sweeper 10à15 GHz
30 - 11 - 2005
SWEEPER 10 à 15 GHz

 

Un sweeper, ou vobuloscope,ou vobulateur, est un appareil permettant de visualiser sur un écran des courbes de réponse en fréquence de filtres, ou de tout autre montage ( ampli, atténauteur, coupleur etc)

Son principe de fonctionnement est trés simple . On pilote un vco par le biais d'un signal basse fréquence en forme de " dent de scie " et l'on applique le signal haute fréquence à l'élément à mesurer. A la sortie de ce dernier on détecte et l'on part vers un système de visualisation qui est en général un oscilloscope en mode " X-Y " (voir également le principe sur la page vobulateur déja décrite )

Réaliser un sweeper ( vobulateur ) sur des fréquences élevées n'est pas plus complexe que d'en réaliser un sur 100 MHz . Le seul problème est d'avoir à sa disposition un vco couvrant la gamme de fréquences désirée.Il existe plusieurs sources à ce propos, par ex les "vco " de chez " MINICIRCUITS, de chez " VARIL "ou tout autre .il suffit de faire un petit tour sur le net pour tomber dessus. Pour ma part j'ai opté pour un  YIG récupéré de marque Watkins Johnson qui était diponible.On pourrait également imaginer un vco  couvrant de 1000 à 1500 MHz ( plus facile à trouver ) et de multiplier ce signal par 8 en se servant par ex d'un " HMC 444 LP4 " de chez HITTITE dont la mise en oeuvre ne semble pas complexe.D'autres pourront réaliser cela à partir d'un vco du commerce car actuellement on en trouve montant à ces fréquences .La partie " dent de scie " réalisée demande quelques commentaires. Sur le montage utilisé il y à, incrusté sur l'écran de l'oscillo, une ligne de mesure pouvant se déplacer verticalement  à l'aide d'un potentiomètre gradué en " dB " et  permettant ainsi de mesurer les niveaux à différents endroits d'une courbe de réponse . Sur cette même ligne il y à également un " point " en " surbrillance " servant de marker de fréquences .Ce point se déplace horizontalement sur la ligne à l'aide d'un potentiomêtre gradué en fréquence. Il devient  aisé de cette façon de mesurer la largeur de bande , disons à 3 dB, ou à 6 dB , d'un quelconque filtre. Voir l'image en dessous ou l'on peut observer la courbe de réponse  d'un filtre en guide d'onde ayant servi de test.

courbe
Ce filtre à une bande passante surprenante
avec une perte d'insersion de 0.5 db .


Ci dessous une autre courbe relevée sur un  filtre 12 GHz.
La visualisation est faite sur un oscillo BF grand écran (200 x 160 mm )
La ligne de mesure est placée à 3 dB.
courbe

Le schéma  du générateur de rampe.
( DL8ZX UKW  3 / 80 )

sche1

sche2

Platine  téléchargeable en ext. " Lyt "

En ce qui concerne l'oscillateur "YIG ", j'ai simplement repris le schéma déja utilisé dans un analyseur de spectre .



Vue de l'appareil en cours de réalisation.
Il reste à réaliser l'affichage de la fréquence centrale et marker.

vue

Pour l'affichage de la fréquence j'ai choisi de mesurer la tension de commande du "YIG "  , celle-ci représantant, de façon suffisament linéaire, la fréquence. Un premier essais avec un voltmètre à pic 16F876 ne m'a pas donné satisfaction car la résolution obtenue n'était que de 8.4 mV. Je suis donc parti à la recherche de montages spécifiques " DVM " et c'est la que j'ai découvert  l' ICL 7135 qui est un circuit adapté à la mesure précise d'une tension .Celui-ci gère soit des afficheurs 7 segments , soit un afficheur " LCD " J'ai opté pour les " 7 segments " car on voit mieux l'idication .
Ce voltmètre est donc un 4 et demi digits et va donc m'afficher 10 000 MHz pour une tension d'entrée de 1,0000 V et m'affichera 15 000 MHz pour une tension d'entrée de 1,5000 V il suffit donc de prélever la tension au niveau de la commande du YIG .
. La résolution de l'affichage est donc de 1 MHz, ce qui est suffisant pour des mesures de bande passantes dans la bande des 3 cm.


L'ICL 7135 demande une tension de référence trés stable aussi bien en tension qu'en température . J'ai donc choisi un ICL 8069 qui est prévu pour cette fonction et l'ensemble me donne satisfaction à présent . A noter cependant, l' ICL7135 necessite une alim positive et négative , ce qui complique un peu le montage . Cette tension négative est simplement fournie par un " inverter " 7660. En consultant le datashet de l' ICL7135 on s'aperçoit que ce montage est simplement un voltmètre digital precis, de bonne qualité et d'un prix de revient trés bas ( 2,65 euros pour le ci principal !!!!  ) . Il suffit de passer par des diviseurs de tension à l'entrée pour définir diférentes gammes de mesures . A ce propos le circuit à lui seul mesure une tension "max " de 2 x la tension de référence c.à.d. 2,0000  Volts dans mon cas
, la référence étant réglée à 1,0000 V . Le constructeur garantit également un affichage de 00000 en l'absence de tension , chose qui n'est pas toujours le cas .....Le " CI " possède également les fonctions " polarité automatique , "overrange et underrange ", bref tout ce qu'il faut pour en faire un vrai " DVM "



Ci dessous le schéma, il est  d'une grande simplicité.


7135

7135bis
Le circuit " LM 311 est un oscillateur RC  " clock "

Pour les personnes désirant en faire un " DVM "je joins la platine en précisant qu'il n'y à pas les diviseurs de tension sur cette platine car dans mon utilisation une seule gamme me suffit.

Platine ext BMP

Platine ext LYT


En dessous , l'implantation .

 les afficheurs sont montés à même sur le panneau avant de l'appareil.


implanta

Voici, en dessous,  des images de la  réalisation finale.
Le coffret est réalisé à partir de deux chutes de goulotte electriques assemblées côte à côte, de façon à séparer complètement la partie alim " des autres platines. Cela évite des interactions néfastes sur le YIG .

ima2


ima3
Sur la photo au-dessus on peut observer le radiateur refroidissant le YIG

ima5


Retour index

Vers Slug tuner