Performance of my RF transformer to variable impedance

Rendement de mes transfo RF à rapport d'impédance variable.

Il est curieux de constater que l'on ne trouve que peu, très peu d'informations à propos de mesures d'adaptation (ROS ou SWR), et autres pertes concernant les Balun's .
On fabrique toujours encore des Balun'z avec des tores T200.x et autres trucs sans aucun test pour confirmer que ça fonctionne (ou que ça ne fonctionne pas...).  C'est vérifiable sur le Net.

Donc, pour corroborer ce que j'ai décrit sur mon Blog en juin 2014,  j'ai effectué quelques relevés de pertes TL (Transmission Loss) de mes Balun'zz à l'aide d'un mini VNA .

Deux Balun's à rapports variables à tester

Voila quelques relevés de pertes de mes Balun'zzz.

Mon protocole de mesure :

Fréquence de 1,7 à 53MHz !
Le système de mesure est un minVNA.
On place deux Balun'zz identiques tête bêche.
On sélectionne des rapports d'impédance identiques pour les deux Balun'zzz.
    ex :  50 ohm entrée      50 ohm sortie
          450 ohm entrée    450 ohm sortie




Entrée 50ohm & sortie 50ohm des Balun's sur SO239 vers mini VNA



Les sorties symétriques sont connectées ensemble

Et voila les relevés de pertes :

Le tracé bleu : les pertes de transmission TL ou transmission loss en dB
Le tracé violet : le déphasage (utile pour visualiser entre autres les résonnances parasites)



Pertes 50ohm

Pertes 50ohm à 1,8MHz    0,5dB
                           30MHz      1dB
                           52MHz   1,9dB
La perte d'insertion max est moins de 1dB à 52MHz.




Pertes 100ohm

Pertes 100ohm à 1,8MHz    0,5dB
                             30MHz    0,7dB
                             52MHz    1,5dB
La perte d'insertion max est de 0,8dB à 52MHz.




Pertes 200ohm

Pertes 200ohm à 1,8MHz    0,5dB
                             30MHz    0,6dB
                             52MHz    1,4dB
La perte d'insertion max est de 0,7dB à 52MHz.



Pertes 300ohm

Pertes 300ohm à 1,8MHz    0,5dB
                             30MHz    0,6dB
                             52MHz    1,3dB
La perte d'insertion max est de 0,7dB à 52MHz.





Pertes 450ohm

Pertes 450ohm à 1,8MHz    0,5dB
                             30MHz    0,6dB
                             52MHz    1,5dB
La perte d'insertion max est de 0,8dB à 52MHz.



Les pertes de transmission TL en  bleu  relevées sont à diviser par deux .
Evidemment puisqu'il y a deux objets similaires en série: non ? hein ?

Pour conclure, les pertes sont inférieures à 1dB à 52MHz, si si...



Eh Raoul, là tu m'fous les boules...... (d'après Muriel Robin)



à suivre ...

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Jacky

f6hky@sfr.fr



My home made VNA antenna

Mon analyseur d'antenne ou impédancemètre 160 à 10m 

Mon système permet de décortiquer, analyser, récupérer les composantes importantes d'une impédance. Il est particulièrement adapté pour analyser une antenne déca.
L'objectif premier de ce système a été d'élaborer l'algorithme de mon coupleur symétrique automatique décrit sur ce blog.
J'ai construit ce système il y a plus de 20 ans. Il est toujours en usage aujourd'hui.




Mon impédancemètre HF
 

Les composantes HF que j'estime être importantes :

   - Fréquence
   - Impédance Z
   - Réactance X en module & sens (+ ou -jX)
   - Rapport d'onde stationnaire ROS

Caractéristiques de l'engin :

   - Générateur HF 1,7 à 31MHz à variation continue par potentiomètre 10 tours.
   - Sortie HF 0,5W efficace soit +27dBm ! (IMD H2 -25dBc).
   - L'ensemble des relevés RF est converti en valeurs analogiques & en niveaux TTL.
   - Détermination de l'impédance (R+-jX) sur un cercle de Smith de ROS 2/1 & 10/1 commuté par inverseur.
   - Affichage des variations de Z, X, ROS sur Galva's.
   - Affichage de la fréquence du géné HF sur afficheur Led (résolution 0,1KHz).
   - Mon système détermine le module & surtout le sens du vecteur X (+ ou - jX).
   - Sortie sur connecteur DB9 des signaux décris ci-dessus au format TTL.



