Projet de conception d’un émetteur-récepteur radioamateur multibande.

Nous allons entamer sur ce blog une série à épisodes sur la conception d’un émetteur-recepteur radioamateur.

l’objectif minimal est de couvrir les bandes amateur décamétriques, c’est à dire les fréquences allant de la bande des 80M ( 3.5Mhz) à celle des 10M (28Mhz). Les choix techniques pourraient éventuellement aussi permettre de de couvrir aussi les bandes MF, LF et même VHF. Le toute en bande latérale unique (BLU).

Cet appareil n’existe pas actuellement, seule la conception de certains modules génériques à commencée, et je ne sais pas quels objectifs serons atteints et en combien de temps, ni si même cet appareil marchera un jour.

J’aurais pu m’assurer d’atteindre un appareil pleinement fonctionnel avant de le documenter, mais cela n’aurait pas retranscrit la démarche de mise au point. Or, si il y a quelque chose que je tiens à partager avant tout, c’est bien cette démarche, et non la description d’un produit fini directement reproductible.

Il faudra donc s’attendre à des plans, des tests, des désillusions, des revirements, certainement une révision à la baisse des objectifs au fur et à mesure que la conception progressera.

Il pourra même arriver que certains modules qui donnent pleinement satisfaction aient besoin d’être finalement retouchés plus tard, c’est en les utilisant dans un ensemble plus global que certaines faiblesses risquent d’apparaître.

Mais en conception, quand cela ne marche pas comme ça devrait, c’est aussi une bonne nouvelle. voila pourquoi:

Au départ, vous jouissez d’un certain niveau de connaissances, elles vous guident pour mettre un système au point. Vous le construisez et à partir de la deux possibilités:

La première est qu’il fonctionne comme espéré. Vous n’aurez rien appris mais juste consolidé vos connaissances ( ce qui constitue quand même déjà un progrès).

La deuxième possibilité est que cela fonctionne mal, ou même carrément pas du tout. Vos connaissances vous ont donc amené vers une solution qui ne fonctionnait pas. Les choses deviennent alors particulièrement intéressantes, car le fait de découvrir pourquoi ça n’a pas marché va inévitablement vous faire progresser en vous apprenant de nouvelles choses.

Rencontrer des difficultés est clairement désagréable, mais c’est pourtant ce qui vous fera le plus progresser.

Cette acquisition de la connaissance par l’expérimentation est centrale dans l’approche des radioamateurs.

Au niveau de la méthode nous nous inspirerons des méthodes agiles, très à la mode dans le développement informatique depuis une vingtaine d’années. C’est à dire que nous allons travailler pour obtenir rapidement des résultats fonctionnels, analyser leur performance et en déduire des améliorations possible. Ces améliorations constituerons alors la prochaine itération. Le produit est alors considéré en état de « livraison permanente ».

Pour résumer le principe: il vaut mieux faire rapidement quelque chose qui marche afin de l’éprouver ( en l’utilisant en conditions réelles) et savoir dans quelle direction aller pour l’améliorer plutôt que d’espérer réussir du premier coup la conception parfaite en pensant pouvoir  absolument tout anticiper.

Comme nom de cet appareil, j’ai choisis HSTRX ( pour Homemade Simplest TRX), TRX désignant  un émetteur – récepteur et étant construit en regroupant Tx et Rx.

Les explications serons en français, mais la majorité des schémas resterons en anglais. A la fin, quand l’appareil sera pleinement fonctionnel, un article le décrivant succinctement sera rédigé en anglais.

Pour commencer je détaillerais en quoi concevoir son propre TRX est profitable au radioamateur, nous analyserons ensuite quelques architectures populaires, et un choix d’architecture sera présenté. Les articles suivants serons alors dédiés à la conception de chaque module, ainsi qu’aux tests.

Des liens direct vers chaque « étape » serons maintenus depuis cette page.

