Emetteur 2300 MHz
à module Comtech
Article paru dans la revue Mégahertz
de décembre 2004
Comtech propose des petits tuners de réception TV 1200 ou 2300 MHz, mais aussi, et sous le même format, de petits émetteurs capables de fournir jusqu’à 20 mW sur 2300 MHz. Cet article concerne le module émission 2300 ; ses performances en bande passante ne sont pas optimales, et l’image obtenue peut être facilement améliorée ; c’est l’objet de la description qui suit.
Types de modules
La référence du tuner de réception sur lequel nous avons effectué des essais est le FM2400RTIM8.
En émission, nous avons expérimenté deux modèles : le FM2400TSIC et le FM2400TSIM.
Les apparences extérieures sont identiques pour les deux modules émetteurs, mais à l’ouverture on constate que les composants ne sont pas disposés sur la même face sur les deux modèles, qu’ils sont plus petits sur le FM2400TSIM, et surtout qu’ils y sont moins accessibles ; ceci dit, les deux modules dont le schéma est presque identique, ont donné les mêmes résultats après modifications.
Photo 1: Face A du FM2400TSIM
Photo 2: Face B du FM2400TSIM
Photo 3: Face A du FM2400TSIC
Photo 4: Face B du FM2400TSIC
Premiers chiffres
L'impédance d'entrée Vidéo est de 1,3 K, attention à rajouter une résistance 75 Ohms pour que votre source, mire ou caméra soit bien chargée.
L'impédance des entrées audio est de 1,4K ; c’est un peu faible, et ça peut écrouler certaines sources BF ; il vaudrait mieux 10K.
Il y a deux entrées audio car le module fournit deux sous-porteuses ( 6 MHz et 6,5 MHz).
L'impédance de sortie est de 75 Ohms.
Les niveaux I2C sont normaux.
La consommation est de 140 mA sous 12V.
Les deux modules testés fournissent bien les 20 mW annoncés.
La plage de couverture a pu être vérifiée de 2300 à 2555 MHz mais elle doit être supérieure.
Les sous porteuses audio sont trop faibles, (-26 dB); en trafic lointain, le son plongera trop tôt dans le souffle par rapport à l’image ; il faut avoir –16 dB.
La bande passante laisse à désirer comme le montre la courbe relevée figure 1.
L'atténuation en dessous de 1000Hz n'est pas inquiétante, elle n'est pas due au Comtech mais au clamping du récepteur de mesure.
Par contre l’affaiblissement exagéré des fréquences au-dessus de 500 kHz se traduit par une perte de définition de l’image qu’il va falloir corriger.
L'excursion en fréquence est prévue pour un fonctionnement avec le module de réception FM2400RTIM8, or ce module possède une FI étroite (standard 16 MHz), le gain du module émission est donc réglé d’origine en conséquence; si l’on souhaite fonctionner dans le standard ASTRA (27 MHz de bande passante) pour contacter des correspondants qui utilisent un convertisseur devant un récepteur satellite du commerce, ce taux de modulation est insuffisant et ne fournira que 0,6 Vcc en sortie de tuner au lieu de 1 Vcc.
Il n’y a pas de commutation vidéo positive / vidéo négative, or cette possibilité est importante sur un émetteur 2300 car deux types de récepteurs peuvent se trouver chez les correspondants : des récepteurs en infradyne ou des récepteurs en supradyne ; l’utilisation d’un convertisseur arabsat par exemple, fait passer en supradyne, et cela a pour effet d’inverser la vidéo ; si le tuner du correspondant n’a pas la possibilité d’inversion vidéo, ce qui est le cas le plus fréquent, le QSO ne sera pas possible.
Ces premières observations montrent qu’il va falloir agir sur plusieurs points :
Le modulateur universel
Si l’on souhaitait utiliser le Comtech tel quel, en acceptant les défauts énumérés ci-dessus, pas de problème, il y a un potentiomètre dans le module, accessible par un trou dans le capot, et il dispose d’une marge suffisante pour obtenir 1 Vcc sur un récepteur ASTRA derrière convertisseur infradyne.
Mais, afin
d’agir sur les autres points, on va utiliser le modulateur universel décrit dans le Mégahertz
d’octobre 2001 et ne garder du Comtech que sa partie
oscillatrice et amplification. Cette méthode permet 
en outre de mettre si nécessaire l'émetteur en
haut de pylône tout en conservant le modulateur en bas.