Face avant de l'impédancemètre
 



Face arrière

 

Les graduations des galva's ont été réalisées à l'aide du soft "Galva" de F5BU.
Les graduations du galva "REACTANCE" sont incomplètes pour l'instant.
(Ouais je sais Jean-Paul, je plancherai sur la question à l'occasion...)

Question :
Pourquoi avoir réalisé ce truc alors qu'on trouve un tas d'analyseurs d'antenne dans le commerce?

Réponse :
Les analyseurs d'antenne commerciaux génèrent un signal HF beaucoup trop faible -6 à 0dBm (moins de 1mW HF).
Le mien: +27dBm (0,5W HF) !  C'est suffisant pour mesurer des signaux HF et les convertir en signaux destinés à driver un micro contrôleur.
Les infos Z, X, ROS des VNA du commerce ne sont pas disponibles pour une application personnelle (ou alors avec du bidouillage...).

Les analyseurs d'impédance, d'antenne du commerce (mini VNA, MFJx59 & autres) ne déterminent pas le sens de la composante réactive X (charge inductive ou capacitive).
Or, pour mon application de coupleur, le sens du réactif est un élément déterminant quant au cadencement des capas & des selfs  (voir l'algorithme de recherche de mon coupleur automatique).
Je considère que l'évaluation du ROS uniquement n'est pas suffisante pour cadencer les variables L & C des coupleurs actuels. Ca peut expliquer pourquoi certains coupleurs disposent de boutons en façade pour une recherche manuelle quand ils perdent les pédales!

Par ailleurs, en 1994 n'existait pas d'impédancemètre HF public simple.
Ou alors les analyseurs de réseaux RF Pro (HP, RS, ...) avec le QSJ qui va bien !...
Un article intéressant de DB1NV est paru dans UKW Berichte de mars 1999 : "Un impédancemètre vectoriel d'antenne dans la gamme OC".




Vu de dessous

 

L'électronique

 

La carte de mesure HF évalue :

    - La fréquence d'émission divisée par 256.
Un diviseur par 256 (deux 74LS197 consécutifs) convertit la fréquence du géné HF afin d'être digérée par l'entrée T1 d'un (ancien) 8052AH Basic (voir mon coupleur automatique sur ce blog).

   - Le ROS
Le ROS mètre est automatique.

Pas de tarage direct/réfléchi.

Affichage sur galva.

Un pont de Wheatstone à résistance effectue la mesure du ROS.
Ce pont atténue la puissance de sortie du PA de 6dB (soit un rapport de 4 en puissance).

 

   - Les termes Z, X par 2 transfo sur tube de ferrite (voir mon coupleur symétrique automatique sur ce blog) .

       Un transfo I en série dans la charge.

       Un transfo U en parallèle sur la charge.

Un ampli de différence détermine la valeur de Z après détection en tension des signaux I & U.

Un comparateur de phase (74S74) entre I & U détermine la valeur & le signe de X.
 

Le PA HF :

   - Le schéma est de F6CER. J'ai modifié les contre-réactions d'émetteurs des 2 transistors pour aplanir le gain.
   - Le gain est de 40dB avec 2 transistors !
   - Les transistors sont utilisés habituellement en VHF.
   - Ce PA est en pure classe A : 1,1A sous 12,5V pour 2W HF de sortie ! Vous pouvez déterminer le rendement...
Ca chauffe bien mais c'est increvable, même en présence d'un ROS >20/1.
C'est relativement propre : IMD H2 -25dBc (deux passe bas 32MHz seulement en sortie).


La carte de conversion analogique TTL :

Les signaux analogiques sont convertis au format TTL par 5 comparateurs de tension LM324.
   - Si X inductif   = 1
         X capacitif  = 0
   - Si Z > 50 ohm = 1
         Z < 50 ohm = 0
   - 3 valeurs de ROS ajustables selon les besoins : 1,3/1  2/1  4/1
   - On visualise ces états logiques par 5 Leds en façade.




Schéma des mesures HF

 

 Le générateur HF :

 

   - Fabrication d'un signal HF entre 1,7 & 31MHz par mélange d'un VCO 73,7 à 103MHz & un oscillateur à Quartz 72MHz.
   - Le VCO est libre. Il dérive un peu.

   - Niveau de sortie constant. Un atténuateur à diode PIN (BA243) est asservi par une détection de la tension de sortie du PA (ALC).
   - Niveau d'harmonique -30dBc dans le moins bon des cas à 0dBm (1mW HF out).
 

Schéma du générateur HF
 






 

Le fréquencemètre :

 

Je n'ai pas retrouvé le schéma d'origine de ce fréquencemètre.

