Générateur de fonctions "junior"

[Tropique]

Il est temps d'entamer la phase finale de ce projet.

Voici donc le schéma "constructible" du générateur, tenant compte de tous les enseignements récoltés dans les phases précédentes, et incorporant également les dernières corrections qui ont du être apportées lors des tests de la maquette complétée.

Pour des raisons de lisibilité, le schéma sera scindé en deux folios: l'un sera consacré à la partie génération/alimentation, et l'autre à la partie mise en forme/amplification. Comme il n'y a pratiquement aucun renvoi entre les deux, cela ne gênera pas la compréhension.

Lorsque les deux parties auront été mises en ligne, je donnerai les explications concernant les particularités, les modifications, le choix et le tri des composants ainsi que la construction.

A suivre....

[Tropique]

Voici la seconde partie du schéma "constructible".
Je viens également de me rendre compte que j'ai commis un ou deux oublis dans le folio précédent, au niveau du 2.5V.
Je vais les rectifier.

A suivre...

[Tropique]

Pourquoi cette maxime en exergue?
Nous allons aborder les aspects pratiques de la réalisation, et les performances finales vont énormément dépendre du temps et du soin que l'on aura investi dans les réglages, les appariements, etc.

La philosophie de ce projet est 100% amateur: il serait totalement inadapté à une production industrielle (du moins sous cette forme). Pour un amateur, passer un quart d'heure à peaufiner un réglage n'est pas un problème; pour un industriel, c'est catastrophique: cela fait exploser le prix du produit.
Les industriels ont à leur disposition des réseaux de résistances trimmés au laser, des transistors multiples, des moyens de mesure "lourds".
L'amateur n'a rien de tout cela, mais il a la motivation, le temps et la patience. Ces ressources seront donc exploitées au maximum.

Avant d'entrer dans le vif du sujet, voici quelques premières impressions après que la maquette ait été complétée et testée.
Comme prévu, il y a quelques imprévus....
On constate que dans la partie supérieure de la gamme II, les sommets des triangles montrent une sorte de "trou". La raison est vite identifiée:
Le cablâge vers le commutateur de gamme a été fait au moyen de fil plat, d'une douzaine de cm. Cette longueur est déjà suffisante pour introduire des effets de ligne de transmission, et en particulier d'inductance parasite. Pendant quelques ns, le temps de propagation, le VCO ne "voit" pas le condensateur de 33nF mis en parallèle, d'où le trou. Il ne se produit que vers le maximum de fréquence, là où le courant du VCO est maximum. Dans la gamme I, le phénomène est certainement présent également, mais il est complètement indétectable à cause de la fréquence plus basse.
Le remède? Un câblage minimisé, et réalisé avec du fil de wrapping torsadé pour réduire l'inductance.
Le condensateur de la gamme III est passé de 270pF à 220pF; pas de grosse surprise, c'est dû à la capacité parasite additionnelle du câblage. La résistance de compensation R14 a été adaptée en conséquence.

Au niveau de la sortie sinus/triangle, une surprise qui n'en est pas une: le niveau DC de sortie bouge (transitoirement) avec le réglage de niveau. C'est logique et prévu, puisque le potentiomètre de niveau sert en même temps de résistance de charge, et est donc soumis à une tension continue. Il faut reconnaitre que c'est assez déconcertant, voire déplaisant: imaginer théoriquement le problème est une chose, y être confronté pratiquement en est une autre .
Il aurait été possible d'éviter ce défaut, mais au prix d'une complexification et/ou d'une augmentation de la consommation. Objectivement, il faut reconnaitre que ça n'affecte pas la fonctionnalité, mais c'est désagréable.
La vie est faite de compromis.

