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.