Le branchement est celui de la figure 2, ne pas oublier la résistance de 75 Ohms ; les deux entrées audio du Comtech ne sont plus utilisées, comme on le verra plus bas.
Le gain
Le modulateur
universel permet la commutation vidéo positive / vidéo
négative, ce point est réglé ; il possède aussi un
réglage général du gain, à ajuster une fois pour toutes lors
de la phase de mise au poin
t ; par contre, il n’a pas la commutation
large bande / bande étroite ; pour cela il faut ajouter
l’atténuateur commutable de la figure 3 à son entrée:
en position large bande, le signal vidéo de 1Vcc est
appliqué intact, en position bande étroite, il est atténué et
ramené à 0,6 Vcc pour moduler un peu moins énergiquement
l’émetteur. Les valeurs de résistances nécessaires à
l’atténuateur en pi sont obtenues par des mises en
série :270 Ohms plus 22 Ohms, et 39 Ohms plus 2,2 Ohms. Le
son est inchangé.
Pour la mise au point, le mieux est de fonctionner en large bande, avec réception sur un récepteur ASTRA précédé d’un convertisseur étalonné pour sortir 1 Vcc comme indiqué dans l’article d’octobre 2001.
Le niveau des sous-porteuses
Le modulateur universel fournit la ou les sous-porteuses, il faut donc supprimer tout simplement celles du Comtech, cela est obligatoire sinon on va obtenir des battements entres sous-porteuses qui créeront des sifflements chez les correspondants ; pour cela, le plus simple, vu les dimensions des composants, est de court-circuiter à la masse les bases des deux transistors oscillateurs 6 et 6,5 MHz (figure 4). La photographie 5 montre l’emplacement des composants à court-circuiter.
La disposition des composants est la même sur les deux modèles, simplement, il sont encore plus petits sur le TSIM. A ce sujet, nous avons affaire ici à des composants cms miniatures, une bonne loupe s’impose, mais surtout une grande minutie il faut savoir souder proprement et même très proprement.
Une fois les oscillateurs du Comtech éliminés, la procédure de réglage est celle décrite dans l’article sur le modulateur.
La réponse en fréquence au-dessus de 100 KHz
Le Comtech possède une pré accentuation des plus simplifiée puisqu'il s'agit tout simplement d'une résistance en parallèle avec un condensateur; cela convient peut être pour des applications de vidéosurveillance avec son récepteur associé, mais certainement pas avec un bon récepteur du commerce, ou avec la platine de réception décrite dans Mégahertz de février 2003 que nous utilisons et qui nécessitent une pré accentuation normalisée.
En outre, nous sommes là pour expérimenter et améliorer nos équipements, et, plus terre à terre, il serait peut être dommage d’envoyer avec une " qualité " vidéosurveillance, des images issues d’un caméscope payé peut être plus de 1000 euros !
Donc, comme le
modulateur universel se charge de la pré accentuation, nous
allons tout simplement supprimer celle du Comtech en court
circuitant le circuit RC à l'entrée vidéo. 
Court-circuit sur le FM2400TSIC
Court-circuit sur le FM2400TSIM
Si les choses étaient simples en électronique, après avoir enlevé la pré accentuation, le 1MHz devrait être atténué de 8,5 dB , le 5MHz devrait se trouver à -14 dB, et la pré accentuation normalisée du modulateur devrait tout remettre à plat ; or on trouve ces points à -6 et à –8 dB, il doit y avoir des capacités parasites quelque part qui rehaussent anormalement les fréquences élevées, la courbe du modulateur devra donc être légèrement modifiée sinon il y aurait surmodulation en haut du spectre.
Pour cela on peut agir sur le filtre de pré accentuation ou tout simplement mettre un circuit RC en parallèle sur la 680 Ohms de l'amplificateur PNP-NPN T2-T3.
En même temps, il faut enlever le circuit RC de 1200 Ohms 33 pF qui se trouve en parallèle sur la 220 Ohms pour obtenir le montage final de la figure 6.
Avec R=680 Ohms et C=330 pF on obtient une fréquence de coupure à -3 dB supérieure à 5 MHz au lieu des 1,5 MHz du départ, et une ondulation dans la bande inférieure à 1 dB, ce qui peut être considéré comme satisfaisant, et de toute façon bien mieux que ce qu’il y avait au départ.