Autre constatation: autour des transitions, le signal carré n'est pas propre. La transition principale en elle-même est correcte, et fait 3ns, mais avant et après, il y a comme des "hésitations".
Encore une fois, la cause du problème est à chercher dans des effets de ligne de transmission: pour faire la mise en parallèle des inverseurs du 74HC14, j'ai procédé de façon plutot anarchique, en connectant entrées et sorties comme elles se présentaient. Erreur, car malgré les longueurs ridicules des connections, les inverseurs reçoivent des signaux décalés d'une ou deux ns, et ne commutent donc pas de façon idéalement synchrone, d'où la pollution des paliers juste avant et après les transitions.
Solution: enlèvement du câblage existant, et remplacement par une "étoile" à quatre branches, aussi bien pour l'entrée que pour la sortie. A chaque fois, quatre brins de fil à wrapper de longueurs égales distribuant le signal sur les entrées, et le récupérant sur les sorties.
Résultat: un bon nettoyage, il reste un "ringing", mais c'est normal avec ce genre de signaux, c'est causé par la sonde d'oscillo, en particulier le fil de masse.

Voyons maintenant les quelques "nouveautés" du schéma:
L'oscillateur à 800Hz est relié au circuit VCO via une résistance de 100K; cette résistance permet d'appliquer un taux de modulation constant, indépendant de la fréquence, et valant 1% (c. à c.) de celle-ci. Cette valeur a été choisie, car elle est passe-partout: elle donne une déviation utilisable aussi bien pour la FM en bande large, en 10.7MHz et entre 4.5MHz et 6.5MHz (son TV interporteuse), que pour la NBFM à 455KHz, et pour les FI plus "exotiques", de 100 à 200KHz. En même temps, je me rends compte que j'ai oublié un condensateur de blocage en série, sans lequel C1 se trouvera polarisé à l'envers.
Autre nouveauté, un ajustable de symétrie. Il n'agit pratiquement que dans une direction, car il a aussi pour rôle de compenser le courant de polarisation du buffer Q6.
Les composants autour de TP1 et de "test" permettront de vérifier cette symétrie; ils ne seront nécéssaires que pendant la phase de mise au point.
Pourquoi des composants spécifiques? Il faudra atteindre une symétrie meilleure que 0.1%, qui est bien en dessous que ce que permet de résoudre un oscilloscope (en supposant qu'il ait une linéarité suffisante, ce qui n'est n'est pas acquis). Donc, pour éviter de faire appel à un compteur/fréquencemètre équipé de la fonction "duty-cycle", il faut une méthode alternative:
Quand le signal est parfaitement symétrique, la tension après le filtre R35/C16 vaut exactement 3V. C'est également cette tension que l'on retrouvera à la jonction de R36/R37, qui seront soigneusement appariées. La tension aux bornes test sera donc de zéro pour le réglage correct.

A suivre....

[Tropique]

Avant d'aborder cet aspect, encore une petite explication sur une modification:
R28 a été ajoutée comme charge au buffer; à priori, elle semble inutile, mais quand le sélecteur sinus/triangle est en position neutre (mute), le buffer n'est plus chargé, et le transistor Q6 est désactivé. Résultat, la résistance R27 charge directement le VCO, et perturbe la fréquence et le rapport cyclique. Ce qui est sans importance pour les sinus/triangle, puisqu'ils sont inactifs, mais est gênant pour la sortie carré. L'ajout de la résistance rend les sorties indépendantes, et lève une contrainte inutile pour l'utilisateur.


Voyons maintenant les composants du folio 1 (génération).

A priori, ceux qui ne seront pas examinés ne posent pas de problème particulier et pourront donc être des modèles quelconques, à 5% de tolérance p.ex. Il faut malgré tout faire preuve de bon sens: des résistances comme R30/R31 n'influencent pas directement les performances, mais comme elle définissent le 6V d'alimentation, il est clair qu'il vaut mieux les prendre d'une stabilité suffisante si l'on veut des caractéristiques stables en T°. Il en va de même de R3, qui avec le potentiomètre, influera sur la stabilité de la fréquence.

-Pour les transistors, je recommande d'utiliser les types indiqués: ils sont courants et bon marché, et j'ai pu vérifier que des équivalents "sur papier" donnaient de moins bons résultats. Le fabricant ne semble pas avoir beaucoup d'influence. Pour Q7, d'autres types sont envisageables, pourvu qu'ils soient à faible capacité: BF224, BF240, 2N5770, etc.
Il est absolument crucial que les paires Q3/Q4 et Q1/Q2 soient très soigneusement appariées. On reviendra dessus plus tard, la méthode d'appariement fera l'objet d'un chapitre spécial.

