Synthétiseur de fréquence 137 Mhz pour récepteur satellite météo

[J.Bristow]

Bonjour à tous,

je vous écris aujourd'hui pour bénéficier de vos lumières sur un projet personnel que j'essaie de réaliser, à savoir concevoir et réaliser un synthétiseur de fréquence "programmable" dans la bande de 130-140Mhz.

Maintenant que la couleur est annoncée, un peu plus de détails sur le projet: l'objectif est de pouvoir adapter/améliorer un récepteur utilisé pour recevoir les images transmises par les satellites météo en orbite polaire (satellites NOAA) sur le bande des 138Mhz. Cette histoire commence il y a 6 ans, lorsque j'ai récupéré un boitier qui partait à la poubelle dans mon lycée et qui portait l'inscription "Récepteur satellite météo". Intrigué, je l'ai récupéré et rapporté chez moi pour comprendre à quoi il servait. J'ai alors découvert que l'on pouvait assez facilement recevoir les images transmises en temps réel par ces satellites dans le visible et l'infra-rouge. Après quelques investigations auprès des professeurs, j'ai appris que ce matériel se trouvait là suite à un projet de l'éducation nationale de 1992 mené dans quelques établissements pilote.
Le récepteur était quant à lui en parfait état de marche et avait simplement été mis à la poubelle car plus personne ne savait à quoi il servait. J'ai donc pu bricoler une première antenne, puis une deuxième plus élaborée et recevoir ainsi quelques images. Jusqu'à ce qu'il finisse chez moi aussi aux oubliettes...

En effet, je souhaitais au départ en faire une sorte de station "fixe" et publier les images à mesure qu'elles sont captées vers un serveur web. Le problème est qu'il y a plusieurs satellites, chacun transmettant sur une fréquence particulière dans la bande de de 137-138Mhz, et que sur le récepteur en ma possession, la sélection de la fréquence se fait via un sélecteur manuel en façade. Impossible de modifier automatiquement la fréquence du satellite en fonction des passages sans effectuer manuellement l'opération sur le boitier.

J'ai donc ouvert celui-ci, dans l'espoir un peu fou (j'ai quelques notions en électronique mais sans grandes prétentions) de trouver une solution simple à mon problème. Évidemment ce ne fut pas le cas, mais une indication sur le circuit imprimé (LX 551) m'a permis de remonter à la revue d'électronique italienne ("Nuova Elettronica") dans laquelle ce montage avait était décrit. Grâce à eBay, j'ai pu me procurer ce numéro arriéré (n° 88 d'Avril 1983 !!!) dans lequel le montage était entièrement décrit et expliqué (schémas, liste des composants et explication détaillée du fonctionnement adopté). Ah oui, j'oubliais: je suis à moitié italien donc cela aide pour la lecture!

Or nous arrivons au point: le signal reçu de l'antenne passe un premier étage d'amplification (via un FET U310, puis un SH221) avant d'être ramené à 10,7 Mhz par un circuit SO42P. Pour générer le signal qui sert à démoduler la porteuse à ~137Mhz, les concepteurs ont choisi (judicieusement) d'intégrer un synthétiseur de fréquences pour pouvoir choisir "librement" la fréquence et donc s’accommoder des nouveaux satellites (137,5-137,62-...). Même si l'article ne mentionne pas le terme, d'après ce que je comprends il s'agit d'un circuit type PLL car on y retrouve tous les éléments: un quartz à 1Mhz pour la fréquence de référence (ramenée à 1000 Hz en entrée du comparateur via 2 diviseurs), VCO à base de diode VariCap, diviseurs programmables via des commutateurs binaires sur la ligne de retour (appelés "contraves" dans l'article) et comparateur de phase à base de CD4046.

J'aimerais pouvoir remplacer cette sélection "mécanique" par un circuit à base de micro-controleur (petite expérience avec la programmation de PIC), qui me permettrait de modifier le diviseur de fréquence via une liaison série/USB/... La solution la plus simple, à ma portée dans l'état actuel de mes connaissances, serait de brancher le PIC en lieu et place des "contraves", de manière à choisir les coefficients des diviseurs (circuits SN74192). Mais si possible, je préfèrerais ne pas toucher du tout à la platine du synthétiseur de fréquence actuel et donc construire un autre synthétiseur de fréquence totalement indépendant à sélection numérique.

Est-ce que cela vous semble faisable? Existe-t-il désormais des CI "tout-en-un" programmables qui effectuent cette PLL et permettent de programmer le diviseur? (j'ai cru comprendre que la disponibilité et l'utilisation de ce genre de circuit avait explosé avec l'arrivée des téléphones portables et autres dispositifs WiFi)?