On trouve aujourd'hui de chouettes petits fréquencemètres à base de Pic qui montent à 50MHz.

 

 

 

L'alimentation :

 

C'est une alim à découpage.

Ca fabrique 3 tensions : +5V  +12,5V  -12V

Courant de sortie 2 à 3A maxi sous +5V & +12,5V,  je crois...

 

Vu de dessus

 

C'est tout pour l'instant.

 

 

à suivre ...

 

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Jacky

f6hky@sfr.fr

 



Balanced auto antenna tuner 2 to 30MHz 100W

Mon coupleur d'antenne symétrique automatique 2 à 30MHz 100W HF

Ce spitch ne décrit pas un système miracle de coupleur (ou autre ânerie...) mais un moyen simple de coupler, adapter en impédance une antenne libre de potentiel sans connexion à la terre.

Ce coupleur symétrique est full automatique.
Il adapte des antennes filaires (Lévy, Zep, doublet symétrique ou pas) sans connexion à la terre.
L'adaptation d'effectue à l'aide de deux variables L & C seulement.
Il y plus de 20 ans, j'étais en quête d'un système d'adaptation d'impédance entre le TRX & une antenne symétrique et/ou asymétrique sans référence à la terre.
Le système devait être simple & permettre l'adaptation optimale 50ohm entre le TRX & une antenne de type lévy, Zepp, grande loop, mais aussi dipôle vertical, dipôle asymétrique (type Herz Windom ou FD4), & autres longs fils avec un contre poids filaire éloigné du sol de longueur 10, 15 ou 20m de long...
Et, c'est important, sans connexion à un quelconque point de masse à l'antenne.
Voir aussi mes Balun'z sur ce Blog.


J'ai construit et testé différents principes :

    - F3LG, Mc Coy, Annecke :   Excellents systèmes sélectifs. mais mécanique complexe à réaliser.
Trop de boutons à manipuler, prises symétriques sur la self secondaire par pince croco, 2 voire 4 CV isolés donc trop d'éléments réactifs à manipuler lors de QSY, couplage critique des selfs primaire/secondaire ...
Principe essentiellement dédié au couplage d'antennes Lévy, Zepp, Loop...  

    -  Z Match, F3ZZ :  J'ai constaté des retours HF avec ce zinzin. (VFO qui se "promène" au rythme de la BLU)
Et surtout, le couplage de sortie antenne est apériodique !!!  (c'est vraiment n'importe koi...)
J'ai éradiqué ce coupleur illico depuis des lustres: Trop merdique !

     - T match & autre Transmatch avec symétriseur 1/1 ou 1/4 en sortie d'antenne :
(bof, c'est mieux que rien...)
Ce truc "adapte" une charge complexe (symétrique ?) par Balun interposé en sortie antenne (et sur tore de surcroit...)
Il existe une connexion par la masse entre le coax. et l'antenne.


J'ai fouillé encore.
Et là Bingo, Euréka !!! etc ...
J'ai trouvé un excellent article de FC1BAE paru dans Radio REF de juin 1989.
J'ai réalisé son coupleur.
Je l'ai néanmoins modifié, amélioré, simplifié.

Depuis, toutes mes investigations sur les coupleurs d'antenne sont basées sur le principe décrit ci-après.
J'ai réalisé ce coupleur automatique en 1995.
Mon système est toujours en fonction à ce jour.
Depuis, je n'ai rien trouvé de mieux ni dans la littérature, ni sur le Net, ni dans le commerce.






Principe du couplage symétrique



Caractéristiques:

   - Couplage avec un vrai transfo RF en tubes de ferrite & non pas Balun autotransfo sur tore, barreau de ferrite, ou je ne sais quoi...
   - Le couplage par transfo est imbriqué dans le système d'adaptation (L & C) et non pas en sortie antenne. Ceci a pour effet d'optimiser l'adaptation, la symétrie.
   - Adapte des antennes symétriques (Lévy, Zepp, ...)
   - Adapte des antennes quelconques avec 1 contre poids sans référence au potentiel nul de la tresse du coax.
   - Adapte des antennes asymétriques (dipôle vertical, filaire avec 1 radian, Hertz Windom ...).
   - Pas de référence à la terre (un dipôle n'a pas besoin d'une connexion électrique à la terre pour fonctionner: Ca se saurait...)
   - Isolation galvanique entre coax & antenne.
   - Sortie antenne flottante.
   - L'adaptation optimale d'impédance s'effectue uniquement avec 2 éléments réactifs variables :
          une self   L
          une capa C
    - Mon système est basé sur la recherche du meilleur ROS (SWR) par optimisation séquentielle des variables L & C.
    - L'algorithme de recherche du programme est optimisé pour trouver une adaptation même si ce n'est plus possible par opposition à d'autres coupleurs du commerce.
    - Puissance:  100W HF  (voire plus avec redimensionnement des relais, selfs, capas, transfo RF)
    - Plage de fréquence:  2 à 30MHz.
    - On peut déplacer ce coupleur aux bornes de l'antenne (par ligne ouverte d'impédance quelconque ou feeder symétrique,  échelle à grenouille, dans un grenier, ...).
    - Une porteuse de 2 à 7W HF suffit pour animer le coupleur.
    - Temps passé lors d'une première recherche :
           20 à 30s sur 80m
           5s sur 40m
           3s sur 20m
           1s sur 10m
    - Temps passé lors d'une recherche en mémoire :
           1s à 2s maxi quelque soit la fréquence
    - 200 mémoires ou accords mémorisables disponibles.
    - A la mise sous tension, le coupleur génère une musique d'accueil (pour dire bonjour) audible simple.
    - Le coupleur génère aussi des signaux audibles en télégraphie en fonction des évènements :
           Nouvel accord trouvé             AR
           Accord trouvé en mémoire     K
           Diverses erreurs                     8 points sur 2 tons
           Mise en mémoire                    M
    - Ce coupleur est particulièrement bien adapté pour les OM's mal voyants.
    - Le programme est écrit en Basic Intel MCS52 (si, si).






Carte LC





Schéma carte LC




Balun 1/1 dans le coupleur

Le microcontrôleur est un 8052AH Basic de Intel.
Les 3 piles de 1,5V R6 sauvegardent le contenu de la RAM.
D'ailleurs ces piles alimentent la RAM en permanence depuis plus de 10 ans !





Le coupleur côté carte de mesure RF (en haut)
 & carte micro contrôleur 8052AH Basic (en bas)

La carte de mesure RF évalue:

    - Le niveau de puissance. (P mini/maxi)
    - La fréquence d'émission pour la gestion mémoire RAM, pré-positionnement des variables L & C     - 2 niveaux de ROS. (1,3/1 & 1,7/1)
    - L'impédance de la charge Z. (< ou > 50ohm)
    - Le terme réactif X par comparaison de la phase entre I & U de la charge.
    - Le signal de commutation provenant du TRX pour démarrer le processus de recherche.






Schéma carte de mesure RF




Schéma carte micro contrôleur 8052AH Basic




Le coupleur "in the box" côté LC

Sortie antenne sur deux borniers stéatite au dessus


 Pierre ON7PC m'a fait remarquer l'absence de l'algorithme de recherche séquentielle de mon coupleur.
Vala c'est fait !



Algorithme de recherche



à suivre ...

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Jacky

f6hky@sfr.fr
 

Tune control for FT897

Tune control pour FT897

Ou comment brancher un PA, un coupleur automatique ou autre à la prise ACC du FT897 ?
Le but premier de ce Tune control est de piloter mon coupleur symétrique automatique déca décrit sur ce Blog.

J'ai pondu ça...

Caractéristiques:

- Simplicité d'utilisation
- Pas cher
- Système analogique
- L'inverseur ON/OFF commute la pile 9V
- Respect des timing de commutation
- 2 Led rouges attestent des timing, des commutations de sortie
- Niveau d'ALC ajustable (ici 5W HF env. avec -4V)
- Sortie sur Jack stéréo 3,5mm vers ACC FT897
- Sortie par DIN 5 broches du signal temporisé de commande vers mon coupleur automatique
- Alim: 1 pile 9V "carré"
- Consommation réduite 2,5mA en Tune; Leds comprises !!
- Le plus alim. est à la masse !!  Donc, le moins alim. est à -9V
- Petite boite PVC avec réceptacle de pile 9V
- Nécessite que peu de composants
- Un composant particulier pourtant:
             H11G2 :  opto-coupleur Darlington dispo chez Wigi Electronique à Kingersheim
- Les diodes BAT42 sont des diodes classiques Schottky 500mA

Ce truc devrait fonctionner aussi avec un FT857.
Mais pas avec un FT817.

 






Le schéma de principe de mon Tune control






Mon Tune control
En haut à gauche le câble DIN vers mon coupleur automatique
En bas à gauche le câble pourvu d'un choke RF vers ACC du FT897 (Jack stéréo 3,5mm )
Les 2 Leds en face des 2 câbles de sorties attestent de l'état logique des signaux
Au milieu de la boite, l'inter ON/OFF





L'intérieur du zinzin

à suivre ...