-Certaines des résistances doivent être des modèles stables (metal-film p.ex.) et appariées: c'est le cas de R36/R3, R9/R11, et R8/R10. L'appariement se fait avec un ohmmètre digital, ou un pont. La valeur absolue n'est pas importante, seules comptent la stabilité et l'égalité. On peut prendre R8 0.25% plus faible que R10 (ou R9 0.25% plus grande que R11) pour compenser l'erreur du miroir de courant. La valeur de R14 devra être déterminée lors des réglages finaux, une 68ohm peut être montée pour les essais.

-Certains condensateurs ont une valeur indicative: C3, C8 et C9. Leur valeur va dépendre du 74HC14 utilisé. On peut commencer par monter C9, et appliquer 1.00V au VCO. Si on a de la chance, on sera pile à 100KHz (mais il ne faut pas trop rêver!); sinon, relever la fréquence exacte, et faire une règle de trois pour calculer la valeur qui donnera 100KHz. On installe la valeur normalisée directement inférieure, et on fait l'appoint avec un petit condensateur en // pour obtenir la valeur exacte de 100KHz.
On peut ensuite extrapoler la valeur à C3 et C8, en divisant et multipliant par 10. Prendre environ 100pF de moins pour C3, à cause des capas parasites.
Tous ces condensateurs doivent être de qualité: polypropylène, polystyrène, COG, mica ou équivalent. C'est important et pas seulement pour la stabilité en T°: avec du mylar, l'absorption diélectrique serait suffisante pour causer des non-linéarités dans le triangle à certaines fréquences. Et si le triangle n'est pas bon, il sera impossible d'obtenir une bonne sinusoïde. Du polycarbonate est juste limite suffisant.
La gamme de valeur acceptable pour C9 va de 18nF à 39nF. Si on se retrouve au-delà, le 74HC14 ne convient pas, et il faut en prendre un autre.
Ce scénario est théoriquement possible, mais peu probable: la famille HC utilise des processes plus que matures, et il y a longtemps qu'on ne trouve plus d'exemplaires aussi marginaux.

-Parmi les circuits intégrés, le 74HC14 a déjà été mentionné: si les réglages sont impossibles (et cela vaudra aussi pour l'amplitude et R14), il faut en changer.
Le LM324 n'apporte aucun commentaire particulier, disons simplement que si l'on tient à une relation tension/fréquence exacte jusqu'aux très basses fréquences, il faudra choisir un exemplaire (ou un type plus luxueux) à faible tension d'offset: aucun rattrappage n'est prévu, la butée basse permet simplement d'arriver à la fréquence cible quelque soit l'offset de l'exemplaire utilisé.
La référence de tension U10 est un modèle shunt quelconque de 2.5V, la seule exigence est de pouvoir travailler jusqu'à 300µA.

-Les diodes D2 et D4 sont des schottky pour applications RF, 25mA et quelques volts. La série 2800 de HP, très prisée des radio-amateurs est idéale et abordable. Tous les grands fabricants ont des modèles similaires, parfois sous forme de clones, comme les ZC2800 de Zetex p.ex. Pour débuter les tests, on peut se contenter de simples 1N4148, en sachant qu'elles causeront une légère déformation du triangle.

-Les ajustables seront de préférence des modèles d'une certaine qualité: il n'y a rien de plus exaspérant d'avoir à se battre avec un trimmer crapoteux.

-Il est souhaitable de bien découpler les différentes sections de circuit, donc utiliser de préférence des condensateurs céramiques pour C17 et C18 et des perles ferrites dans chaque ligne d'alim.

A suivre....

[A voir en vidéo sur Futura]

[Tropique]

Nous allons maintenant voir comment mener à bien cette opération extrêmement importante pour la qualité des signaux.

Ceux qui ont accès à des transistors multiples peuvent passer ce chapitre, mais il faut les moyens: ce genre de composants a souvent des prix tout à fait disproportionnés, voire délirants dans certains cas, lorsqu'on les achète au détail.