Désolé pour l'introduction un peu longue, mais elle me semblait utile à la bonne compréhension du problème. Tous vos conseils et indications sont les bienvenus

PS: En PJ, un petit aperçu de ce que l'on peut obtenir comme résultat!
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[f6bes]

Bjr à toi et bienvenue sur FUTURA,
Le schéma, lien ( si c'est possible ) serait un plus.
http://forums.futura-sciences.com/el...-sabonner.html
Des descriptions (amateurs) ont éte publiées sur le net.
http://www.google.com/url?sa=t&rct=j...qO4cLw&cad=rja

Bonne soirée

[f6bes]

Remoi:
Autre:http://www.google.com/url?sa=t&rct=j...6CHfMQ&cad=rja
encore:http://www.google.com/url?sa=t&rct=j...N8Q6-g&cad=rja
A+

[J.Bristow]

Bonjour,

tout d'abord, merci d'avoir pris la peine de répondre au petit nouveau que je suis sur le forum!!

J'ai regardé rapidement les liens que vous m'avez proposé, mais ceux-ci pointent tous vers des pages qui décrivent d'autres récepteurs, ce qui n'est pas ce que je cherche: j'ai déjà un récepteur qui fonctionne. Les deux images en PJ du premier message ont été acquises par moi même en utilisant ce récepteur pas plus tard qu'avant hier (cf date dans le nom du fichier).
J'ai quand même regardé rapidement les montages proposés dans ces pages pour voir comment la sélection de fréquence de démodulation était effectué et je me suis aperçu que tous ces montages utilisent le même récepteur FM (circuit MC3362P) et la fréquence est accordée "à l'oreille" (via la sortie) avec un potentiomètre. Une évolution de ce récepteur proposée sur une de ces pages propose d'ajouter un fréquencemètre pour visualiser la fréquence de l'oscillateur local.

Or reconstruire un récepteur n'est pas du tout ce que je cherche à faire, je cherche uniquement à synthétiser une fréquence variable dans la bande des 137Mhz par pas de 10 kHz, avec une commande numérique (via un PIC) pour améliorer mon récepteur.

En fait, le fait que ce soit pour la réception des satellites météo n'a même pas d'importance. Je l'ai précisé car souvent sur ce forum la première question est "Je souhaite faire XXX" et la première réponse est "OK, on va t'aider, mais pour quoi faire? il faut plus de détails".

Pour répondre à la question, je vais scanner le schéma de la revue pour le poster ici, en espérant en avoir le droit. Mais je précise une nouvelle fois que l'aide attendue (! dsl pour l'expression malheureuse !) porte sur la réalisation du synthétiseur de fréquence à contrôle numérique pour mon récepteur pas sur la réception du satellite. et j'aimerais obtenir des avis éclairés sur la manière de procéder, les composants à utiliser, l'état de l'art, ... dans ce domaine!

Merci!!

[A voir en vidéo sur Futura]

[f6bes]

Bsr à toi,
Je n'ai donné des liens QUE pour te donner qq "inspirations" pour modification de TON récepteur.
A partir de ton schéma on pourra penser à la suite (synthétiseur de fréquence ou PLL).
Te faudra prévoir un "un affichage" sinon c'est à l'aveuglette !! (roue codeuses, afficheurs..)
Bonne soirée

[J.Bristow]

Re-bonjour à tous et en particulier à toi F6BES,

donc comme promis, voici les 2 schémas du récepteur:
- Le premier est le schéma général du récepteur sur lequel on arrive assez bien à suivre la chaine de traitement du signal depuis l'entrée antenne (alimentée ou non), à travers un premier étage d'amplification (FET U310 + IC1=SH221), la démodulation à 10,7Mhz par IC2 (S042P), puis la démodulation finale par IC4 (SL6601).
- Le second est le schéma du synthétiseur de fréquence utilisé pour créer le signal de démodulation en entrée de IC2 (VFO). On retrouve donc les composants qui me semblent constituer un circuit PLL, même si à nouveau ce mot n'apparait pas dans l'article: crystal XTAL2 à 1 Mhz qui sert d'oscillateur de référence. Deux diviseurs IC10 et IC11 (CD4518) pour obtenir un signal de référence à 1000 Hz en entrée du comparateur de phase IC8 (CD4046). ensuite un filtre et l'oscillateur local (VCO) constitué du circuit IC9 (MC1648), de la bobine L4 et des deux diodes Varicap. Cet oscillateur génère donc le signal de démodulation qui est utilisé par IC2 et qui repart également dans la boucle de retour de la PLL en passant à travers une série de diviseurs IC13 (/10), IC19 (/0-9), IC18 (/0-9), IC17 (/0-9) et IC16 (/13). Les termes variables de la division (IC17, IC18, IC19) sont modifiés à travers des codeurs binaires ("contraves").

