Diversité spatiale

[VA2JOT Jacques]

Bonjour Pierre,
                      Wikipédia n'est pas une référence. J'aurais tendance à accorder plus de crédibilité à l'ARRL. Pour ceux qui ont connus l'ère des VFO à circuit résonnant et leurs particularités, par respect pour l'avancement (et le soulagement) apporté par les synthétiseurs de fréquences, on ne peut utiliser le même terme il me semble. En AM et en FM, ca pouvait toujours aller mais pas en BLU et encore moins pour les modes numériques.

Tous les VFOS que  j'utilise ici sont de type numérique, mais la fréquence du cristal de référence est fixe.  Ils sont tous fixes si on fait abstraction de la présence d'un circuit de controle de dérive thermique sur les crystaux à partir d'un certain seuil en ppm de précision. On utilise une sonde de température et une table de compensation pour ajuster la tension sur un varicap qui ramène le crystal en dedans de sa limite de ppm. Ce n'est pas toujours indiqué sur le schéma car souvent, c'est intégré dans un module encapsulé de métal mais c'est là quand même. Un synthétiseur a aussi besoin d'une fréquence de référence fixe et stable. Par contre, avec ça plus des maths, il peut synthétiser n'importe quelle autre fréquence.

En radio commerciale, les synthétiseurs ont remplaçés les crytaux parce qu'ils sont plus précis et plus faciles à changer Je ne suggérais pas qu'on changeait la fréquence du crystal, c'est le crytal lui-même qu'on changeait. Avec un synth, c'est une affaire de rien changer la fréquence synthétisée d'autant plus que seule la mémoire impose une limite au nombre de fréquences qu'on peut programmer au lieu des restrictions d'espace sur la quantité de modules de crystaux qu'on pouvait mettre à l'intérieur d'un radio.

Le problème avec les Variable Frequency Oscillators c'est qu'ils variaient même quand tu voulais pas et que tu y touchais pas. Si tu criais fort vis-â-vis le boitier, tu faisais du FM. Si tu donnais des pichenaudes dessus, tu faisais du FSK. De grâce, ne confondez pas synthétiseur et VFO. C'était l'âge de pierre

[VE2AVV Rémy]

Mon petit grain de sel...

Bonjour.

Le terme VFO signifie 'variable frequency oscillator'.

Qu'il soit analogique ( circuit L-C à résonance avec transistor menant à l'oscillation) ou numérique, chaîne de
diviseurs programmables avec un cristal stable servant de référence, ce sont tous deux des oscillaturs dont la fréquence
de sortie est commandée par un gros bouton que l'on tourne à l'avant du radio.

Dans presque tous les schémas de radios, on l'appellera VFO. On doit toutefois garder en tête la technique utilisée
pour produire la fréquence de sortie.

Évidemment, je n'achêterais plus un VFO analogique dérivant au gré de la température, de la vibration et du vieillissement
 des constituantes de l'oscillateur principal ( sauf par nostalgie).

La seule différence importante réside surtout dans le fait qu'on utilise un cristal de référence le plus stable possible  pour comparer la fréquence de sortie à celle que l'on désire vraiment obtenir.

La stabilité en fréquence est donc celle du cristal à un facteur de division ou de multiplication près.

Je veux aussi faire remarquer que l'oscillateur de sortie du VFO numérique ou synthétiseur, est construit avec un circuit résonnant
L -C et un transistor comme élément actif ( pas meilleurs que son ancêtre analogique ).

Seule, une diode à capacité variable ( varactor)  vient corriger la fréquence ( phase ) de sortie en la comparant après division, à la base de temps de référence fournie par le cristal de référence. C'est cette fonction qui impose la stabilité au VCO.

73,

Rémy

[VE2PID Pierre]

Je veux aussi faire remarquer que l'oscillateur de sortie du VFO numérique ou synthétiseur, est construit avec un circuit résonnant
L -C et un transistor comme élément actif ( pas meilleurs que son ancêtre analogique ).

Salut Rémy,

Est-ce que c'est toujours le cas même dans les désigns récents?

Le schéma suivant est celui du synthétiseur DDS de mon Elecraft KX1. Le module de synthèse est un AD9834. Directement au-dessus du filtre d'harmonique L4/L5/C50-52*, il y a une connection vers le mélangeur RF via un condensateur fixe (non illustré). Où serait la portion L-C du circuit résonnant à laquelle tu fais allusion?

Le manuel du KX1 mentionne ceci: DDS VFO: The VFO is based on a low-power DDS (direct digital synthesis) IC. A crystal oscillator provides the reference signal for the DDS, ensuring excellent frequency stability over a wide temperature range. While a DDS-based VFO does not offer the same signal purity as an L-C VFO or PLL synthesizer, it is a good choice for a portable station that will most often be used by a single operator well removed from strong nearby stations.



* L'oscillateur TX du KX1 synthétise directement la fréquence de sortie. Il y a donc production d'harmoniques indésirables aux environs de 14 MHz en émission sur 40 mètres, d'où la pertinence de ce filtre.

[VA2JOT Jacques]

Salut Rémi,
                Faudrait pas oublier de mentionner qu'il est pratique courrante maintenant de mesurer la température du crystal dont on a préallablement pris la signature de la dérive therimique et qu'on peut corriger en controlant la tension appliquée au varactor.