Il y a deux endroits dans le générateur où un appariement est nécéssaire: le VCO et le convertisseur sinus. Le VCO est plus exigeant: il faut littéralement faire du mieux que l'on peut, et en tous cas arriver à mieux que 0.3mV d'écart. Pour le convertisseur, 1mV est suffisant.

La procédure:
Il faudra d'abord se procurer un certain nombre suffisant de transistors identiques.
Qu'est-ce qu'un nombre suffisant? Idéalement, le plus possible, mais au minimum 20 ou 30.
Que veut dire identiques? Il ne suffit pas d'avoir le même modèle, p.ex. 2N3904, il faut aussi qu'ils viennent du même fabricant, et de préférence du même lot de fabrication: codes de date et de fabrication identiques.
Ce ne sont pas de grosses contraintes: ces transistors sont bon marché, et les "recalés" pourront servir à autre chose.

Préselection:
Avant de procéder l'appariement proprement dit, on va faire un premier tri pour arriver à un groupage: on va tous les mesurer avec un multimètre en position diode, de façon à créer des groupes dans lesquels l'écart est de +/-1mV. A ce stade, il va falloir commencer à faire attention: la tension Vbe a un coéfficient de T° de -2mV/°C, et pour faire des comparaisons valables, il faudra que tous les exemplaires soient mis dans les mêmes conditions: on les pose sur une surface, tous ensembles, prêts à être mesurés, et on les laisse quelques minutes s'équilibrer avant de commencer. Pour la mesure, il faut essayer de les traiter de la même manière: on pose les pointes de test, on attend 5s, on lit la valeur, et on passe au suivant. Si on ne fait pas les mesures de façon régulière, on aura des divergences à cause de deux phénomènes:
-les pointes de test sont à une T° différente du transistor, et un contact prolongé va modifier la T° de celui-ci.
-le courant de mesure du multimètre, de l'ordre du mA va chauffer la jonction, dont la résistance thermique est d'environ 3°C/mW. Si on attendait suffisamment longtemps, la tension lue finale serait environ 5mV sous la tension initiale.

Il va sans dire qu'il ne faut non seulement jamais toucher les transistors avec les doigts, mais il faut éviter de respirer au dessus.
A chaque mesure, on note la valeur:
1: 578mV
2: 581mV
3: 573mv
etc...
Ensuite, si on est consciencieux, on recommence par la fin. On fait alors la moyenne des deux valeurs (qui doivent être très proches), et on fait des groupes de +/-1mV.

Appariement:
On va alors enficher les différents groupes dans une plaque d'essais: voir enfichage. On ajoute des résistances de polarisation et des fils de connection, selon le schéma: voir appar.
Un des transistors va servir de référence à toutes les mesures, de façon à faire celles-ci en calibre 200mV.
Il va aussi falloir un "capot" commun à tous les transistors, pour égaliser leurs températures et leur éviter des courants d'air funestes. Voir paré! Ici, c'est un vieux rouleau d'essuie-tout (également appelé sopalin dans certaines contrées) qui a été fendu et dont la longueur utile est limitée au nécéssaire par des kleenex en boule (toujours pour éviter les courants d'air).
On applique soigneusement le capot, on ajuste les kleenex, et on laisse reposer quelques minutes.
On peut alors procéder à la mesure. On remarque que les transistors sont connectés par un strap à une autre rangée de la plaque d'essai; cela permet d'avoir de la place pour le capot, mais aussi d'intercaler un obstacle thermique supplémentaire entre le fil volant et le transistor.
Les gradients thermiques sont l'ennemi, il faut donc éviter de travailler près d'une source de chaleur ou dans des courants d'air.
Attention, à ce niveau, les effets de thermocouple sont aussi perturbants, raison pour laquelle l'ensemble du set-up de test doit se trouver à une température plus ou moins homogéne.

A suivre...

[Tropique]

Voici quelques précisions additionnelles concernant ce qui précède.

