Un module sonore en cours de réalisation. Plein de fils et de composants dans tous les sens pendant les expérimentations!

La partie émetteur est déjà réalisée ici, dans le blindage.

Vue rapprochée de la partie émetteur, qui se trouve ensuite enfermée dans le blindage.

Le circuit 4069 contient 6 portes inverseuses CMOS et constituent l'oscillateur prinicipal. La fréquence est ajustable par le potentiomètre multitours. Les 4 transistors constiuent un modulateur en amplitude. La self permet d'ajuster au meilleur rendement la sortie HF.

Le schéma de ces émetteurs est largement inspiré des réalisations de Jean-Claude Jardine et de celles décrites sur Techlib.com ...

Voici comment le couplage des sorties des émetteurs est réalisée vers le poste de radio. Le conducteur «horizontal» est le brin central du câble blindé qui va vers la prise antenne du récepteur. Chaque sortie d'émetteur est simplement reliée par quelques spires (couplage inductif) avec ce conducteur commun. La sortie de chaque émetteur est également chargée par une résistance retournant à la masse. Il faut trouver le bon copromis nombre de spires / valeur de résistance: si trop de spires pour chaque émetteur, ceux-ci se perturbent un peu entre eux. Par contre, trop peu de spires et le niveau reçu par le récepteur diminue. Plus la valeur des résistances de charge est élevée, plus le récepteur reçoit de signal. Il faut expérimenter...

Un module sonore simple (sans fading ni brouillage) est terminé. L'interrupteur comporte 3 positions : envoi du signal BF (sortie SOMO) vers l'ampli de contrôle, mixage d'un signal 1kHz venant du module ampli, et en position centrale aucun effet. Ceci permet d'écouter les sons contenus dans la mémoire du SOMO en l'absence de la radio, ou encore d'injecter un signal de test, par exemple pour s'assurer du fonctionnement de la réception de chaque émetteur sur la radio...

Vue rapprochée d'un module audio SOMO, construit par 4D Systems.

Ces modules sont en fait des lecteurs audio, mono, et à faible résolution. Pour la parole destinée à la modulation AM, c'est parfait ! Les fichiers audio sont stockés sur une carte micro-SD, au format AD4. L'outil de conversion, les manuels et documentations peuvent être trouvés sur le site de 4D Systems. Ce matériel est importé en Europe par Tigal KG (Autriche).

Le pilotage de ces modules peut se faire de 2 manières : soit par interface série, soit par des entrées de commande «tout ou rien». C'est le mode de pilotage choisi ici, pour ne pas devoir configurer des microcontroleurs!

Voici le schéma d'un module sonore, avec simulation de fading mais sans brouillage.

Description de ce schéma ci-dessous.

1 : Partie alimentation :

Le montage reçoit son alimentation + 17V par les broches A30 et C30 du connecteur. A32 et C32 sont les connexions de masse. Un filtrage est assuré par C1, C2, C28 et L2. IC1 (7812) stabilise la tension à 12V. Le module SOMO travaille sous 3.3V, et c'est IC2 (LM317) qui fournira cette tension. IC1 est installé sur un dissipateur, IC2 n'en a pas besoin. La LED1 (rouge 5mm) est installée sur le côté visible de la carte, afin de signaler la présence de la tension d'alimentation. Les circuits intégrés IC3 (LM324) et IC4 (4093) sont découplés par les condensateurs C27 et C29, qui doivent être installés le plus près possible des broches d'alimentation de ces circuits.

2 : Partie modulateur AM (émetteur) :

L'oscillateur est construit autour des portes 6E et 6F de IC6, un 4069. La fréquence est ajustable par R22, et dépend aussi de la valeur de C17. La porte 6D tamponne la sortie de l'oscillateur, et 6C permet de connecter un fréquncemètre sur la broche C10 du connecteur. R1 protège la sortie de la porte 6C en cas de court-circuit accidentel. IC6 est alimenté en +12V via R15 et découplé par C11 et C18. La sortie de la porte 6D est mise en forme par les transistors T4 et T2.