 

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Jacky

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VHF UHF home made antenna

Mon antenne verticale VHF UHF simple

J'ai réalisé une antenne bi-bande 145 & 435MHz simple pour le trafic direct & relais en mobile avec 2 W entre Strasbourg et Mulhouse en Alsace.
Je n'achète pas d'antenne;  j'ai toujours préféré inventer des trucs de mon crû.

Caractéristiques:

   Ca fonctionne bien (ben ouais, y manquerait plus que ça...).
   Les signaux sur la bande 70cm (antenne 5/8) sont plus forts qu'un 1/4 d'onde.
   Les ROS V/UHF sont <1,4/1 & faciles à ajuster :

     à 145MHz : L'élément rayonnant est un 1/4 d'onde classique légèrement raccourci par un "nez" (tarin, nazibus, pif & autre péninsule ...) avec peu de perte et non pas par une self.

     à 435MHz : L'élément rayonnant est un 5/8 d'onde.
Comparé à 1/4 d'onde, les signaux faibles FM sortent du souffle.
Y a pas de self mais un "nez" dans le premier 1/8 d'onde du ventre de courant (au bas de l'antenne).
Ceci permet de transformer un 3/4 d'onde classique en 5/8 d'onde par déformation du diagramme de rayonnement (principe Popovic antenna, si, si).
L'angle de départ est plus bas sur l'horizon (caractéristique habituelle du 5/8 d'onde).
La capacité terminale permet de charger le fouet par une petite composante capacitive dans le second ventre de courant.
L'ajustage de la hauteur de la capacité terminale permet d'affiner le ROS en UHF.



Hauteur hors tout de l'antenne 50cm env.




Schéma & réglage de l'antenne




Cotation de la capa terminale & du fouet

Détail du pliage des tiges
 

J'ai testé cette antenne en fixe en 5/8 sur 2m avec 4 radians horizontaux de 51cm dans un grenier.
L'antenne a été réalisée avec du fil de cuivre plein de 2,5mm² isolé PVC (fil d'électricien), une petite planche en bois & un domino pour le raccordement du coax, brin rayonnant, les 4 radians en 2,5mm² isolés PVC.
L'élément rayonnant est cloué à la poutre faitière du grenier.
Le QSJ est insignifiant.
On peut envisager une application 52 & 145MHz.






Pliage 60° env. du fouet & 360° de la capa terminale
 








Détail de la capa terminale & du socle GSM
 






Pliage de la capa terminale
 

La capa terminale pliée
 











Récupération d'un élément de domino 10mm²










Assemblage de la capa terminale & du fouet par domino 10mm²
2 coups de pointeau avant vissage
 







La capa terminale enveloppée de gaine thermo.

Mon antenne sur le toit d'un VL
Au fond, le puit de mine de potasse Rodolphe à Pulversheim entre Colmar et Mulhouse (Haut Rhin)

 

à suivre ...

 

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Jacky

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LT5517 binaural receiver 4 to 450MHz

LT5517

ou mon proto de récepteur à conversion directe de 4 à 450MHz

D'après Linear Technologie, le LT5517 (boitier QFN16) est un récepteur à conversion directe qui évolue entre 40 & 900MHz avec deux sorties en bande de base I/Q jusqu'à 130MHz.
Ce chip devrait monter à 1,3GHz. Par contre, il ne descend pas sous 3,8MHz (vérifié ici mais on peut remédier à la chose).
Le bruit intrinsèque en sortie BF est très faible (par opposition à de célèbres TRX superhétérodynes de marques connues...).
Je teste actuellement ce récepteur large bande de 4 à 450MHz sans filtre de bande RF côté antenne (ça va en faire friser quelques uns...).
L'oscillateur local est un kit SDR PA0KLT.
Le synthé RF est le SI570 (4 à 1400MHz).
Le signal de sortie du synthé est pseudo carré, niveau RF env. 0dBm Out & attaque directos l'entrée OL du LT5517 sans Balun 4/1, ni ampli suiveur.
L'utilisation de ce synthé & ses mémoires est très cool d'emploi (voir le site de F6BCU).