On a vu qu'il était important de travailler dans un environnement thermique calme et stable.
Il faut aussi éviter une autre source de perturbations: les pollutions RF.
Le set-up de test peut facilement ramasser des ondes radio vagabondes, et les jonctions des transistors testés peuvent facilement servir de détecteurs d'enveloppe. Le résultat peut être un décalage apparent des tensions mesurées allant de quelques dixièmes à quelques mV. Compte tenu de la précision exigée ici, c'est tout à fait inacceptable.
Il faut donc travailler loin de tout GSM, Bluetooth, Wifi, Dect, 433 et autres. Si on a des doutes, bouger un peu en surveillant la mesure: s'il y la moindre variation, le moindre effet de main, cela signifie qu'il y a une source de pollution quelque part.

Il faut aussi noter que le transistor Q1 qui va servir de référence ne peut pas être utilisé dans la sélection finale: comme il est branché en permanence, il va légèrement s'auto-échauffer, et sa tension sera environ 0.5mV sous la normale.
Le courant de mesure est ici environ de 100µA, ce qui convient bien au VCO; pour le convertisseur, il faudrait plutot 1.5mA, mais en pratique, la mesure à 100µA est suffisante car la précision exigée est moindre.
Si on veut travailler à 1.5mA, ce n'est pas possible sans adaptation: l'auto-échauffement devient tout à fait significatif et totalement ingérable. Il faudrait mettre des résistances de polarisation permanentes sur chaque transistor pour éliminer les variations.

Les transistors PNP sont testés de façon identique, en inversant simplement la polarité d'alimentation. NPN et PNP sont appariés séparément: aucune corrélation entre eux n'est nécéssaire, chaque transistor ne compense que son homologue de même sexe.

Les principes généraux de cette procédure sont applicables ailleurs également, à chaque fois que l'on a besoin d'apparier des transistors ou des diodes avec une certaine précision.

A suivre....

[Tropique]

Comme le projet commence à prendre forme, voici quelques oscillogrammes relevés sur la maquette.

Je vais rompre quelque peu avec la tradition: d'habitude, quand un tel projet est présenté, les oscillogrammes choisis sont absolument irréprochables. C'est sans doute bon pour l'égo de l'auteur, mais ça n'a pas grande utilité: pour le candidat réalisateur, ce qui est intéréssant, c'est plutot de voir où se trouvent les défauts éventuels. Tout le monde sait à quoi ressemble un triangle parfait, une sinusoïde idéale, et un carré parfait, et je ne vais pas consommer l'espace mémoire du serveur de Futura avec des formes d'ondes relevées à basse fréquence: elles sont parfaites.

Voici donc en premier lieu Tri 10 Mega: la bonne nouvelle, c'est que c'est le triangle à l'amplitude maximale, sortie chargée. A part un petit "accident" au sommet positif, ce n'est pas mal du tout.
La mauvaise nouvelle, c'est qu'en sinus, dans les mêmes conditions, l'oscillogramme est pratiquement identique. C'est ce qui avait été discuté précédemment: à fréquence et tension maxi, l'ampli de sortie s'essoufle, et n'a plus assez de slew-rate pour reproduire le sinus correctement. C'est le résultat du compromis qui a été choisi.
Heureusement, si on se contente d'une amplitude un peu plus modeste, les choses rentrent plus ou moins dans l'ordre: Sin 10 Mega.
Ce n'est pas parfait, mais la sinusoïde est reconnaissable.
A fréquence plus basse, les choses s'arrangent largement: Sin 4 Mega et Tri 4 Mega.
Enfin, un gros plan sur un flanc: Flanc Carre
On voit qu'il y a de petites ondulations résiduelles avant et après le front; l'overshoot est plutot dû au set-up de mesure. Ce problème avait aussi été discuté précédemment. Le flanc lui-même est très correct, et fait un soupçon de moins que 3ns, du moins tel que montré par l'oscilloscope. Comme ce n'est qu'un 100MHz, la valeur réelle est substantiellement plus basse. Cela montre les performances du 74HC14: un HC actuel a pratiquement les performances d'un AC des débuts.

A suivre

[Tropique]

Pour compléter ce qui précède, voici les trois formes d'onde à 1MHz.
C'est la fréquence limite, à partir de laquelle les défauts deviennent indétectables. En regardant bien, on arrive encore à distinguer quelques irrégularités.
Plus bas, les signaux deviennent visuellement "parfaits".
J'ai aussi inclus un sinus 1 méga, mais avec la modulation FM interne mise en service: on voit un léger épaississement caractéristique de la trace sur la droite de l'écran.
Enfin, une photo de la maquette sous sa forme actuelle, avec une "toile d'araignée" qui connecte tous les accessoires de contrôle.
Je sens qu'on va encore m'accuser d'être bordélique...

