TX RPI PORSTDOWN DATV avec PA 437Mhz

De quoi ai je besoin pour faire de l’émission en DATV?

Plusieurs systèmes ont vu le jour dans la phase d’initialisation du projet, mais je vous parlerai ici que du système créé par le BATC (British Amateur Télévision Club) sans pour autant ne pas oublier les pionniers Français cités précédemment qui ont propulser la DATV avec leur réalisations.
L’émetteur s’appelle PORTSDOWN, et  va se composer de plusieurs modules.
  1. Partie CPU a base de Raspberry
  2. Un écran TFT 3,5”
  3. Partie logiciel conçu par F5OEO et repackager  et updater par le BATC
  4. Un module d’interface Raspberry (Breakout board)
  5. Un synthetiseur pilotable
  6. Un filtre numérique pour l’oscillateur local
  7. Un modulateur avec filtre
  8. Un module RF Switch Band
  9. Un module OPTO Switch band et PTT

Tous ces modules sont à construire, les circuits imprimes sont vendus par le BATC Shop.  Le Modulateur est également proposé à la vente déjà construit et réglé, ainsi que la carte mémoire toute prête pour Raspberry.

Avec tous ses modules, vous pouvez déjà expérimenter toutes les fonctions permises par le logiciel et gouter à l’émission dans toutes ses variantes techniques (Différentes QRG, différents SR, différents FEC…….etc…..

C’est ici:

https://wiki.batc.org.uk/The_Portsdown_Transmitter_index

(Il existe un moyen dégrader de pouvoir débuter uniquement avec le Raspberry en utilisant un mode RF spécial appellé UGLY Mode. (ce mode permet de sortie directement d’une pin du GPIO du Raspberry, un signal HF sur 437Mhz modulé en DATV  en utilisation limitées et uniquement a des fins expérimentales car ne possède aucuns filtres.)

Modulateur en photo HD:

La chaine d’amplification:

Je vais tout naturellement ajouter une chaine d’amplification au système, tout d’abord sur 437Mhz.

Le driver du PA:  Je vais utiliser ici un module hybride tout intégré avec un fonctionnement très linéaire, nécessitant peu de composants, puisque très intégré, bias compris, c’est le MHW593.

Le datasheet donne une limite de fonctionnement à 400Mhz, mais il fonctionne a merveille à 437Mhz, moyennent quelques dB de moins, mais encore très largement suffisant pour driver le PA de puissance.

 MHW593-Motorola

L’ampli de puissance:  Je vais utiliser ici un module hybride ancien mais performant et résistant a toutes épreuves (je peux en parler sic…) le RH60H4047M1.

Le cip peut être facilement réalisé, ou bien acheté chez Minikits   . Vous trouverez aussi chez Minikits certaines informations de montages. L’hybride peut être acheté à tarif intéressant sur Ebay, ou chez UT Source.

http://www.minikits.com.au/EME176-PCB

http://www.minikits.com.au/electronic-kits/rf-amplifiers/rf-high-power/RA-UHF-Amplifier

RA60H4047M1_MITSUBISHI_RF_Power_MOSFET_Amplifier_Modules

La tension de bias sera reglée autour de 4,7V , afin d’obtenir un courant de repos autour de 5A , courant qui passera allègrement a une douzaine d’ampères en excitation.

Prévoyez un gros radiateur, car 180W d’alimentation, ça chauffe dur…….

Pour un fonctionnement optimale, vous devrez ajuster les atténuateurs d’entrée ou de sortie du driver.

Quelques relevés du signal en sortie du PA par boucle de couplage:

Ajout d’un atténuateur programmable:

Afin de faire varier la puissance de la chaine ampli, il est nécessaire d’ajouter un atténuateur à la sortie du portsdown.

Tout est ici : https://wiki.batc.org.uk/Output_Attenuator

J’ai utilisé le PE43703 commandé sur la Ebay. Ce dernier dans sa config de base peut être configuré directement avec les switch pour un usage static.