La réponse en fréquence en dessous de 1 KHz
Théoriquement, il faudrait descendre en dessous de 10 Hertz pour obtenir une constante de temps suffisante d’un facteur 10 pour passer un top trame de 1,6 ms, mais l'observation à l'oscilloscope montre que les tops synchros ne sont guère plus abîmés qu'avec un autre émetteur plus généreux en bande passante, nous ne ferons pas de modification du module sur ce point.
On pourrait croire a priori que cette atténuation est due à une boucle de phase montant trop haut en fréquence et qui compenserait les basses fréquences de la modulation. Expérience faite, ce n'est pas le cas et le phénomène persiste si on coupe la boucle et si on la remplace par un potentiomètre ajustable.
Emetteur en haut de mât
Quand l’émetteur est très éloigné du modulateur, il faut veiller à ce que la câble coaxial soit parfaitement adapté à l’entrée du VCO distant, en effet, si le VCO, ( ici le Comtech ), ramène des composantes capacitives sur la résistance de charge de 75 Ohms, le câble se retrouve désadapté aux fréquences élevées, et si sa longueur commence à friser avec le quart ou la demi-longueur d’onde, on risque de voir apparaître des bosses ou des creux sur la réponse en fréquence.
A 5 Mhz par exemple, et avec un coefficient de vélocité de 0,66 la demi onde correspond à 19,8 m de câble.
Donc, au-delà de quelques mètres, il est prudent d’assurer l’impédance de charge par un montage comme celui de la figure 8 : la résistance de 75 Ohms peut être réalisée avec deux 150 Ohms en parallèle ; le transistor est un 2N2219 avec radiateur.
Pour compenser la perte en tension continue de 0,6 V due à la jonction base, il est bon de modifier la résistance de 3,3K dans la base du 2219 de sortie du modulateur et de la remplacer par une 4,7K.
La photographie 8 montre l'émetteur complet monté dans un boîtier étanche destiné à être installé en haut de mât:
Le module est en bas à droite, le 2N2219 n'a pas encore son radiateur; à sa gauche on voit le circuit imprimé du 16F84 et au-dessus un autre petit montage fournissant une tension 8V sécurisée à l'amplificateur de puissance (1W) qui se trouve dans la coquille supérieure.
L'alimentation 8V est dite sécurisée car elle tombe à zéro, ou presque, s'il n'y a pas de -5 volts appliqué sur les gates des transistors de l'amplificateur.
L'alimentation 12V arrive sur le bornier "sucre" après avoir traversé un des passages étanches inférieurs du boîtier. Un autre passage étanche est utilisé pour le câble coaxial amenant la bande de base sur la base du 2N2219.
Commande de la fréquence
La fréquence sur
laquelle va fonctionner le module, émetteur ou récepteur lui
est fournie par une salve 
d’impulsions
I2C, la figure 9 montre les broches concernées.
Les données I2C (data) et les impulsions de synchronisation (clock) sont fournies par un montage à PIC 16F84 dont le schéma est donné figure 10 ; le programme source commenté, de réalisation F1FCO est disponible en fin d'article.
Selon le module utilisé et la fréquence de départ souhaitée, on attribue à la variable PLLBASE la valeur conseillée dans le programme, et après compilation, on le charge dans un 16F84 avec les " fuse " décochés et " osc " sur la position RC.
A l’allumage, le PIC envoie une salve codée I2C dont le contenu est fonction de la position des 8 mini-interrupteurs ; l’interrupteur de poids le plus faible correspond à un incrément de 1 MHz, le suivant correspond à un incrément de 2 MHz, et ainsi de suite jusqu’au 8° qui produit un incrément de 128 MHz par rapport à une fréquence de départ fixée par le programme.
Avec une fréquence de départ de 2300 MHz, si tous les interrupteurs sont à 1, la fréquence d’émission sera donc de 2555 Mhz.
Les salves sont
envoyées ensuite à intervalle régulier pour exécuter une
demande éventuelle de changement de fréquence en cours de
fonctionnement.
Le circuit imprimé de la figure 11 est vu par transparence, coté composants, il est disponible aussi en format GIF ou en source sous Wincircuit 7 à la page Internet déjà citée ; l’implantation des composants est donnée figure 12.
Dimensions du cuivre: 48,3 40,6 mm
Voir aussi quelques interventions parues sur la liste de diffusion ATV.
Ainsi que la télécommande de la fréquence d'émission
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