Ce récepteur dispose d'un préampli RF MMIC MAR6 de 20dB côté antenne, noise 3dB suivi d'un tranfo d'impédance Unbal 1/4.
Les sorties BF I/Q sont filtrées (passe bande audio global 300Hz à 3KHz env.) & amplifiées de 74 à 80dB de gain BF au moins (selon INA114 ou AD623 utilisé).
Lorsque je me calle sur des stations bande WBFM large (88 à 108MHz), les signaux BF sont écrêtés (10V càc) mais pas décodables. Les signaux WBFM sont balaises quelque soit l'antenne utilisée.

Mon récepteur décrit ici est à conversion directe binaurale 4 à 450MHz:
     BLI ou LSB:   oreille gauche
     BLS ou USB:  oreille droite

Il décode les signaux AM, CW, BLU.
Signal RF minimum discernable à l'oreille inférieur à -140dBm à 60MHz.
Il fonctionne bien déjà en l'état de 40 à 10m avec une antenne quelconque (80m avec un artifice).
L'écoute sur casque à écouteurs 2K ohm est confortable.
Ce récepteur ne dispose pour l'instant pas de CAG, ni de contrôle volume BF.

La présence d'un CAG  BF, HF (j'étudie ça actuellement...) serait souhaitable surtout le soir sur 40m.

En V/UHF, on peut utiliser un bout de fil en guise d'antenne.
Les signaux balaises WBFM (88 à 108MHz) perturbent peu (ou prou) la sensibilité d'entrée RF du récepteur.
Le trafic aviation AM (119 à 123MHz) est parfaitement décodable.
J'entends les porteuses des relais V/UHF locaux (mais 20dB de gain RF supplémentaires seraient souhaitables).  Par contre, la démodulation des signaux NBFM est très peu compréhensible en l'état.

J'ai testé ce récepteur en déca & 6m avec mon antenne Lévy de balcon 2 à 50MHz & mon Balun à rapport multiple symétrique 1/9 (ce Balun est présenté sur ce Blog) :
       J'ai écouté des QSO BLU sur 10m & 6m entachés de peu de bruit.
       Présence de QRM, QRN local (c'est normal, l'antenne est très large bande) mais les signaux sont exploitables .

J'ai testé ce Rx avec mon antenne Loop magnétique 40 à 10m :
     Là, les signaux sont beaucoup plus nets (peu de QRM, QRN local détectés).
     L'antenne est très sélective.
     Ce récepteur simple est excellent avec ce type d'antenne.

Le circuit imprimé est taillé à l'aide d'une fraiseuse électrique à main en vertu du principe de la "gravure anglaise" (pas de perchlorure de fer; c'est un proto...).
Le chip LT5517 est en boitier QFN16 (4mm de côté). Il est soudé à l'air chaud (>300°) sur un substrat double face cuivré à étamer qui converti QFN16 en DIL.
J'ai déniché les LT5517, substrat époxy QFN16/DIL sur Ebay.
Le Unbal 1/4 est un WBC4-1WLB de Coilcraft.

On trouve peu de chose sur le Net à propos du CI LT5517.
Quelques réalisations pourtant:
       KTH SDR KIT (Rx 1,8 à 450MHz)
       F1TE (Rx 144MHz)
       SQ4AVS (Rx 144MHz)




Schéma de principe du RX binaural évolutif






Récepteur LT5517 & ampli RF BF

Niveaux BF relevés en fonction du signal RF d'entrée



On relève sur le tableau ci-dessus l'amplification en tension à 60MHz :

            U BF2 / U ant = 79000 env. soit 98dB d'amplification globale !!!

De plus, ce rapport est constant quelque soit le niveau HF d'antenne.
La dynamique audible entre le mini (dans le bruit) & le maxi (avant écrêtage) de mon récepteur :

           64dB soit 1600 en tension env.

Elle est joliment linéaire cette affaire, non ...?
C'est cool, Raoul*...!

Signaux de battement 1KHz sortie I/Q NE5532 d'un signal RF 60MHz



Face avant du proto

CI côté composants
Une découpe carrée aux dimensions du substrat QFN/DIL est pratiquée dans le CI pour recevoir le LT5517

CI côté soudures





Côté coulisse du proto RX

Quelques sites intéressants SDR, conversion directe...

 -  YU1LM
 -  F6BCU (cocorico...)
 -  F5CAU (re-cocorico...)
 -  KK7B
 -  S53MV
 -  N7VE

*Cool Raoul, tu m'fous les boules (cf: Muriel Robin)

à suivre ...

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Jacky

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Balun Unun new look

Mes réalisations de Balun large bande de 160 à 6m

ou mes pérégrinations dans le monde des Balun's

Cette présentation ne décrit absolument pas d'improbables Balun/Unun miracles ou autres con... (euh non, disons âneries; c'est moins vulgaire, hein?..) que l'on trouve dans le commerce ou sur le Net.

