Plath: DDF 278.3 - Premiers tests

Ce week-end a été l'occasion de mettre en place une première configuration de test du gonio DDF 278 avec deux antennes 'boucle' Singer grossièrement orientées. Le tout installé dans la maison. Sur les bandes basses, la réception est meilleure la nuit, la sensibilité du récepteur permettant de recevoir des balises sur de 320Khz, des stations de broadcast sur 80m et sur 160m.

De jour, la porteuse modulée de l'émetteur d'Allouis est parfaitement reçue sur 162KHz avec une direction affichée correcte plein Sud. Le relevé N/S est ici inversé, probablement encore un problème à résoudre avec l'entrée HA (levée de doute).

L'ouverture tiroir CPU/DAC révèle l'utilisation d'un processeur Motorola 6803 et d'un DSP Motorola 24 bits de type 56001. Un DSP très particulier (un bus d'instruction et deux bus de données) que j'ai eu l'occasion d'utiliser en 1988 dans sa version DSP56000 comme accélérateur de calcul avec des performances remarquables sur du RSA.

On voit ici que des réserves ont été prévues pour installer trois mémoires RAM destinées au code et aux données. Je vais ranger cet équipement le temps d'obtenir plus d'information sur l'interface RS-232 de commande et sur celle du gyro. 

Plath: DDF 278.3 - Première mise sous tension

La mise sous tension du goniomètre Plath DDF 278.3 s'est passée sans problème apparent hors l'absence de tout mode d'emploi. Après quelques tests, j'ai pu déterminer comment changer de fréquence. 

Cet équipement, qui couvre la bande 70KHz à 4MHz, était utilisé par un service allemand, celui de la poste si l'on en croit le logo en face avant. Le branchement direct d'une antenne sur la tête N°2 permet de recevoir les quelques stations encore présentes sur cette gamme de fréquence. 

N'ayant aucune documentation je n'ai pu aller plus en avant et déterminer si les deux autres têtes sont fonctionnelles. Cependant l'inspection de celles-ci à mis en évidence une broche tordue dans le connecteur d'antenne de l'une d'entre-elles. Celui-ci a été immédiatement remplacé.

J'en ai profité pour identifier les différentes connexions et les composants utilisés: CP643, BCY59, BFY90, BF960 pour les transistors, mélangeur SRA-3H, SO42P et TL074 pour les CI avec une FI de 9MHz. Et donc un synthétiseur couvrant de 9.070 à 13MHz.

A suivre ...

Plath: RDF Amplus 10 - DDF 278.3

Le salon radio F5KMB qui se tenait à Clermont-sur-Oise ce jour m'a permis de ramener un très intéressant radio-goniomètre Plath Amplus 10 Type 'DDF 278.3' de marque mais classiquement sans ses antennes. Un appareil des années 90 dont je n'ai pas encore trouvé trace mais en excellent état extérieur.

Il est constitué de trois têtes HF indépendantes suivies d'un étages FI et démodulation, la gestion étant assurée par une carte à micro-processeur. Je n'ai aucune idées des fréquences couvertes que seule sa mise sous tension permettra de déterminer. A suivre donc.

Un comparateur logique HP-10529A a par ailleurs rejoint les instruments de mesure. Ce comparateur permet d'identifier les différences entre les sorties d'un circuit TTL sur une carte sous tension et celles d'un circuit identique sur une plaquette insérée dans le boitier. La gaine du câble de raccordement du clip DIL-16 étant complètement décomposée, j'ai remplacé celle-ci par plusieurs couches de ruban PFTE soigneusement enroulées.

Un instrument particulièrement utile pour dépanner des cartes à base de circuits de la série 74xx en DIL14 et DIL16  telles que celles qui sont présentes dans les ordinateurs et récepteurs des années 80.

P100/3: Alimentation batterie

Le goniomètre P100 en ma possession dispose d'un convertisseur 24V conçu par la société T.E.A.M permettant de l'alimenter en mobile sans avoir à embarquer les multiples piles 67V et 1.5V normalement utilisées.

Un bac avait été ainsi ajouté qui devait probablement contenir 10 éléments d'accumulateurs de 2.4V dans lequel j'ai pu installer deux éléments 12V/2.4Ah ainsi qu'une alimentation à découpage permettant de recharger ces éléments ou d'utiliser le poste en station fixe. Ces éléments sont calés et assemblés par quelques colliers rilsan.

J'ai la chance à quelques kilomètres un fournisseur de batteries de marque Acedis - Piles Ou Face à Dourdan - disposant d'un bon stock à des prix très intéressant d'autant que l'achat est franco de port.