Naturellement le soft RPI DATC du BATC, a tout prévu, il suffit de declarer sur l’interface l’atténuateur , et de rentrer au clavier l’attenuation désirée.

Avant d’en arrivé là, il faudra modifier ce dernier pour le rendre pilotable par le bus du Portsdown, et le cabler suivant la notice.

Attention, bien faire les modifs des “grains de café” sur la carte de l’atténuateur et ne pas oublié les resistance de 1K dans le câblage, sous peine de voir partir en fumé le GPIO du RPI.

Ajout d’un PA 150W Mosfet:

L’ajout de l’atténuateur, au de la de régler la puissance d’excitation de ma chaine d’ampli existante (de 5W à 65W), va me permettre d’ajuster l’excitation pour piloter un PA plus QRO.

Ici un MOSFET , le MRF175GU alimenté en 28V, permet avec une dizaine de 10W de sortir ses 150W au petit trot…. Merci Mr F1FY !!!!  La linéarité est très bonne, et un bon radiateur est de rigueur.

MRF175GU.      <<<  datasheet

Infos: Ne pas perdre de vue qu’en numérique c’est pas de l’AM !!!

le PA s’il est utilisé au max de ses capacités va souffrir.. Les courants dans les capas, les effets de selfs dans le substrat…….cela m’a couté un Mosfet et un circuit imprimé.  Moralité: privilégier des capas ATC, des condensateurs à air, limiter la durée de la transmission, et ne pas utiliser de FR4 pour les ampli UHF…….. Reconstruction actuellement du PA en Diclad  (circuit imprimé en Téflon) qui présente de meilleures caractéristiques d’isolement HF.

Autre choix de PA:

Afin de conserver une bonne linéarité, et une marge de sécurité sur la durée de vie de l’ensemble,  il fortement conseillé de faire fonctionner le PA très en dessous de ses possibilités (50%), on est pas en AM!!

Afin d’obtenir une puissance “importante”, il faut donc encore un PA plus gros. J’ai jeté mon dévolu sur un PA de recuperation SAGEM, qui a été testé et deverminé par une team d’OMS. Ci dessous un test très abouti de F5DQK. (DOC Sagem I4000)

Ci joint documentation:

Doc >> sagem-l4000

Notice >> notice Ampli Velec L2000I

L’entrée d’origine étant à très bas niveau autour de 500mW pour sortir la power, j’ai du passer par une pile d’atténuateurs pour adapter les niveaux, c’est pas terrible, déjà par principe amplifier, atténuer, amplifier, autant d’étages et de facteurs dégradants en terme de linéarité.

J’ai procédé à des modifications. Apres analyse du schemas du Sagem, je me suis rendu compte, que le second PA de classe AB pouvait fournir 80W au coupleur qui drive les deux platines de puissance. J’ai donc supprimé les deux étages d’entrée, et j’ai attaqué le coupleur directement en 50ohms avec mon hybride de 60W équipant mon émetteur DATV.

Le résultat est très satisfaisant, l’ampli fonctionne au petit trot autour de 250W, la temperature évacuée par les deux ventilateurs de 120mm est d’environ 33°C au bout de 20 Minutes de fonctionnement, et le signal modulé reste respectable avec des épaules à -25db. Je vais toutefois me limiter à 180W, facilement ajustable, à l’aide de l’atténuateur programmable du PorstDown.

A noter, sur ce type d’ampli, il y avait à l’origine , une pseudo compensation de linéarité, par detection de niveau, et modification de la polarisation des étages.

Cette boucle d’asservissement n’a plus aucune utilité en application DATV.

L’ampli est monté sur 4 pieds, l’air est aspirée dessous et dessus, pour être éjectée par les deux ventilateurs. J’ai conservé le thermostat de sécurité 75°C en cas de défaillance des ventilateurs, avec le voyant alarme TEMPERATURE de la face avant.