Ce laïus décrit la réalisation de Balun's transfos vrais RF, large bande 2 à 50MHz qui fonctionnent (ben voyons...) simplement à l'aide de deux tubes de ferrite.

Parlons un peu de tores :

Je ne décrirai pas de symétriseur Balun de courant comme les "Ganella" qui sont des auto transfo.
Excellents par ailleurs, il ont toutefois une connexion électrique entre le TRX et la charge.


Un Balun de courant Ganella : un classique du genre

Pour mes applications, le transfert de courant RF ne tient pas compte du point zéro, de masse et autre terre de la charge (antenne ou autre charge symétrique).


Je ne décrirai pas non plus des systèmes Balun/Unun de tension à base de tore.
D'ailleurs, on trouve un tas d'applications à base de ces tores sur le Net.

Les exemples ne manquent pas...




Un Balun de tension : un autre classique du genre

Les tores de ferrite doivent avoir de fortes perméabilités (ui = 600 à 1500)
J'ai testé divers Balun/Unun dont:
FT 125-43 (ui=850) en Balun 1/1, Unun 4/1, Unun 9/1.
Je n'ai que rarement obtenu un ROS faible (<1,2/1) avec des Balun à tore. Et la bande passante ne s'étend que de 3,5MHz à 30MHz seulement.
Ceci s'explique par:
 -  La constitution physique du milieu magnétique : un anneau. Le champ magnétique véhiculé dans l'anneau présente des fuites vers l'extérieure.
 -  La composante inductive est importante (trop de selfs avec 4 à 5 enroulements (ou plus) de 3 fils de cuivre.
 -  La composante capacitive entre les enroulements limite la bande passante surtout si ces enroulements sont torsadés.

Les tores en poudre de fer (T200-2 ou 6).
Là c'est pire encore : ça ne fonctionne pas dans des applications Balun large bande parce que la perméabilité est franchement trop faible.
Pourtant, les tores T200-2 ou 6 sont excellents pour réaliser, entre autres, des selfs de coupleur (voir mon coupleur symétrique pour FT817 sur ce Blog) ou des circuits accordés pour antennes alimentées à l'extrémité (End Feed Antenna, Fuchs...)


J'ai trouvé aussi des trucs comme ça sur le Net :


A ne pas commettre, mais c'est vous qui voyez...



Balun transfo  1/1 !!!!

Balun transfo ! de coupleur réalisé aves des tores T200-2 rouge (ui=10) ou 4C65 violet (ui=125).
Ici, on suggère un tore 4C65 pour remplacer un T200-2;  c'est guère mieux...

Balun transfo  1/1 !!!!

Un Balun 1/9 réalisé à l'aide d'un T200-2 ou 6 ...

J'suis pas seul à dire ça !

Et j'en passe...

Pour faire simple, je ne réalise pas de Balun large bande avec des tores (pfuii...).

Il y a plus de 20ans, j'ai trouvé un principe simple de Balun réalisé à l'aide de tubes de ferrite.

Caractéristiques générales de mes applications : 

 -  Les transfo d'impédance de PA déca à transistors sont basés sur le même principe.

 -  Les tubes utilisés ici ont une perméabilité ui=850 (type 43). Des perméabilités de 400 à 1500 fonctionnent aussi.

 -  Dimensions de chaque tube pour 100W HF :  diam int.      9 à 10mm

                                                                              diam ext.   17 à 18mm

                                                                              longueur    28 à 30mm

 -  Les prototypes décrits ci-dessous sont réalisés à l'aide de tubes récupérés essentiellement sur des câbles informatiques (si, si).
 -  Il y a aussi les tubes ZFK xx de Amidon, 3W800 (réf 7427009) de Würth Elektronik qui vont bien.

 -  Sinon, deux empilements de 5 tores FT82-43 font l'affaire.

 -  Pour des puissances de l'ordre du KW, utiliser des tubes de dimensions trois fois plus importantes.

 -  Les courbes de ROS sont relevées à l'aide d'un mini VNA.

 -  Les courbes de ROS relevées correspondent au secondaire relié à une charge (résistance) adaptée :

           ex:   50ohm   =   2 résistances de 100ohm en parallèle

                 450ohm   =   1 résistance de 470ohm (ça va aussi)

 -  L'estimation de la perméabilité (ui) s'effectue par calcul de la self (10 spires ou passage dans le trou d'un tube) à l'aide d'un inductancemètre & le soft de DL5SWB "Mini tore calculateur".