A suivre....

[BastienBastien]

Bonjour,

Je sens qu'on va encore m'accuser d'être bordélique...

Quelle saute idée ! Déjà, il ne s'agit que d'un proto. Ensuite, ça fonctionne très bien. Bon, ok, si tu insistes, c'est vrai que c'est un peu le bordel ! Un bordel qui fonctionne bien.

[Tropique]

Les transistors peuvent être ceux indiqués: la plupart sont relativement courants. Un mot à propos des 2N5769/5771: il s'agit des versions plastique des 2N2369/2894. Il existe encore d'autres types équivalents, dont je n'ai pas toutes les références en tête; en PNP, le 2N4258 convient également.
Pour ceux qui préfèrent des références européennes, le couple BSX20/29 est équivalent.
Le BF324 est courant, mais il y a d'autres références: il faut un transistor PNP, faible capacité pour petit signaux VHF. Les BF509 ou MPSH69 p.ex.
Q9 et Q10 doivent être appariés, à +/-1mV. Q6 peut aussi être un BF324 ou similaire.

Les diodes n'appellent pas de commentaires particuliers:les diodes schottky sont des types d'usage général, la BAT85 convient également. Pour D6, il est avantageux de mettre un modèle 1A, genre 1N5817: cela donnera un tout petit peu plus de marge de fonctionnement.

Les résistances ne sont dans l'ensemble pas critiques, mais il va de soi que certaines vont influencer la précision des niveaux et de l'impédance de sortie: il s'agit de R8, R9, R25, R26, R30, R31, R33. Si on veut une certaine rigueur pour ces aspects, il faudra les choisir à 1%.

Une petite parenthèse à propos de l'ampli de sortie: on peut se faire la réflexion qu'il est le principal "goulet d'étranglement" de ce projet. C'est lui qui est la cause des limitations constatées en HF: les signaux provenant du VCO et du conformateur sont pratiquement irréprochables, même à fréquence maximale. Tout au plus y a-t-il un léger "émoussement" du triangle, et une légère perte de niveau, inférieure au dB, en sinus.
Si j'ai choisi de le laisser en version discrète et quelque peu imparfaite, c'est pour garder au projet son accessibilité, son universalité et sa pérennité: tel quel, il reste réalisable avec des composants disponible au fin fond de la brousse, et il le sera encore dans dix ou vingt ans.
Ceux qui ont accès à des composants plus évolués peuvent sans problème l'upgrader: la toute dernière génération d'amplis vidéo a maintenant des caractéristiques suffisantes pour convenir ici:
Tension d'alim de 6V, basse consommation, sortie rail-to-rail, GBW>125MHz, SR>250V/µs et caractéristiques DC suffisantes pour se passer de DC-servo. Le seul aspect qui est un peu limite est la sortance: ces amplis sont normalement prévus pour une charge minimale de 150 ohms (la résistance de la charge + la résistance d'adaptation). Ici on est en 50 ohms, ce qui n'est pas encore trop grave par rapport à 75 ohms, car il y a de la marge, mais un générateur doit pouvoir fonctionner en mode désadapté, jusqu'au court-circuit, et là, c'est peut-être un peu trop demander: on passe de 150 à 50 ohms.
Il y a un remède simple cependant: ces amplis coûtent à peine plus cher en version double qu'en version simple, et il suffit de mettre les deux sections en //, via des résistances de sortie de 100 ohms. Chaque section doit avoir ses propres résistances de contre-réaction.
Chez AD, un tel exemple d'ampli est le ADA4851-2:
http://www.analog.com/static/importe...1-2_4851-4.pdf
Je ne l'ai pas essayé, donc je ne pourrais pas garantir à 100% qu'il fonctionnera directement dans cette application, mais ça devrait être le cas.
Attention, des amplis vidéo plus anciens ne sont sont pas utilisables: une ou plusieurs des exigences mentionnées plus haut ne sont pas remplies.
Quant au prix, il est plus que raisonnable: $0.7 (à partir de 1000pièces). Il ne faut pas se faire trop d'illusions cependant, il est probable qu'au détail c'est à multiplier par 10, mais même ainsi ça reste abordable.
A noter que j'ai choisi AD en exemple, mais d'autres fabricants en ont aussi.