Sans doute avec ces schémas la situation actuelle et ce que je veux réaliser est un peu plus clair: je souhaite remplacer les codeurs binaires "mécaniques" par un système entièrement numérique (contrôlé par une liaison série ou USB). Pour y parvenir, je vois 2 solutions:
- Solution 1:

Modifier le circuit actuel pour remplacer les codeurs binaires par un PIC --> inconvénient: je ne voudrais pas toucher au circuit actuel

- Solution 1 bis:

Recréer entièrement le synthétiseur de fréquence avec le même schéma en remplaçant les codeurs binaires par un PIC --> avantage: circuit validé, je sais qu'il fonctionne, coût: je n'ai pas vérifié en détail, mais je ne pense pas que les composants utilisés soient relativement chers - inconvénient: comment caser tous cela sur un circuit à bandes de cuivres (je ne suis pas équipé pour graver mes propres circuits)

- Solution 2:

Autre circuit qui réalise la même fonction, avec moins de composants, d'où ma question dans le premier message sur l'existence de CI "tout-en-un" qui permettent d'effectuer la même fonction avec un minimum de composants externes...

Alors, des idées?
Merci!

[DAUDET78]

Refaire un synthé ? la galère
Il suffit de déconnecter les liaisons OV de tes roues codeuses et de se connecter sur les 3x4 pins avec des signaux logiques 0/5V
Quelle est la valeur de R54 à R65?

[f6bes]

r

Autre circuit qui réalise la même fonction, avec moins de composants, d'où ma question dans le premier message sur l'existence de CI "tout-en-un" qui permettent d'effectuer la même fonction avec un minimum de composants externes...

Alors, des idées?
Merci!

Bj rà toi,
Le tout en un pourrait etre un 145151.Mais il te faudra un prédiviseur car il est limité en fréquence (maxi 25 Mhz)
Doit y avaoir d'autres du meme genre et plus au gout du jour (145151 date un peu tout de meme, peut etre obsoléte !)
A+

[J.Bristow]

Bonsoir,

DAUDET78, effectivement ta solution est la première qui m'est venue à l'esprit et que j'ai appelé solution n°1 dans mon dernier message. Mais sans vouloir être blessant, à ce niveau j'y arrivais tout seul sans poster sur ce forum et je l'ai écartée car comme je l'ai précisé, je ne souhaite pas modifier la carte existante (excepté débrancher la sortie VFO du synthétiseur de fréquence actuel et y brancher le nouveau à la place). Merci quand même d'avoir consacré du temps pour me lire et me répondre!

F6BES, ce que tu proposes ressemble effectivement beaucoup à ce que j'imaginais: merci!! Je vais regarder plus en détail la datasheet pour voir si on peut trouver une combinaison de quartz/prescaler/diviseur qui me permette de balayer ma plage de fréquence avec le pas correct et surtout il faut que je me renseigne pour trouver comment me le procurer (en général je vais chez Selectronic à Paris).

En tout cas, merci beaucoup à vous deux pour votre aide!

[DAUDET78]

je ne souhaite pas modifier la carte existante

Il n'y a rien à modifier !
mécaniquement, je ne sais pas si tes roues codeuses sont sur une nappe ou soudées sur le circuit imprimé mais il suffit de couper les trois connexions +5 du commun des roues codeuses et de faire 3x4 liaisons.
Un simple connecteur et tu passes du fonctionnement µC au fonctionnement roues codeuses. Je ne vois pas où est le problème.

Maintenant, si tu veux te taper un nouveau synthé, c'est ton choix .... et bon courage !

[f6bes]

[QUOTE=J.Bristow;3895491
F6BES, ce que tu proposes ressemble effectivement beaucoup à ce que j'imaginais: merci!! Je vais regarder plus en détail la datasheet pour voir si on peut trouver une combinaison de quartz/prescaler/diviseur qui me permette de balayer ma plage de fréquence avec le pas correct et surtout il faut que je me renseigne pour trouver comment me le procurer (en général je vais chez Selectronic à Paris).

[/QUOTE]

Bj r à, toi, Le MC145151 est assez souple d'utilisation. Mais bon me demande s'il est toujours trouvable.
Une utilisation en SHF:http://www.google.com/url?sa=t&rct=j...-7xtkw&cad=rja

Bonne bidouille.