 -  Le couplage est serré entre l'enroulement primaire & secondaire parce que le milieu magnétique est bien refermé & contenu dans les trous des tubes (pas avec des tores).

 -  Peu de perte parce que les enroulements sont constitués de peu de cuivre (ex: 2 spires au primaire soit 20cm de fil env.).

 -  Le secondaire est libre de potentiel (pas de masse ou terre à relier au coax, au boom, extra pour FD4, ...).

 -  Pas de connexion électrique entre le primaire & secondaire. Donc, le secondaire est libre
de potentiel.

 -  On peut même utiliser ces transfo en Unun (1 pôle de sortie connecté à la masse, l'autre à l'antenne).     

 -  En adaptant le nombre de tours du secondaire (2 tours ou plus),
    on crée le rapport d'impédance Zout :

                        Zout=(n sec/2)².50                   

Avec:   n sec = nombre de passage du fil secondaire dans les 2 trous des tubes.

Toutefois, évitez les rapports >1/9 (trop de self & capa parasite inter enroulement).

 -  C'est simple à réaliser.

 -  Large bande 2 à 50MHz !

 -  Faible perte (-1dB max).

 -  C'est petit.

 -  C'est pas cher.

   

Avec ce principe, on réalise diverses applications...

 1ère application:

Balun/Unun transfo 1/1   100W HF

 

Un Balun/Unun 1/1

Détail de fabrication

   -  Les primaire & secondaire sont constitués de 2 fils de 2,5mm² souples isolés PVC de 20cm de long chacun.
   -  Enrouler 2 spires (2 passages dans chaque trous) au primaire, idem au secondaire.


Courbe du ROS

 -  Les capa entrée & sortie (30 & 20pF) permettent d'affiner l'adaptation vers 50MHz.
 -  Un cas d'école:  On constate sur le schéma ci-dessus un ROS 1,4/1 sur 160m.
Ceci est dû à la perméabilité un peu faible des tubes (ui env. 400).  Néanmoins, ceci n'empêche pas son bon fonctionnement de 80 à 6m.
Alors imaginez les adaptations (ROS) obtenues avec des perméabilités de l'ordre de ui=10 de T200-2 ou ui=125 de 4C6, et autre qualité 61...

  

2ème application:

Balun/Unun transfo à rapport multiple de 1/1 à 1/9   100W HF



 

Balun symétrique à rapport variable:

   Position  1/1     sortie symétrique   50ohm

                   1/2                                    100ohm

                   1/4                                    200ohm

                   1/6                                    300ohm

                   1/9                                    450ohm





En haut: sortie antenne
Bouton noir: commutation d'impédance
En bas: entrée 50ohm TRX







Intérieur du Balun transfo

 



Balun/unun transfo à rapport multiple

Pour driver un dipôle, beam...
Balun 1/1
ROS <1,2/1 sur charge 50ohm en sortie de 1,8 à 52MHz !!!

Pour driver un trombone
Balun 1/4
ROS <1,2/1 sur charge 200ohm en sortie de 1,8 à 52MHz !!!

Pour driver une FD4
Balun 1/6
ROS <1,2/1 sur charge 300ohm en sortie de 1,8 à 52MHz !!!



Pour driver une lévy, grande Loop...
Balun 1/9
ROS <1,2/1 sur charge 450ohm en sortie de 1,8 à 52MHz !!!

 

3ème application:

Coupleur d'antenne symétrique/asymétrique    100W HF

Schéma de principe de mon coupleur






Détail du Balun




Cheminement d'un système en L asymétrique vers symétrique

Processus de fabrication du Balun transfo 1/1 pour mon coupleur symétrique

 

2 tubes de ferrite
3 bouts de fil 2,5mm²

 

Primaire:         2 tours 2,5mm² fil souple PVC longueur 20cm
Secondaire: 2x1 tour fil idem longueur 15cm





On soude un bout de coax 50ohm au bornes du primaire

On branche une capa variable C & une self variable L (ex : Tore T400-2) aux 2 demi secondaires du transfo
On branche l'antenne aux bornes de la self variable L

Je présente sur ce Blog  deux coupleurs basés sur le même principe décrit ici :

 -  Un coupleur symétrique/asymétrique pour FT817 ou QRP

 -  Un coupleur symétrique/asymétrique automatique

Allez visiter le site de F1FRV.

Dominique y décrit des transfo à base de tubes de ferrite.

  

 

à suivre ...

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Jacky

f6hky@sfr.fr