TX-RX Laser FM 100 Khz

jojojo a écrit:Allez, c'est parti.
Le transmetteur, schéma :

]

Bon, la prise de son s'effectue via un classique micro electret, alimenté par R1.
Juste derrière, la cellule de pré-accentuation, calculée pour +/- 1Khz. (ben oui,
on ne fait pas de HI-FI, là. Tout dans l'efficacité !).
C1, C2, R1 et R3 autour de IC1A fixent la fréquence du passe-haut.
Suit une petite amplification classique, autour de IC1B. Le gain est réglable,
via R7.
Là, ça se corse un peu. IC2A est cablé en ampli à gain variable (via T1 et C16).
IC2B, lui, va encore amplifier le signal, afin de pouvoir redresser celui-ci, et
de commander le gate de T1.
Résultat des courses : plus le signal est important, plus la tension (négative)
sur le gate de T1 est importante, moins celui-ci conduit.
Ben ... c'est un compresseur.
Interêts de la chose :
- Pas de risque de sur-modulation, au niveau du VCO
- Meilleure compréhensibilité en cas de bruitage de la transmission.
Au point A, on dispose donc d'un signal vocal "propre", et à amplitude bien
controlée (20mV).
Ce signal attaque l'entrée de commande du VCO de IC3,CD4046 (Ici, on n'utilise
que le VCO de ce circuit).
Vu que la sortie de ce VCO (br 4) ne me plaisait pas trop, en termes de forme de
signal, on tamponne vigoureusement, avec 4 trigger de schmidt,
c'est IC4, un CD4093.
Là, c'est tout propre, et on peut commander le gate de T2 (IRL540N, très
largement surdimenssionné, mais on y reviendra).
Alors, ici, c'est un peu plus complexe.
L'idéal, serait de commander le module laser en tout ou rien. Oui mais ...
Une diode laser a un courant de "coude". En dessous, elle ne s'allume tout
simplement pas. Et, pour atteindre ce seuil, il faut "un certain temps".
Ca va pas, ça ! Nous, on veut moduler la chose à 100 Khz.
Voilà l'astuce : On ne va tout simplement pas la laisser s'éteindre, entre deux
impulsions de commande.
Juste baisser de 70% son courant de fonctionnement.
C'est le rôle de T2, R17 et R18.
Pour T2, quand VGS=Vss, RDS=0 (ou presque, pour les puristes). R17 et R18 sont
purement et simplement court-circuitées.
Le module LD705 va donc fonctionner entre 30 et 100% de sa capacité. Comme il ne
s'éteint pas vraiment, plus de délais de coude d'amorçage, on
peut "à l'aise" atteindre les 100 Khz.
C17 améliore passablement la forme du signal aux bornes du LD-705.
Bon, ça suit toujours ?

Vous remarquerez un inverseur "phonie-data's", entre IC3 et IC4. Des fois, que
plus tard, avec un CAD, mais bon ... pas maintenant.

Un mot sur IC6. Mes anciens essais de liaison, dans les années 80, m'ont appris
qu'un signal de test était plus que nécessaire, lors des "pointages". C'est le role de ce CI.
IC6A est cablé en multivibrateur "lent" (+/- 0.5s) et il commande,
alternativement IC6B et IC6D, eux-même cablés en oscillateurs, 1 Khz pour IC6D et ...
ce que vous voulez, entre 500 et 1500 Hz pour IC6B (fonction du réglage de r20).

En prélevant les signaux ainsi générés, en 6 et 13 de IC6, il est relativement
simple de "sinusoidaliser" (ouf, je l'ai dit) tout ça via deux simples réseaux RC.

Au point milieu de R26-R27, on dispose de deux fréquences BF, bien identifiables
à l'oreille, pour les réglages de pointages (bon, si vous pensez a basculer l'inter bip-bip, hein !) .
Sinon, l'alim est simple, D1 pour la sécu polarité, c10,c11,c12,c13 pour le
filtrage et la stabilité, et IC6, pour la régulation.

Le recepteur, schéma :

]

Alorsss,
Le capteur, photodiode D1 (BPW34 ou SFH250, on y reviendra) est connecté à
l'amplificateur cascode, constitué des FET T1 à T4.

Cette structure se caractérise par un gain très important, et une bonne
linéarité, même sur des signaux d'entrée élevés. Ce choix nous permettra même de
se passer de CAG !

Vous remarquerez la mise en paralelle des FET, deux par deux. Le défaut des
cascodes, c'est que pour atteindre un point de fonctionnement optimal,Vds doit
être assez important, pour assurer un Ids optimal. Ici, avec nos "pauvres" 8 V
d'alim, Ids ne dépasse pas 3 mA, très insuffisant.