A suivre....

[Tropique]

Voyons maintenant quels points sont à surveiller lors de la réalisation pratique.

Une première remarque: je déconseille d'imiter mon type de construction, en particulier la "toile d'araignée"; elle est adaptée à la construction d'un proto, lorsqu'on a besoin d'un maximum de flexibilité pour la mise au point et les modifs, mais c'est loin d'être idéal pour les performances et la propreté des signaux.

Quelques exemples pour illustrer ce point:

-Le commutateur de gamme de fréquence avait été cablé avec du câble plat. Résultat, on s'en souvient, il y avait un carré parasite superposé au triangle dans une des gammes. Je m'en suis tiré en racourcissant et en torsadant les fils. Pour éviter complètement ce souci, il est préférable de monter directement le switch sur le PCB.

-Le cablage des controles de fréquence a été réalisé de même manière. Conséquence, une certaine sensibilité à la ronflette lorsqu'on approche la main et que la fréquence est vers le minimum; l'importance relative des signaux parasites augmente quand la tension de commande du VCO est faible, et provoque une modulation parasite. Je devrai loger le générateur dans un boitier métallique, ou refaire cette partie de cablage en blindé. Avec les controles sur le PCB, il n'y aurait pas de souci non plus.

-La liaison entre les buffers de carré U5 à U8 et le potentiomètre de niveau est forcément inadaptée, et des deux côtés: à peu près 0 ohm pour l'IC, et 220 ohms pour le potentiomètre. Il y a donc des réflections multiples qui dégradent les flancs. J'ai mis une longueur minimale de coax pour ce raccordement, mais il est clair que la longueur optimale vaut 0. Donc, toujours les mêmes remèdes.

-Lorsque le réglage de niveau est à 0, l'ampli de sortie oscille quand le potentiomètre et son cable (toujours du plat) sont approchés de certaines parties de circuit: les couplages parasites provoquent une réaction positive.


Tout ce qui précède montre l'intérêt d'avoir un circuit imprimé soigné, sur lequel sont rassemblés un maximum d'accessoires de contrôle.

Ce circuit doit être dessiné suivant les règles de l'art pour toute la partie "noble": de bonnes masses, cablage compact mais aéré, bons découplages "in situ", etc. Et surtout éviter les pistes longues, tortueuses ou "omnibus". Idéalement, le dessin du circuit doit ressembler de très près au schéma théorique.
Il faut aussi se souvenir que le carré est très polluant: les pistes sensibles ne doivent pas s'approcher des zones "chaudes". Au besoin, on peut intercaler des pistes de garde reliées à la masse.
Si ces précautions ne sont pas suivies, les sommets du sinus se verront agrémentés d'une petite aigrette. A ce point de vue, j'ai bien "fait mes devoirs", puisque les oscillogrammes ne montrent pas de trace de ce type de défaut. Il faut noter que ces oscillogrammes ont été relevés avec la sortie carré en mode "mute"; lorsqu'elle est active, des artefacts deviennent visibles. Ce qui montre l'intérêt d'avoir un mute.
A propos du carré, les inverseurs U5 à U8 doivent être câblés en étoile, aussi bien pour les entrées que les sorties; c'est nécéssaire pour égaliser parfaitement les délais, et avoir des transitions propres.

Lors de l'implantation, il ne faut pas oublier de mettre physiquement l'un près de l'autre les composants qui doivent se compenser thermiquement: Q1 à Q4, D5, D9 et Q8, D3, D7 et Q6, ainsi que Q9 et Q10.

Pour le VCO (U2), il est impératif d'utiliser l'opérateur N°1 du boitier (pins 1 et 2). C'est celui qui est le mieux protégé du cross-talk.


A suivre....