De plus, la technique de coupe des crystaux s'est grandement améliorée produisant ainsi des crystaux aux caractéristiques beacoup plus constantes et prévisibles. Sinon, on ne pourrait pas opérer de façon stable dans des quarts de canaux de 6,25Khz dans la bande de 450Mhz.

Pour les extrémistes, y'a toujours le GPS qui peut fournir une référence super précise mais ça, c'est encore pour les richisimes 

Pour ceux qui croient qu'à l'époque des VFO à circuit LC on devait "courrir" après les uns les autres d'un bout à l'autre le la bande, détrompez vous car les TX ert les RX étaient séparés et on pouvait "monitorer" nos transmissions et corriger au besoin la dérive. J'oserais même dire que c'était moins courrant que de nos jours et mal vu que d'être hors fréquences lors de la tenue d'un réseau. Le maitre du réseau ne se gênait pas du tout pour le souligner et parfois de façon un tantinet cavallière.

On entend souvent de nos jours sur des réseau des gens donner des rapports de température au dixième de degré près alors qu'ils sont eux-mêmes hors fréquence par des dizaines de hertz. Ils devraient peut-être penser à changer leur thermomètre pour un fréquencemètre ou un 2è récepteur 

[VE2LH Sylvain]

Bonjour,
Mon petit grain de sel ... en référence au schéma de Pierre

Dans la plupart des synthétiseurs on utilise un VCO (Voltage Controlled Oscillateur).

Seulement un DDS construit une sinusoïde de façon numérique à partir d'une horloge plus rapide et d' un convertisseur D/A. Cette construction digitale produit des harmoniques.
Ainsi dans le circuit de Pierre, on peut voir une horloge de référence du DDS  de 50 MHz et un filtre passe-bas pour ce qui semble être une fondamentale de 14 MHz.

Dans cet exemple particulier, il n' y a donc pas nécessité de VCO i.e. de circuit résonnant.

Vous êtes probablement bien au fait de cela. J'ai pensé commenter pour les moins initiés.

Salutations

Sylvain

[VE2AVV Rémy]

Salut Jacques et Pierre.

D'abord Jacques, je suis 100 % d'accord pour les thermomètres digitaux alors que tous pensent avoir la température absolue au centième de degré hi hi.

Pour les oscillateurs de références compensés en température, il y en a plusieurs modèles.

Le plus répandu est celui qui agit directement sur l'oscillateur de base en se rappelant que la fréquence de résonance d'un quartz est équivalente à un circuit résonant série avec un facteur Q très élevé ( 10000 ou plus). Si on introduit en série une résistance de faible valeur variant avec la température, alors la résonance varie très légèrement lorsque T varie.

N'oublions pas pas que cette fréquence de résonance dépend de L-C, mais aussi à un moindre degré de R la résistance série.

Vous n'avez qu'à voir l'expression complète de la fréquence de résonance d'un circuit R-L-C série.

On arrive donc de cette façon à compenser la dérive thermique d'un cristal en introduisant une faible thermistance shuntée par un potentiomètre ou même une résistance fixe déterminée. On peut aussi utiliser une combinaison R-C série pour faire varier la capacité série équivalente.

Il est certain que l'utilisation de microprocesseur utilant des convertisseurs A/D permet maintenant de compenser une dérive par une information préalablement stoquée en mémoire morte.

Pierre, je vais voir les caractéristiques du circuit utilisé dans ton appareil et je commenterai.

Il me semble que dans ce cas, ce soit même un simple oscillateur R-C, mais comme il est contrôlé par une tension de comparaison entre la fréquence de sortie et la fréquence désirée ( Phase comparator ), on doit obtenir des résultats semblables.

Il est aussi possible de sythéthiser une fréquence de manière numérique en utilisant une fréquence beaucoup plus haute ( au moins 2 fois selon Nyquist). On filtre alors le signal de sortie pour atténuer les harmoniques.

Je viens de voir en écrivant que Sylvain VE2LH est en train d'écrire sur ce sujet.

Bons 73 de Rémy

73

Rémy

[VE2PID Pierre]

Dans cet exemple particulier, il n' y a donc pas nécessité de VCO i.e. de circuit résonnant.

Je crois que Sylvain veut dire pas de nécessité de VFO ?

Donc U2 produit numériquement une sinusoïde à partir de l'oscillateur de référence de 50 MHz. Il s'agit d'un alternative numérique aux VFOs classiques (L-C analogiques). Ce rig est conçu pour les bandes de 80 à 20 mètres. La condition énoncée par Rémy pour faire cette synthèse (au moins 2 fois la fréquence selon Nyquist) est satisfaite avec l'oscillateur à cristal de 50 MHz (le triple et plus).

Quant au filtre passe-bas (LPF), effectivement il est là pour enlever les harmoniques générées et indésirables (spurs) près de 14 MHz.

Merci pour les précisions.

P.S. Pour le KX1, cette synthèse numérique peut être ajustée à une précision de ± 10 Hz.

[VE2LH Sylvain]

Pierre,

J'ai utilisé VCO à dessein ... plutôt que VFO .
Un VCO est un type particulier de VFO. La fréquence est dépendante d'une tension de contrôle (Voltage Controlled Oscillator).
C'est beaucoup plus utlilisé de nos jours.


Sylvain