La mise en paralelle des FET résoud ce problème, et le courant est ajustable, via
AJ1, jusque +/- 8 ma. Là, c'est parfait.

Deux circuits accordés (L1 -C2 et L2-C1) fixent la fréquence d'entrée à 100 Khz.
Si vous disposez d'un LC-métre, n'hésitez pas a apparier ces composants (1 mH et
2.2 nF)

Afin de parfaire la sélectivité, et donc de baisser le facteur bruit, cet étage
d'entré est suivi d'un filtre passe bande (100Khz) à flancs raides, cablé autour
de IC1A. Le calage précis est assuré via AJ2. IC1B tamponne la sortie du filtre.

Derriere IC1B, le signal est acheminé simultanément vers :

-IC2B en commande de redresseur de tension pour le S-Métre, constitué de IC8, et
de son afficheur à LED's. IC8 est un LM3915 (et PAS 14 !). L'affichage sera donc
logarithmique, bien plus pratique, grace au "tassement" d'échelle.

-IC2A, pour l'attaque de IC7, une PLL XR2211. Le choix de ce circuit s'explique
par sa très grande dynamique d'entrée (30 mV d'entrée lui suffise, mais 5v ne la
perturbe pas ! Merci Exar !)
Le calage du VCO (100 Khz) s'effectue à l'aide de AJ4.

Un pré-filtre passe-bas est constitué de R18-C14, et comme une haute impédance
d'entrée est nécessaire à la sortie de la PLL, on tamponne, via IC3A.
Suivent deux cellules passe-bas (Sallen-Key) avec IC4A et IC4B.
Voilou, plus qu'un petit LM386 (IC5) pour l'audio, et c'est bon.

Quelques mots, sur la réalisation, et la mise au point.

A ne pas faire :
-Zieuter bêtement le laser, les "yeux dans les yeux". Dégat rétiniens assurés !
(si, si, même à 5 mW !)
-Tenter une mise au point avec la même alim TX-RX.
-Tenter une mise au point avec le RX à moins de 10m du TX.
La " tête HF" est extremement sensible !!! Le simple fait de connecter 15 cm de
fil de cablage sur le gate de T2 vous permet "d'entendre" le TX à plus de 15 m !!!

A faire :

-Utiliser un géné 100 Khz, avec une attenuation permettant de descendre à 1 µV
crête (ajoutez un attenuateur en PI, en sortie, éventuellement).

-Déterminez la fréquence exacte de resonnance des circuits LC (le TX sera alors
"calé" là-dessus)

-Alignez le filtre passe-bande sur cette même fréquence.

-Le XR2211 ne tolère PAS la mesure directe de sa fréquence VCO (même en haute
impédance). Mais, la note d'appli est suffisement claire, pour calculer les
paramétres au mieux. Mes calculs donnaient 37 k pour la resistance de VCO. On est
pile-poil dans les clous.

- Ne pas omettre C16 et C17. Le LM3915 est très bruyant, sinon. Là aussi, la tête
HF l'entend bien.

-Régler progressivement le courant de cascode. Sur le proto, la meilleure
sensibilité est obtenue autour de 5 mA.

Bon, allez, c'est l'heure de l'apéro, les CI's et l'optique, se sera pour un peu
plus tard.
A +

jojojo a écrit:Hello,

../..

Alors, le delta F est de +/- 1.5 Khz (a la reception, les cellule Sallen-Key ne laissent quasiement rien passer, au dessus de 3 Khz).

Pour le calcul du PB, la note d'appli de chez Exar est remarquable de clareté (c'est pas toujours le cas).

J'ai exactement respecté les spécif's. Ca marche !

La PLL décroche en dessous de 3 mV d'entrée !

Sans le laser, (juste en HF, donc), avec 15 cm d'antenne sur le FET, et sans antenne sur le TX, je dois m'éloigner de 20 m, pour la faire décrocher.
Ce CI c'est que du bonheur !

Bon, sinon, j'ai retrouvé dans mes armoire une optique de 175 mm de dia, avec une focale de 750 mm.
Un peu de mécanique pour ajuster tout ça, et voilà une excellente "antenne" pour le RX.

Photos suivent.

A +

jojojo a écrit:Hello,
Allez, quelques photos, comme promis.
le diffuseur, qui sert d'attenuateur au faisceau laser, pour essais à courte distance.
On distingue le point rouge du rayon.