[Tropique]

Voici maintenant le dernier chapitre important de cette réalisation: ici également, le soin et le temps que l'on consacrera à cette étape auront un effet déterminant sur les performances finales.

Gammes/fréquences
Pour ces réglages, on suppose que la sélection des condensateurs de timing a été faite correctement, voir #48:
http://forums.futura-sciences.com/pr...ml#post1915344
On choisit la gamme II, on met le controle de fréquence au maximum, et on règle l'ajustable de butée haute pour avoir 1100mV DC sur le point "wobbu".
On met ensuite le controle de fréquence au minimum, et on règle la butée basse pour avoir une fréquence de sortie égale à 900Hz (pour un recouvrement de 10% des gammes).
On connecte un millivoltmètre DC entre les points "test" de la symétrie; on règle l'ajustable de symétrie au minimum de tension. On retouche éventuellement butée basse si nécéssaire pour avoir les 900Hz.
On vérifie que, avec la fréquence à nouveau au maximum, cette tension ne varie pas de + ou - 3mV. Si ce n'est pas le cas, cela signifie que l'appariement des résistances ou des transistors du VCO n'a pas été fait avec suffisamment de précision. On verra dans un post ultérieur comment y remédier si l'on n'arrive pas à faire mieux.

On passe ensuite en gamme III, et on règle la fréquence au minimum (~90Khz). On zoome à l'oscillo sur les sommets de triangle, et on coupe la longueur de cable plat en sortie de U4 pour que les deux pentes se raccordent parfaitement (entre 1 et qques cm normalement).
On règle ensuite la fréquence pour avoir 100mV DC sur "wobbu". On ajuste C6 pour lire 1.00Mhz en sortie.
On passe ensuite à 1.00V, et on lit la fréquence: si elle est supérieure à 10MHz, il faudra diminuer R14 (appoint // p.ex.), et vice-versa.
Ensuite retoucher C6, et refaire encore une ou plusieurs passes pour avoir les deux fréquences correctes.

Niveau/distorsion
On repasse en gamme II, à une dizaine de KHz, en mode sinus. On règle l'ajustable de niveau pour obtenir un triangle de exactement 800mV pp sur le point "tri" (renvoi entre les deux folios).
On règle le controle d'amplitude pour avoir environ 1V rms en sortie, et on connecte un distorsiomètre ou dispositif équivalent: analyseur de spectre, filtre "notch", ou carte son de PC + soft adéquat (mais alors, travailler sur la gamme I, entre 500Hz et 1Khz). Si on est vraiment fauché, on peut faire ce réglage à l'oreille, en branchant un casque de qualité.
On règle alors alternativement "clip" et "sym" pour obtenir le minimum de distorsion; pour le dégrossissage, un analyseur de spectre est plus commode: on voit tout de suite sur quelles raies influent les réglages; pour les derniers centièmes de %, la résolution du distorsiomètre est préférable. Mais le réglage est possible avec un seul de ces moyens. Et si on le fait à l'oreille, il faut prendre son temps, se concentrer, passer plusieurs fois sur le minimum pour bien le "sentir". Ce n'est pas aussi précis qu'avec des instruments de mesure, mais il est possible d'atteindre des résultats surprenants: moins de 0.1% d'éxcédent par rapport à l'idéal. Il ne faut pas aller trop vite, le point de repos DC est modifié, et il faut un peu de temps pour une bonne stabilisation.
Tout cela suppose que le réglage de symétrie précédent (temporel) a été fait parfaitement. A défaut, on n'arrivera pas aux performances annoncées (normalement moins de 0.2%).
Il faut aussi protéger le montage contre les courants d'air et sources de chaleur (haleine, etc), qui risqueraient de provoquer un désappariement momentané des transistors, et augmenteraient la distorsion.

On peut enfin vérifier que toutes les commandes et controles fonctionnent comme prévu, que la qualité des formes d'ondes est correcte dans toutes les conditions, et qu'il n'y a pas d'oscillations parasites ou autres anomalies.

A suivre....

[BastienBastien]

Hi,

Je sens qu'on va encore m'accuser d'être bordélique...

Là, oui ! Mais ça marche du tonerre et c'est le principal !

Je suppose qu'une interface GPIB n'est pas au programme ?