P100/3: Redémarrage - Tests

Le temps étant relativement beau, les premiers tests du P100 avec le cadre maison ont pu être effectués en extérieur. Bien que prévu pour du relevé de direction sur des émetteurs proches, un nul peut être fait sur un émetteur situé à plusieurs centaines de kilomètres. 

Il me reste à traduire le seul manuel que j'ai pu trouver lequel est rédigé en Allemand. Si un lecteur disposait de la version française, je serais heureux d'en recevoir une copie numérique.

P100/3: Redémarrage - Suite

Mon radio-goniomètre en champ proche P100 ne dispose pas de son cadre. Il m'a donc fallu en construire un. La première idée a été de le réaliser d'une pièce avec une cintreuse. Une option que j'ai repoussé préférant d'abord faire simple.

 

Avec pour cela quatre bouts de tuyaux de cuivre de 14mm, quatre coudes et deux sections de carré d'aluminium de 16mm de coté.

 

Les carrés d'aluminium sont usinés avec une mèche de 14mm - je n'ai hélas pas d'alésoir de ce diamètre  - pour qu'un tube de cuivre entre  'juste'. L'ensemble sera coupé après ajustement pour former la partie basse du cadre. Les deux sections ainsi constituées seront connectées à l'aide d'un rond isolant usiné à 12mm et fixé par deux vis parker. Cet isolant est percé à 2mm pour laisser passer le brin d'antenne de levée de doute.

La section supérieure du cadre est percée pour recevoir deux traversés Téflon par lesquelles passera le brin. En effet, contrairement à l'original sur lequel le brin de levée de doute est fixé sur le coté du cadre, la modification pour l'Armée Française impose que le brin soit fixe et, de fait, passe par le centre du cadre. 

Ceci explique la fixation de la partie tournante par une vis plastique percée sur son axe. Le brin de 2mm est raccordé par le biais d'une fiche installé dans le bloc supérieur du récepteur.

 

J'attends maintenant d'approvisionner les deux batteries plomb de 12V pour commencer à tester la qualité de cet équipement et probablement l'utiliser pour déterminer la source d'un brouillage constant sur la bande 80m mais qui en pratique s'étend de 3 à 12Mhz tout les 57kHz.

 

P100/3: Redémarrage

Un excellent ami m'a fait cadeau d'un radio-goniomètre en champ proche (Nahfeldpeiler) datant des années 1960. Fabriqué par Telefunken, le P100/3 fonctionne sur le principe de la mesure du niveau du signal reçu par une antenne boucle, une antenne très directive. Équipé de tubes basse consommation, cet équipement fonctionne sur piles. La photographie ci-dessous, extraite du manuel d'utilisation, le montre en situation de relevé de direction.

Utilisé en France, le modèle en ma possession a fait l'objet d'une modification visant à rendre l'antenne mobile facilitant ainsi le relevé. L'alimentation de l'équipement s'effectue par le biais d'un mutateur conçu par la société T.E.A.M et installé dans le logement des batteries. Ce mutateur est alimenté par une batterie 24V qui prenait place dans un bac conçu sur mesure vissé à l'arrière de l'appareil.

Un relevé partiel du schéma de ce mutateur a permis d'en comprendre le fonctionnement qui tourne autour d'un transformateur dont le primaire est alimenté par un oscillateur constitué de deux transistors OC28 et doté de trois secondaires fournissant la tension d'anode de 75V simplement filtrée après redressement, la tension filament de 1.4V régulée - 4 transistors dont un OC29 - et enfin les tensions de polarisation de -1,5V et -3V. Une sortie redressée fournissant 1.4V est ici non utilisée. 

L'odeur caractéristique d'un condensateur chimique en mauvais état se dégageant du mutateur a conduit à changer d'office tous les condensateurs de filtrage. Ces derniers ont été vidées afin de conserver l'enveloppe extérieure dans laquelle un condensateur de très haute qualité est inséré dans un calage en carton. Les deux extrémités sont fermées à la colle thermofusible afin de faciliter un démontage si besoin est.  Une CTP cassée est remplacée par une CTP de valeur proche que j'avais en stock.

Après vérification, le mutateur est mis sous tension avec les sorties anodes et filaments chargées par des résistances: tout fonctionne immédiatement avec ce sifflement caractéristique de ces convertisseurs. Les tensions de polarisation sont cependant un peu faibles et mettent plus de 10 secondes pour atteindre leur valeur maximale. Le relevé du schéma montre que ces tensions sont obtenues à partir d'une tension stabilisée par Zener de -5V avec un résistance marquée 2.7ko mais mesurée à 3.2ko alimentant deux condensateurs via deux résistances de 82ko avec, pour la ligne de -1.5V, une résistance chutrice en amont. Le temps de charge du condensateur est de l'ordre de 9 secondes ce explique le temps de montée du la tension constaté. La consommation sur les rails de polarisation est suffisamment faible pour ne pas décharger les condensateurs. Les tensions de polarisation redeviennent correctes après l'installation d'une résistance en // sur la 2.7ko afin de redonner une valeur dans les normes.