L'optique, à venir:


Le rx, dans sa version actuelle (pas beau, mais marche bien !) :


Et le Tx :

Bon, on va mettre tout ça sur CI, en reflechissant bien aux contraintes matérielles.
A +

jojojo a écrit:Hello,
Alors, aujourd'hui, reflexion ET action, sur la "mécanique" du TX.
L'important, là, c'est d'être PRECIS !
Donc, on peut consacrer une journée a bosser correctement (en clair, à 5/100 de mm au tour, je suis limite, là.)
Tout va être dans la précision de la visée. Donc ... On s'y met.

Allez, les photos, ça parle plus :














Bon, si vous avez de bonnes idées pour améliorer (genre systèmes de calage à quelques mRadians, connu des seuls passionnés du ciel ...)
je suis toujours preneur.
A + pour la suite du "fusil qui tue pas".

jojojo a écrit:Hello,
Bon, peu de commentaires, juste des photos. C'est surtout pour vous montrer
qu'avec peu de choses, on peut faire des trucs bien interressants.
Pour info, et bien que hors-sujet, je compte bien modifier cet engin, avec une petite optique en focale,
une cam CCD, et un petit écran LCD.
Ca me fera une belle lunette.
Allez, pour l'instant, voyons comment faire pour le RX Laser :
Comment former les cylindres:

Réduction de diamètre :

Et :

On en remet :

Premise en p^lace de l'objectif :

La chose sur la monture (rudimentaire, pour l'instant) :

Autre vue :

Vue de face :

De l'autre coté, avec le cylindre de réglage de focale :

Premier test, le laser est à 100 m :

La mesure en site (on ne vit pas le tx, trop loin) :

Retour à l'atelier, pour une petite vue d'ensemble :

Petit détail de la monture :

Allez, une dernière, pour la route :


Bon, premières impressions.
Tous les tests ont été fait à +/- 100 m. Avec l'optique, l'attenuation, à cette distance est quasi-inexistante.
Par contre, le pointage est déjà délicat.
Sympa ce truc, je continue.
A +

jojojo a écrit:Allez, petits boulots de ce matin , l'ajustement de focale.
Rien de sorcier, juste un peu de mécanique soignée.
Photos :

La pièce en gestation :


Une fois assemblée :


Vue en place :


Encore :


Et encore :


Résultat, mouvement très doux, et très précis.
Ca avance, ça avance.
A +

jojojo a écrit:Alorsss,

Petits tests (décevants, pour l'instant), avec une cam CCD en focale :

La cam (Démunie de son optique, évidement) :



Le véhicule, à 30 m :



Et sur le moniteur (désolé, je dois le prendre de biais, sinon, vilaines lignes de balayage) :



Bon, c'est pas du temps perdu.

Avec un miroir semi-transparent, ça permettra de caler le faisceau, sans s'abimer les yeux.

Et en plus, c'est sensible aussi à l'infra-rouge (On sait jamais, hein, avec un CO2).

L'aventure continue.

A +

jojojo a écrit:Alorsss,

C'est reparti, voici les détails de la réalisation du RX, et de son adaptation à l'optique.

J'ai fait un peu compliqué, mais voulais absolument "standardiser" le couplage de l'optique, pour pouvoir y connecter d'autres trucs (cam, apn, RX AM, oculaire etc ...).

Allez, en images.

Typon :



Etapes de la réalisation :













Voilou.

A +

jojojo a écrit:Bon, on continue.

La réalisation du TX.

Typon :



Cablé :



En boite, avec support, laser et lunette :



Voilà.

Ca se termine.

En début d'après midi, j'ai fait quelques tests, à 100 +100 m (avec un catadioptre, sur ma boite aux lettres, à une centaine de mètres.

Ben ... c'est tout comme à cinq mètres !!!

La lumière du jour ne gène absolument pas, pas plus que les "sources" à 50 Hz.

Ce soir, je tenterais un essai longue distance, par réflexion sur le mur du chateau d'eau de mon bled.

Il est peint en blanc, mais à plus de 2 bornes, quand même, ça fera 4 Km.

Je suis confiant.

A +

jojojo a écrit:Ben, voilà, liaison réussie !

J'ai mis une bonne demi-heure à "caler" le RX. L'alignement est franchement ardu.

Malgrè le faible albédo du revétement (peinture +/- blanche), le faisceau revient à S9, une fois bien calé.

En vue directe, et sans brume je suppose des portées à l'aise au dessus des vingts bornes.

Le gros problème, ça reste les supports.

Prochaine étape (dans un autre post), un RX en modulation d'amplitude, histoire de voir ce qui se passe, en braquant la chose sur une vitre derriere laquelle des gens causent.

A +