Synthétiseur ADF4351

35 MHz - 4.4 GHz

 

par Michel Vonlanthen HB9AFO

 

 

Le prototype

 

 

 

La configuration est celle d'Alain F1CJN.

Consommation totale: 5V/280 mA

 

 


Courbe correspondante. Tout est nettoyé


Il faut un atténuateur de 10dB entre la sortie de l'ADF4351 et l'ampli sinon ce dernier est saturé ce qui créer une harmonique 2 (964 MHz) à -30dB. Sans l'ampli sélectif, l'harmonique 3 (1446 MHz) est à -20dB.

 

 

Carte ADF4351

Le logiciel de F1CJN permet de modifier la fréquence, lue sur l'écran LCD, au moyen de boutons. 20 fréquences peuvent être mémorisées dans l'EEPROM de l'Arduino. Au démarrage, c'est la fréquence contenue dans la mémoire numéro zéro qui est générée.

 

A l'écoute et en mesure, l'AFD4351 a les mêmes caractéristiques que le Synfox tout en étant un peu moins stable que ce dernier (quelques Hertz de variation en fonction de la température) mais par contre plus propre en sortie vue sur l'analyseur de spectre.


 

Version finale

 

Avec un Arduino Mini Pro afin que le microordinateur prenne un minimum de place et de consommation, pas d'affichage et pas de clavier. Le logiciel en est réduit à sa plus simple expression: il génère la fréquence programmée et c'est tout. Il faut modifier le code source pour changer de fréquence, mais c'est très simple, il suffit d'y inscrire la fréquence à générer.

 

Le Mini Pro que j'utilise est le dernier modèle, il travaille à 16 MHz et sa logique est à 5 Volts. De ce fait il est nécessaire d'insérer des abaisseurs de tension entre le microordinateur et l'ADF4351, qui lui fonctionne avec une logique de 3.3 V. Un régulateur de tension de 5 Volts permet d'alimenter le tout à partir du 12 Volts. La consommation, sous 5V, est de 50mA avec le programmateur.

 

 

 

Câblage Arduino Mini Pro

 

Il suffit de relier pin to pin les entrées-sorties de l'Arduino à la carte ADF4351. 3 signaux sortent de la carte: clock, data et LE et un y entre: muxout. Ce dernier ne nécessite pas de correction de logique (diviseur résistif  1k/560 Ohms) puisqu'il est issu de la carte ADF4351 avec les niveaux de la logique 3.3 V.

 

Il faut encore alimenter les deux cartes avec du +5 Volts bien régulé par un régulateur 7805 TO-220. La sortie HF du synthétiseur est suivie d'un amplificateur sélectif centré sur 482 MHz afin de supprimer tout signal indésirable, particulièrement l'harmonique 3 de la fréquence générée.

 

 

 

Consommation sous 5V: 85mA

 

 

 

 

 

 

Dernière version:  8 bits, 5V, 16MHz (xtal 16MHz=logique 5V)

32 kB flash (dont 2 réservés au bootloader)

2 kB SRAM

1 kB EEPROM

Consommation: 5V / 50 mA (avec le programmateur)
 

 

 

 

 

 

Programmateur

 

 

Le programmateur s'enfiche à l'extrémité (droite sur la photo ci-dessus) de l'Arduino Mini-Pro. A cet effet, une barrette de pins est livrée avec le kit mais hélas les pins du programmateurs ne peuvent pas s'enfoncer dans la barrette prévue. Pour ma part j'ai donc soudé une autre barrette de pins, adaptée cette fois, à l'extrémité des pins livrées. Ce n'est pas hyper joli mais efficace. Lorsque je veux programmer l'Arduino, j'enfiche le programmateur, lui adjoint un câble micro USB - USB que je plugge dans un des ports USB du PC. Je peux alors uploader le logiciel préparé et le tester. Une fois que tout est au point, je débranche le programmateur et le système fonctionne ensuite par lui-même, en commençant par un reset automatique au démarrage.

 

 

 

L'oscillateur local en boîtier

 

Ce synthétiseur est destiné à être l'oscillateur local du convertisseur 45-437 MHz qui fait suite au récepteur toutes bandes AR5001DX. Il permet la réception toutes bandes de la TV amateur analogique et numérique, DVB-S et DVB-T en bande étroite et en bande large. En ce sens il convertit ce récepteur de trafic phonie-CW en récepteur tous modes, y compris la DATV.

 

 


L'oscillateur local tout mopnté:
La carte ADF4351, la carte Arduino Mini sur son circuit-imprimé et l'amplificateur à 3 circuits

 

 

 

Caractéristiques

  • Boîtier: Schubert 110 x 70 x 30 mm

  • Consommation: 12V / 250 mA

  • Sortie: 482.05 MHz, 3 dBm

  • Référence externe: 25 MHz

 


La pureté spectrale du signal de sortie: parfaite !

 

Le logiciel

 

J'ai modifié le logiciel d' Alain F1CJN (il m'a aimablement permis de diffuser ma version) en y enlevant tout ce qui n'était pas nécessaire à la programmation d'une seule fréquence de sortie. De ce fait, sa taille est réduite au tiers de la version d'Alain. J'ai découvert une librairie ADF4351 sur le Net et je vais probablement l'utiliser pour simplifier encore plus le soft. Ce n'est que pour la beauté du geste car l'Arduino Mini-Pro a exactement les mêmes capacité mémoire que l'Arduino UNO, la carte standard. Il n'est pas limité en place et avec 30kB, on peut en mettre du code source!

 

Code source du logiciel de F1CJN modifié HB9AFO

 

 

Propreté du signal de sortie

 

L'ADF4351 est un oscillateur sinusoïdal qui couvre de 2.2 à 4.4 GHz. Pour descendre plus bas en fréquence (min 35MHz), il est suivi d'un diviseur programmable qui délivre un signal carré, riche en harmoniques.

 


Les harmoniques d'un signal de 200 MHz à la sortie de l'ADF4351

 

 

L'article de Joël F6CSX, Filtre passe-bas pour générateur ADF4351, explique comment supprimer radicalement les signaux indésirables à l'aide d'un filtre passe-bas. Pour ma part, j'ai filtré le signal de sortie du LO ci-dessus au moyen d'un amplificateur précédé d'un double filtre passe-bande accordé sur la fréquence de sortie. En pratique. il s'avère que la solution de Joël est meilleure et plus universelle car mon filtre passe-bande laisse passer des harmoniques situées plus haut en fréquence que les premières harmoniques 2 et 3.

 

Pour calculer ses filtres passe-bas, Joël a utilisé la version gratuite pour étudiants du logiciel Elsie de Tonne Software ainsi que le calculateur de selfs on-line de ON4AA. Pour ma part, j'ai utilisé Elsie pour calculer un filtre passe-bas 490 MHz adapté au LO ci-dessus et le calculateur en ligne Ekalk.

 


Filtre passe-bas 490 MHz théorique

 

Les deux self: 3 tours de fil de 1 mm bobiné air sur un diamètre de 3 mm sur une longueur de 10mm

 

 

à suivre...

 

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