Après contrôle de l'absence de tout court-circuit sur les rails d'alimentation coté récepteur, le mutateur est raccordé, alimenté et le récepteur mis sous tension. Quelques secondes à peine après, un souffle est audible et les tensions sont toutes correctes: le récepteur reprend vie. 

Le bon fonctionnement est confirmé avec le générateur connecté sur les entrées antennes. Attention: les entrées ne sont pas les mêmes sur le connecteur en fonction de la gamme. N'ayant pas remarqué cela sur le schéma, j'ai tout d'abord cru que les trois bandes hautes étaient désalignées. 

Il m'a ensuite fallu dégripper l'axe de commande du volume, lequel pilote aussi la CAG en mode manuel. Au regard de la longueur du canon de fixation, de l'impossibilité de dégripper l'axe malgré plusieurs tentatives avec force de WD40 et de chauffe du canon, la meilleur solution - hors de le démontage risqué de ce double potentiomètre - a été de percer trois trous d'un millimètre perpendiculairement au canon afin de pouvoir lubrifier l'axe tout en le chauffant.

Le raccordement sur une de mes antennes HF confirme l'excellent fonctionnement de ce petit gonio HF, du moins dans sa fonction réception, car il me reste à fabriquer le cadre.

A noter: le fond noir sur les disques d'aluminium derrière les commandes a tendance à se désagréger au simple touché. J'ai donc numérisé ces derniers dans l'attente de trouver une solution peut-être via la réalisation de décalcomanies à l'imprimante. 

Les modifications apportées sur ce modèle pour rendre l'antenne mobile sont assez simples: un disque en époxy portant deux pistes est installé sur la base. Le plateau de l'antenne vient se positionner sur l'axe au dessus de ce disque. Deux balais frotteurs assurent la liaison du cadre vers la base. Un disque gradué permet le relevé de direction.

 

A suivre pour un test de relevé de direction en grandeur réelle...

Plath: Dépannage d'un SFP5000 - 2

Le dépannage du SFP 5000 se poursuit avec la remise en état du mécanisme d'étalonnage automatique. Le principe de fonctionnement de ce dernier consiste à déconnecter périodiquement les trois entrées du goniomètre de ses antennes pour les connecter sur la sortie d'un générateur dont la fréquence est celle de travail du goniomètre.

Ce générateur est constitué d'un ensemble d'étages permettant de sélectionner l'harmonique 40 du signal de référence de 1MHz et de mélanger celle-ci avec la fréquence de sortie du synthétiseur dont la fréquence de travail est supérieure de 40MHz à la fréquence de réception. On obtient aussi une porteuse sur la fréquence de travail.

Ce même signal de référence de 1MHz permet de générer par ailleurs la fréquence de 49MHz nécessaire pour le second étage FI à 9MHz, la première FI étant à 40Mhz. Fonctionnant parfaitement en mode 'manuel', le mécanisme d'étalonnage était inopérant en mode automatique. Ne disposant pas des schémas, la reconstitution de ceux-ci a permis de mieux appréhender la logique de ce mécanisme.

Une base de temps constituée par un flip/flop attaque une logique de mise en forme d'une impulsion de 180ms laquelle pilote à son tour l'étage d'attaque des relais via une série de transistors. Cet étage assure l'inversion du signal d'attaque de l'un des relais.

Le temps de bascule du flip/flop est de l'ordre de 50s et la constance de cette période est assurée par des transistors spécifiques (TAA320) offrant une impédance d'entrée très élevée. Ces transistors sont en réalité constitués d'un FET attaquant un transistor bipolaire, le tout dans un même boîtier TO92. L'étude du fonctionnement de ce flip/flop a montré qu'il ne fonctionnait pas, le coupable étant l'un des transistors. Son remplacement n'a rien changé quant au résultat final. 

La simulation de l'ensemble sous LTSpice a permis de confirmer son bon fonctionnement théorique mais une tension d'attaque particulièrement faible du transistor d'attaque. L'analyse plus approfondie du schéma et de la carte a mis en évident une erreur manifeste dans la résistance d'entrée de ce transistor, résistance trop élevée d'un ordre de grandeur.

Cette résistance n'étant pas du même modèle que les celles installées sur tous les circuits, il se pourrait que ce problème provienne d'un dépannage et d'une erreur dans le choix de la résistance. Après remplacement par la valeur calculée, le mécanisme est redevenu totalement opérationnel. Les travaux de remise en état sont cependant loin d'être terminées, les premiers essais ayant mis en évidence un probable problème dans les étages de réception.

