Antenne: WL1030 - 11

La seconde version du préamplificateur WL1030 adapté à une double antenne boucle est terminée. Les modifications apportées à la première version portent principalement sur le bobinage des transformateurs d'impédance ainsi que sur la réalisation d'un circuit imprimé portant les alimentations lequel vient se fixer sous le circuit imprimé du préamplificateur.



L'ensemble donne les résultats attendus sur le banc d'essai mais la neige empêche les essais en grandeur réelle avec la boucle de test.

   
Il me faudra donc attendre encore un peu pour qualifier cet ensemble, le temps donc d'améliorer la construction mécanique de la boucle.

Antenne: WL1030 - 10

Les mesures faites à l'analyseur d'impédance m'ont conduit à modifier les bobinages d'entrée et de sortie du préamplificateur: deux tores empilés pour l'entrée et la sortie, et modification de la répartition du bobinage deux fils en main sur le tore.

Le tore d'entrée - à gauche - est assez facile à réaliser avec un rapport d'impédance de 1/1 (8 tours de chaque coté) et un point milieu de chaque coté. Celui de sortie - à droite - demande un peu de travail avec un rapport d'impédance de 1/2 (6 et 8 tours) et un point milieu sur l'un des cotés.

Et voilà, les nouveaux bobinages ont remplacé les précédents sur la plaque d'essai. Les mesures de gain suivront ce week-end.

Antenne: WL1030 - 9

Le préamplificateur destiné à l'antenne Ferrite BBH150 est enfin terminé et fonctionnel. Quelques mesures complémentaires ont permis de valider la qualité de l'ensemble avant d'intégrer le préamplificateur dans la base de l'antenne. La photo suivante met en évidence le problème posé par la proximité de l'émetteur de Villebon, 864kHz/AM.

La directivité de l'antenne apparaît parfaitement sur les mesures effectuées à l'aide d'un mesureur de niveau. Une différence de 0.6dB dans le niveau reçu est mesurable pour une rotation de 1° par rapport à la direction de l'émetteur, ici en VLF.
 
Le schéma de la version définitive du préamplificateur est le suivant:

Antenne: WL1030 - 8

Le préamplificateur destiné à équiper l'antenne ferrite BH150 doit pouvoir être mis hors ligne facilement. J'ai pour celà réalisé un second circuit imprimé destiné à venir se placer sous le circuit du préamplificateur pour minimiser l'occupation, et supportant deux relais CMS assurant la commutation ainsi qu'un régulateur de tension à faible perte, un LM1117 CMS.

Une parfaite symétrie du circuit a été obtenue en montant sens desssus dessous l'un des amplificateurs opérationnels. Il est assez aisé de cambré les broches du boîtier à l'aide d'un lame plate. Une option que seule une réalisation amateur peut se permettre.
Les transformateurs d'entrée et de sortie ont été achetés tels quels à l'un des exposants de la dernière édition d'HamExpo. Passés à l'analyseur HP4192A, il s'avère qu'ils conviennent parfaitement offrant une excellente bande passante notamment en VLF mais aussi l'impédance de 50R attendue en sortie.
 
Je me suis cependant attaqué au bobinage d'un transformateur d'entrée constitué de deux tores empilés pour tenter de s'adapter au mieux aux caractérisques mesurées de l'antenne ferrite.
 
L'ensemble s'insère sans problème dans le logement ménagé au pied de l'antenne. Les mesures feront l'objet d'un prochain billet.

Antenne: WL1030 - 7

Les bons résultats de la mesure du préamplificateur m'ont amené à tester celui-ci sur l'antenne ferrite ARA BBH-150 pour laquelle j'avais réalisé, sans pouvoir bien le tester à l'époque, un préamplificateur utilisant un FET et un transistor suiveur. Préamplicateur que l'on devine sur le cliché ci-dessous, l'original ayant disparu avant que l'antenne n'arrive chez moi. A ce propos, si quequ'un disposait du schéma de ce préamplificateur...

Un premier test comparitif entre les deux préamplificateurs met immédiatement en évidence un abaissement notable du bruit avec la version à base d'amplicateurs opérationnels. J'ai donc décidé de réaliser une version simplifiée de la version destinée à l'antenne cadre, laquelle version comporte un relais permettant de commuter deux cadres.

J'ai donc rapidement tiré deux circuits-imprimés de cette version,et un circuit de la version intégrant un relais à la méthode imprimante laser et fer à repasser. A ce propos, après avoir testé plusieurs papiers, du papier photo au papier spécifique type BluePnP, j'ai adopté ce papier glacé de faible grammage utilisé pour les catalogues publicitaires. Les résulats sont meilleurs qu'avec tous les autres papiers !

Deux circuits car je voudrais comparer l'OPA846 utilisé dans la version de test et l'OPA847 offrant une meilleure bande passante. J'ai aussi profité de ce nouveau tirage pour disposer d'un peu plus de place pour positionner les transformateurs d'entrée et de sortie. La suite après avoir cablé les platines, bobiné quelques transformateurs et effectué les mesures.

Antenne: WL1030 - 6

Le logiciel de pilotage du HP4192A l'a permis de comparer deux préamplificateurs d'antenne Loop HF en tenant compte des caractéristiques spécifiques du transformateur d'isolation en entrée, transformateur requis pour garantir l'isolation de la boucle. Les résultats ont été importés dans une feuille Excel, et présentés sur un graphique.