Les choses seront présentées un peu comme l’a fait Georges F6CER dans  Technique de la BLU ou plus récemment par Eamon EI9GQ dans Building a Transceiver

Je serais amené à réutiliser certains  schémas et photos déjà publiées dans les forums de radioamateur.org

La conception sera modulaire, c’est à dire constituée de blocs génériques indépendants que l’on aura assemblé . Ces modules pourrons être utilisés pour d’autres conceptions. Vous pourrez par exemple réutiliser les parties DDS et microcontrôleur dans n’importe quel autre montage, tout comme les mélangeurs, amplificateurs… etc.  Exactement comme font les enfants ( enfin pas que les enfants) avec les pièces de Légo.

La partie réception du TRX sera la première réalisée, ce qui permettra à ceux qui ne possèdent pas de licence radioamateur de s’en inspirer pour construire un récepteur pour les bandes décamétriques ( voire pour écouter les radios ondes courtes, mais moins confortablement que avec un récepteur dédié). L’appareil ne pourra pas par contre être utilisé légalement en émission si vous n’êtes pas titulaire d’une licence radioamateur ( et à jour de cotisation).

Pour cette réalisation nous resterons sur un appareil analogique ( de type super-hétérodyne), mais nous profiterons du confort amené par des composants modernes. Par exemple  en profitant des microcontrôleurs et synthétiseurs de fréquence. Cela nous facilitera considérablement la tache.

Etant encore professionnellement actif, les choses avancerons sur le temps libre, principalement en soirée et le week end. Il faut certainement compter 2 à 3 mois avant d’avoir un appareil capable de faire une liaison radioamateur. A raison d’un ou deux modules réalisés par semaine. J’espère pouvoir tenir un rythme de 2 à 4 articles par mois.

J’espère aussi pouvoir montrer que réaliser son propre matériel est possible pour un radioamateur « non retraité », et que si on arrive à découper les choses en solutions simples et fiables, faire le deuil de quelques divertissements télévisuels, peut être passer aussi moins de temps a aligner des QSO, le tout avec des enfants qui vous laissent un peu de répit, et bien vous pouvez y arriver même avec une vie professionnelle bien remplie. C’est avant tout une question de volonté et d’organisation.

Le TRX que j’utilise actuellement a demandé une dizaine de week end  avant d’arriver à franchir les portes de la ville, et l’étage de puissance à grillé à plusieurs reprises les semaines suivantes.Il a ensuite été progressivement amélioré au fur et à mesure que je progressait en conception. A ce jour il m’a permis de contacter de nombreuses contrées ( 70 pays confirmés ), et à presque atteindre les antipodes (Ile de Tasmanie atteinte, Nouvelle Zélande en objectif). Je n’ai pas prévu de le documenter car j’estime que certains choix le rendent plus complexe qu’il aurait pu être et surtout qu’il est trop difficile à mettre au point ( besoin de plusieurs appareils de mesure) pour être reproduit sans encombres.

Le but étant d’échanger facilement sur cette conception avec la communauté radioamateurs, un sujet à été crée dans les forums de radioamateur.org . Mais vous pourrez aussi intervenir dans ce blog, via la section des commentaires au bas de chaque article.

Certains modules serons simulés sous LTSpice et le code microcontrôleur sera certainement développé sous l’IDE Arduino du moins dans un premier temps. Les fichiers de simulation et le code serons mis à disposition.

Pour mettre au point les différentes parties je vais utiliser du matériel de mesure relativement coûteux ( dont un analyseur de spectre), mais l’idée directrice est de faire en sorte qu’ils puissent être ensuite reproduits et testés  avec un simple générateur HF et un oscilloscope.

Dans chaque article il y aura des liens vers des documentations externes, des cours, ou des références d’ouvrages pertinents sur le sujet. L’idée étant de ne pas « mal » reproduire des explications détaillées quand elles sont disponibles et facilement accessibles ailleurs.

Les articles de cette série ne serons pas forcement successifs sur le blog. Je ferais certainement des pauses pour détailler des petits projets ( principalement des appareils de mesure) et après la récréation la série sur le HSTRX reprendra.

David, F4HTQ.