La base de T3 reçoit, via C10, le signal audio à moduler. La modulation se fait par le couple T1-T2. Au collecteur de T1, on trouve un signal AM modulé. C6 et L1 doivent être accordés pour la fréquence de fonctionnement. Ici C6 est fixe et L1 est à noyau réglable, pour l'ajustement. Il est tout à fait possible de mettre un condensateur variable pour C6. La sortie antenne est connectée au collecteur de T1 via C5, et ramenée à la broche C15 du connecteur. L'ensemble T1 - T4, IC6 et leurs composants connexes se trouvent dans un blindage fermé, représenté sur le schéma par le trait pointillé. Il est possible de faire varier le niveau de sortie de l'émetteur en faisant varier la tension d'alimentation du montage autour de T1 à T4 (dans une certaine mesure). Ceci va être utile...

3 : Générateur de fading :

IC3C (LM324) constitue un oscillateur triangulaire à très faible fréquence. Celle ci dépend de la valeur de C21. La sortie de cet oscillateur, prise sur le condensateur C21, est appliquée via R43, à IC3C qui constitue, avec T9, un amplificateur. La tension sur l'émetteur de T9 varie donc lentement, avec une amplitude maximum déterminée par la valeur de R43. Cette tension variable va donc alimenter la partie modulateur de l'émetteur AM, et créer ainsi une simulation du fading tout à fait valable.

Pour les modules sonores n'ayant pas besoin de la fonction fading, T9 n'est pas installé, les composants autour de IC3D non plus, et la connexion d'alimentation de l'étage modulateur est simplement connectée au +12V. IC3C et IC3D sont de toutes façons présents dans IC3, nécessaire pour la partie BF...

4 : Module SOMO et sa logique de commande :

Le module est alimenté en 3.3V, et découplé par C22 et C23. Comme le module ne travaille pas avec la même tension que le reste de la logique, ses entrées - sorties seront interfaçées par des transistors. Pour démarrer la lecture, il faut envoyer une impulsion sur l'entrée «play/stop». Une impulsion démarre la lecture, la seconde la stoppe et ainsi de suite. Mais ici il est souhaité avoir un démarrage automatique. Donc, il va falloir des temporisations externes...

De plus, les SOMO n'ont pas tous exactement le même comportement lors de la mise sous tension, dépendant apparemment fortement du temps de montée de la tension d'alimentation. Certains acceptent une impulsion de démarrage à la mise sous tension, d'autres non, et certains démarrent même un instant puis se coupent. Il faut donc une première temporisation, d'une vingtaine de secondes, pour inhiber toute la circuiterie de commande. Cette tempo est réalisée avec IC4D. A la mise sous tension, C19 est déchargé, et il va se charger via R35. Tant que la tension aux bornes de C19 n'a pas atteint le seuil de commutation de la porte NAND IC4D (à trigger de Schmitt), la sortie de IC4D est à l'état logique 1 (soit presque +12V). Cet état logique force la sortie de IC4B à 0 (via D4), tandis que la sortie de IC4C l'est également via R32.

Quand la sortie de IC4D passe à l'état logique 0 (fin de la tempo dépendant de C19 et R35), la sortie de IC4C va passer un bref instant à 1, par le fait de la commutation de C24 à la masse via la sortie de IC4D. Le temps de l'impulsion en sortie de IC4C dépend des valeurs de C24 et R32. Cette impulsion va passer à travers la diode D2, et activer le transistor T10. Ceci mettra l'entrée «play/stop» du SOMO à la masse, démarrant celui-ci en lecture.

Quand le SOMO est en mode lecture, la sortie «busy» est mise à +3.3V. Ceci bloque T6, qui ne conduit plus. Ceci bloque également T5 et T7. Un niveau logique haut est alors présent via R12 et R39 sur la base de T11, ce qui va allumer la LED 2, jaune 5mm, qui est installée sur le côté visible de la carte, afin de signaler le démarrage du SOMO. Ce niveau logique est également appliqué au condensateur C33. Il ne se passe à ce moment rien sur la porte IC4A, son entrée étant à niveau logique 1 par R38.