La mesure corrigée est affichée en jaune, le premier graphique étant celui de la mesure du préamplificateur WL1030 utilisant deux OAP846 (schéma ici) et le second celui de la mesure du préamplicateur Elektor utilisant un FET BF981 suivi d'un étage d'adaptation d'impédance utilisant un 2N5109.

Les tests pratiques confirment ces mesures, le préamplificateur WL1030 donnant des résultats superbes sur une boucle simple en VLF mais aussi sur toute la gamme HF sans intermodulation malgré la présence d'un émetteur de très forte puissance sur 864kHz à quelques dizaines de kilomètres du lieu de mesure.

Antenne: WL1030 - 5

Ne disposant pas d'analyseur vectoriel, j'ai décidé d'utiliser l'analyseur d'impédance HP-4192A pour effectuer la mesure du gain des deux préamplificateurs de 0 à 13Mhz. Dans un premier temps, les valeurs seront relevées manuellement, le temps de modifier mon programme de pilotage pour acquérir automatiquement celles-ci et les injecter dans une feuille Excel.

L'entrée des préamplificateurs étant isolée, j'utilise un transformateur d'adaptation en entrée: un transformateur large bande bobiné sur un tore 6C5 pour les fréquences supérieures à 1Mhz et un  transformateur spécifique pour les mesures sur des fréquences inférieures à 1Mhz.
Les premières mesures sur le préamplificateur WL1030 montrent un gain démarrant à 10db à 20Khz et se stabilisant rapidement à 23db de 150Khz à 13Mhz. Il me faut cependant encore traiter le problème de l'adaptation d'impédance sur l'entrée du préamplificateur, la sortie étant, elle, en 50 ohms.

Antenne: WL1030 - 4

Je m'étais attaqué il y a 8 mois de cela à la fabrication d'une antenne loop pour la réception VLF, voire la réception LF et HF. J'avais pour celà réalisé un préamplificateur reprenant le schéma de l'antenne WL1030. Et comme souvent, d'autres travaux plus urgents, notamment avec l'arrivé de l'été, ont pris le dessus. Je profite donc de ces superbes journées d'automne pour finir tous les travaux extérieurs, dont notamment la réalisation de l'antenne loop destinée à tester ce préamplificateur.

N'étant pas destinée à rester en place, j'ai utilisé deux morceaux de tube PVC pour réaliser le support. Avec quatre tours de fil de cuivre souple de 4mm2, l'inductance mesurée est de 36.8µH. Si les résultats sont bons, je m'attaquerai à la construction d'un modèle plus solide cet hiver.

L'un des boitiers plastiques achetés pour trois fois rien à HamExpo va me servir de support pour le test du préamplificateur WL1030 (à droite sur la photo) et la comparaison des résultats avec un préamplificateur conçu pour une antenne loop (à gauche) dont le schéma est paru dans la revue Elektor il y a quelques années.



Antenne: WL1030 - 3

La réalisation des transformateurs m'a donné du fil à retordre au regard de la petite taille des tores que j'ai sélectionné parmis mes stocks. J'ai opté pour du fil à wrapper WG30 (0.2mm) gainé TEFLON que j'ai sous la main. Une matière glissante, difficile à travailler et ne permettant de bobiner deux fils torsadés.

Le transformateur d'entrée est donc bobiné en positionnant les deux enroulements face à face.

Le transformateur de sortie constitué de deux tores empilés est lui bobiné deux fils cote à cote.

Les tests à venir me permettront de vérifier le fonctionnement de l'ensemble.

Antenne: WL1030 - 2

Le câblage du prototype du préamplicateur avance. J'ai fait le choix de composants CMS 1206 assez faciles à souder. S'agissant d'un premier test, j'ai décidé d'utiliser dans un premier temps des OPA846, moins performants que les OPA847 mais aussi probablement plus dociles.

Je vais pouvoir maintenant m'attaquer à la réalisation des deux transformateurs. Deux options s'offrent: utilisation d'un tore (conception originale de la WL1030) ou d'un double tube (conception proposée dans la revue 'QRP NIEUWSBRIEF').

A suivre...

Antenne: WL1030 - 1

La nécessité de disposer d'une antenne VLF pour connecter mes récepteurs VLF m'a conduit à recherche une conception performante et ne prenant pas une place trop grande. J'envisage d'installer une antenne verticale de 8m chargée par une spirale comme celle présentée ici mais je n'ai pas encore eu l'occasion de trouver le tube ad-hoc.

Une recherche sur les antennes boucles m'a amené à découvrir une conception intéressante basée sur l'utilisation de deux amplificateurs opérationnels ayant des caractéristiques impressionnantes:  référence OPA847 de chez Texas Instruments.

Le schéma dont je me suis inspiré a été publié dans une revue Néerlandaise, une copie de l'article - en langue d'origine mais compréhensible - étant accessible ici. J'ai simplement, dans un premier temps, adapté le schéma de l'antenne WL1030 pour y ajouter un relais me permettant de commuter deux boucles qui seront positionnées à 90°. Dans un second temps, la largeur de bande étant annoncée très importante, j'envisage de modifier le schéma pour y ajouter un accord par diodes varicap. A suivre...

Le circuit imprimé a été tiré ce soir, et le câblage sera réalisé dans la semaine. Aimant la symétrie, j'ai opté pour une disposition peu conventionnelle, et encore moins industrielle: l'un des deux amplificateurs est monté 'sur le dos'. De cette façon, le position des composants est totalement symétrique.