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.
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.
Le schéma du générateur de rampe.
( DL8ZX UKW 3 / 80 )
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.
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.
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.
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 .
Sur la photo au-dessus on peut observer le
radiateur refroidissant le YIG
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