Maintenant, le SOMO est bien démarré. Mais il faut le re-démarrer à chaque fin de lecture ! Ici aussi on ne peut pas appliquer directement une impulsion en provenance de la sortie «busy» sur la commande de T10. Il faut un instant de pause, puis seulement donner l'impulsion. Il faut donc deux temporisations supplémentaires!

Lorsque la lecture du fichier sonore est terminée, la sortie «busy» du SOMO passe au niveau logique 0, ce qui rend T6 conducteur, T5 et T7 également. Via T7, le niveau logique 0 est transmis à T11 et la LED2 s'éteint. C33 se retrouve alors brusquement à la masse, et entraîne le basculement de la porte IC4A, dont la sortie passe à 1 pendant un instant, ceci dépendant des valeurs de C33 et R38. Quand C33 s'est rechargé, la sortie de IC4A repasse à 0. Le condensateur C30 (qui s'était déchargé dans R42 par la sortie de IC4A) entraîne le basculement de la sortie de IC4B à 1 pendant un certain temps, dépendant des valeurs de C30 et R41. L'impulsion positive à la sortie de IC4B va, via la diode D3, faire conduire le transistor T10 qui redémarrera la lecture dans le SOMO. IC4A provoque donc la pause entre la fin de la lecture et l'impulsion de redémarrage. IC4B provoque cette impulsion de redémarrage. La présence de la diode D4 bloque IC4B pendant la période d'initialisation à la mise sous tension.

5 : La partie basse fréquence :

La sortie «audio» du SOMO est envoyée au potentiomètre R17, qui permet de doser le volume. En parallèle avec R17 on trouve le transistor T5, qui conduit quand le SOMO n'est pas en mode lecture (via T6, voir ci-dessus). Ceci court-circuite la sortie audio (via C15 et R16) afin que les bruits de commutation du SOMO ne soient pas audibles au démarrage de la lecture. Le signal audio, après R17 est envoyé à IC3A (LM324) pour amplification. La sortie de IC3A est appliquée à l'entrée de modulation de l'émetteur via C10. IC3B est un tampon audio qui envoie via l'interrupteur S1A le signal audio sur la broche C3 du connecteur. Ceci permet une pré-écoute sur le module amplificateur de contrôle. Toutes les broches C3 sont raccordées en parallèle sur les connecteurs et retournent à l'entrée de l'ampli (vois schéma de câblage du rack ci-dessous).

Enfin, sur la broche C4 du connecteur est disponible un signal sinus de 1kHz, venant du module ampli. On peut injecter ce signal sur l'entrée de IC3A, via l'interrupteur S1B. Ceci permet d'envoyer un signal de test audio vers l'émetteur, afin par exemple de localiser précisément quelle module sonore correspond à quelle fréquence sur le cadran de la radio...

Voici le schéma de câblage du rack inférieur.

Rien de bien sorcier, les alimentations des modules sonores sont en parallèle et retournent vers le rack du dessus. Les broches C3 et C4 sont toutes reliées ensemble par des coducteurs blindés et vont vers le connecteur de l'ampli, dans le rack du dessus. Les sorties antenne des émetteurs sont de simples fils enroulés autour du conducteur d'antenne commun. Les résistances de charge sont soudées directement sue les fils venant des émetteurs.

Le rack du dessus n'est pas plus compliqué...

L'emplacement E5 est celui de l'alimentation. Les différentes tensions sont acheminées vers les autres emplacements. Le connecteur X11B est destiné à la connexion du ventilateur. L'emplacement E4 est celui de l'ampli audio, les connexions communes des broches C3 et C4 y parviennent, et une prise pour haut-parleur extérieur est prévue. L'emplacement E2 est prévu pour un 8e module sonore. L'emplacement E3 est celui du module parasites. Il comporte 3 sorties antenne, couplées comme les modules sonores à l'antenne commune. La self L1 est externe au module, vu sa taille. Un couplage est réalisé par un condensateur entre le module parasites et l'antenne. L'extrémité du conducteur antenne est chargé par une lampe au néon, anti surtensions.

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