. A ce sujet, il est intéressant de noter qu’une simple diode Led se comporte comme une Varicap. Si la tension de contrôle est stable, la fréquence est stable, le seul inconvénient reste la non linéarité de la capacité de la diode en fonction de la tension appliquée. Cependant, ceci peut rester acceptable si la variation de la fréquence reste centrée autour de la fréquence d’appel QRP ( 7030 kHz pour la bande des 40 mètres). Ici j’obtiens une variation de 15 kHz autour de la fréquence d’appel QRP et celà me convient.

Le circuit de commutation se compose d’un transistor PNP ( Q3 ) pour le passage en émission. Au repos, la tension Collecteur est nulle car la base est portée au même potentiel que celui de l’émetteur, ce qui bloque le transistor. Le manipulateur abaissé, un 0 Volt déclenche la base ( car sa tension est inférieure à celle de l’émetteur ) , rend le PNP conducteur, laissant passer la tension +12 Volts entre émetteur et collecteur. La platine émission n’a pas été modifiée, à part l’alimentation  du transistor final qui reste maintenant permanente. En effet, cet amplificateur est du type classe C et ne conduit que lorsqu’une tension HF est appliquée à sa base.  Le circuit de commutation émission n’alimentera donc que la partie driver en 12 Volts, on peut laisser la partie PA alimentée en permanence.

S’agissant d’une nouvelle platine, j’en ai profité pour construire un nouveau circuit « sidetone » permettant d’écouter sa propre télégraphie. Il s’agit ici d’un circuit astable délivrant un signal de 1 kHz à l’aide d’un très classique NE555. Sa sortie ( broche 3 ) est directement reliée à la sortie BF du récepteur via une résistance de limitation de 15 kOhms ( ajustage du volume pour les écouteurs ).

La commutation Réception se compose de deux transistors, où à l’inverse, le transistor alimentant le récepteur reste conducteur lorsque le manipulateur est au repos. Q2 est bloqué ( sur le même principe que plus haut pour Q3 ), permettant ainsi à Q1 de rester conducteur par l’action du pont résistif formé par les résistances R1 , R2 et R3.  Le manipulateur abaissé débloque Q2. Une tension de +12 Volts apparaît alors sur la base de Q1, coupant ainsi l’alimentation du récepteur.

On arrive au dernier circuit : le RIT. Il permet le décalage émission / réception qui peut varier entre 400 et 800 Hz selon les goûts de l’opérateur. J’ai opté pour la même solution préconisée par l’auteur du PW Severn, G3RJV, également présente dans les montages à conversion directe de F6BCU. Il s’agit de deux ponts résistifs diviseurs de tension, l’un utilisé pour la réception, l’autre pour l’émission. La commutation se fait par les circuits décrits plus haut. Ce circuit attaque une autre Varicap au niveau du VFO constituée d’une simple diode Led fonctionnant très bien en capacité variable. Du point de vue électronique, cette partie est la plus basique mais nécessite néanmoins une attention toute particulière. En effet, la variation de tension générée par le circuit RIT doit rester faible par rapport à celle générée par la commande de variation de fréquence du VFO ( main tuning ). Dans le cas contraire, on obtient une plage de variation aussi grande avec le RIT qu’avec l’accord principal ! La tension de l’accord principal varie entre 0.5 et 10 Volts pour un delta F de 15 kHz. Le circuit RIT ne doit varier que de 1 Volts sur une plage centrale se situant vers 5 / 6 Volts. Le centrage de cette tension et sa variation se règlent expérimentalement car , bien entendu, tout dépend du VFO utilisé. Des réglages initiaux ont été effectués sur une Breadboard.

J’ai utilisé un second pont diviseur pour le décalage émission, afin de pouvoir régler la fréquence d’émission de part et d’autre de la fréquence porteuse du VFO. Ceci n’est pas une nécessité. A titre d’exemple, on peut s’inspirer des circuits RIT que l’on trouve dans les réalisations de F6BQU pour ses TOUCAN et TRENTY, où un transistor court-circuite toute simplement une partie du pont résistif pour provoquer le décalage de tension Varicap. Le réglage du RIT émission se fait conjointement à l’aide d’un second transceiver ( ici mon ancien HW101 ) , les deux appareils étant sur charge fictive ( pas la même !! ) , on règle le RIT émission de façon à pouvoir établir un QSO  – sans toucher à la fréquence d’accord -, les tonalités des deux émetteurs doivent être sensiblement identiques. La fréquence émise doit être décalée de 400 à 800 Hz par rapport à la fréquence de réception.

Le nouveau circuit de commutation du PW Severn.

Le nouveau circuit de commutation du PW Severn.

Le nouveau circuit QSK du PW Severn semble un peu touffu , mais le montage des composants sur une plaque fraisée permet le repérage aisé des circuits par rapport au schéma électrique. En cas de maintenance, nul besoin de retourner constamment le circuit pour suivre les traces de cuivre par rapport à l’implantation des composants. On n’y pense pas toujours….

Le VFO universel de W1FB remplace le VFO d origine et est piloté par diodes varicap sur une plage d'une quinzaine de kilohertz , centrée sur la fréquence d'appel QRP.

Le VFO universel de W1FB remplace le VFO d origine et est piloté par diodes varicap sur une plage d’une quinzaine de kilohertz , centrée sur la fréquence d’appel QRP.

Le dernier point concerne le branchement des câbles coaxiaux émission et réception. Le coaxial venant de la prise antenne est directement relié à la sortie du PA ( sortie du circuit en Pi ) . Le coaxial réception ( celui qui est branché à l’entrée du récepteur ) est raccordé à l’entrée du circuit en Pi du PA via une capacité d’environ 20 pF ( après le condensateur de liaison venant du collecteur du 2N3866 ) . Le récepteur bénéficie ainsi d’un filtre supplémentaire. Le choix de la capacité de liaison se fait expérimentalement. On choisit une valeur qui n’absorbe pas de façon dramatique la puissance de sortie, il faut néanmoins s’attendre à une très légère diminution de la puissance de sortie ( dans mon cas , environ 10 mW…). Le récepteur bénéficie d’une protection supplémentaire contre les surtensions en montant deux diodes 1N4148 en tête-bêche directement à l’entrée du filtre de bande réception.

Conclusions : Ce circuit de Break-In peut être utilisé dans un autre montage, rien de particulier ne le rattache à ce transceiver. Il fera d’ailleurs partie intégrante des deux transceivers 80 et 30 mètres en cours de construction. Pour un débutant en électronique, c’est le circuit idéal pour comprendre le fonctionnement d’un semiconducteur en commutation. Le type de PNP utilisé importe peu, IC max devrait se situer vers 500 mA pour éviter une surchauffe des transistors de ce module, un radiateur n’est pas nécessaire pour Q2 et Q3.

Un circuit QSK pour le PW Severn

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