A suivre donc ...

Plath: Dépannage d'un SFP5000 - 1

Le système de goniométrie PLATH 5000 est constitué de deux unités: 

- le système de réception et d'affichage (SFP 5000), 

- un synthétiseur permettant de définir la fréquence d'analyse (FDK 5000). 

Un de mes amis - merci Bruno - m'a donné une unité de réception à laquelle manque, hélas, le synthétiseur et le manuel de service de l'ensemble. Disposant cependant du manuel d'utilisation et d'un synoptique de l'ensemble, il a été assez facile de déterminer les caractéristiques précises du synthétiseur et de comprendre son raccordement à l'unité de réception. 

Le test de cette unité a donc pu être effectué en s'appuyant sur un générateur 1Mhz et un synthétiseur couvrant la gamme de 40 à 70Mhz. Un synthétiseur dédié est en cours de réalisation qui fournira la référence 1MHz et l'oscillateur variable. Celui-ci s'appuie sur un Si5357, un arduino Nano et un afficheur OLed.

Hélas, comme presque toujours, le système de réception s'est avéré ne pas fonctionner. Une première analyse montre que la chaîne de génération de l'oscillateur local (sortie à 49MHz) à partir de la référence 1MHZ est en défaut. 

Le synoptique général permet de comprendre le fonctionnement de cette chaîne sans toutefois en permettre le dépannage. Un appel à la communauté a rapidement permis d'obtenir les schémas correspondants à cette chaîne - merci Marco - la documentation de service étant trop volumineuse pour être numérisée simplement (si quelqu'un dispose d'une numérisation de cette documentation, je suis preneur). 

Le principe ici retenu est celui de la sélection des harmoniques générées à partir de la fréquence de référence convertie (IC75) en un signal carré. Une premier étage (5550-1611) suivi d'un filtre (5550-1612) permet d'extraire l'harmonique 7 soit un signal de sortie à 7MHz. Un second étage (5550-1613) permet d'enrichir ce signal pour en extraire (5550-1614) de nouveau l'harmonique 7 soit un signal de sortie à 49MHz. Ce signal est filtré par un quartz (5550-1615) avant d'être fourni au mélangeur. Son amplitude est maintenue constante par une boucle de retour constituée d'un détecteur de niveau agissant sur le second étage de la chaîne.  Il est intéressant de constater que ce procédé est abandonné au profit d'une synthèse de fréquence dans une version plus récente de ce même équipement.

Faute de documentation, le dépannage a consisté à vérifier les étages un par un en remontant la chaîne. Le bloc complet est extrait de l'équipement, le test ne nécessitant rien d'autre qu'une alimentation (17.5V) et l'injection d'une référence 1MHz à 8dBm. 

La référence 1MHz est bien transformée en un signal carré. Un très faible signal est présent en sortie du filtre de 7MHz mais il est centré sur 6Mhz. 

Le filtre semble avoir été déréglé, peut-être lors d'une tentative de dépannage précédente. 

Les pots sont démontés puis passés au pont LCR confirmant un accord sur 6MHz (6.7µH). Un préréglage est donc effectué sur le pont (5.2µH). Après remontage des pots, le signal de 7MHz est présent en sortie du filtre. Le réglage du filtre peut alors être affiné. Le filtre 49MHz est ensuite contrôlé à l'aide de l'analyseur scalaire après avoir enlevé le MosFET d'entrée (T803) et de sortie (T804). Le filtre est lui aussi légèrement décalé. Son réglage est repris. 

Le bloc est remis sous tension et la chaîne de nouveau tracée mettant en évidence l'absence de tout signal en entrée du filtre 49MHz. De fait, le MosFET (T802) assurant la distorsion du signal de 7MHz pour générer les harmoniques ne semble pas jouer son rôle. La tension sur la boucle d'asservissement est mesurée (2.1V) puis la boucle est déconnectée. 

La seconde grille du MosFET (T802) est connectée à une alimentation ajustable pour simuler cette boucle. Un signal présentant toutes les harmoniques voulues apparaît rapidement en augmentant cette tension (3.1V). Tous les réglages sont alors repris en maintenant fixe la tension d'asservissement jusqu'à obtenir le niveau requis (80mV) sur la sortie 49MHz. La boucle est ensuite reconnectée et son niveau ajusté pour obtenir les mêmes conditions. 

L'asservissement est contrôlé et reste efficace pour une référence de 1MHz variant entre -12dBm et +9dBm. Il sera probablement nécessaire de reprendre ces réglages conformément à la procédure définie par PLATH lorsque je mettrai la main sur celle-ci. En attendant, je considère cette chaîne est de nouveau pleinement fonctionnelle. Il va maintenant falloir vérifier la chaîne de mélange.