3.2.3. Générateur de radio
fréquence
· Oscillateur BF
Les oscillateurs BF sont constitués par un amplificateur
(amplificateur opérationnel ou
transistor) sur lequel on effectue une réaction de la
sortie sur l'entrée au moyen d'un circuit RC. Le NE555 est un
oscillateur monostable. Il est composé de deux comparateurs de tension,
une bascule RS et un transistor pour la décharge.
> Etude du circuit NE 555
Figure 2.4. Schéma interne du circuit NE555
[11]
Le NE555 est composé de deux comparateurs de tension, une
bascule RS et un transistor pour la décharge. La composition est
très simple, mais c'est un circuit très efficace.
> Fonctionnement
ü Premier temps : Au temps T°, le
condensateur est déchargé. L'impulsion de déclanchement
(tension inférieur à 1/3 de "cc)
appliquée sur la borne 2 met le bistable interne en position «
charge », ce qui bloque le transistor ; la sortie est à
l'état haut.
ü Deuxième temps : Le transistor
étant bloqué, le condensateur se charge à travers la
résistance selon la loi :
"C = "CC r--e-Rtc]
(2.1)
ü Troisième temps : le comparateur
1 change d'état et ramène le bistable interne dans sa
configuration initiale, ce qui entraîne la saturation du transistor et le
décharge de C.
> Calcul de la fréquence d'oscillation
La fréquence d'oscillation de cet oscillateur est
déterminée selon la valeur de La capacité C, la
résistance Ra et la résistance Rb .
Le temps pour que la sortie de l'oscillateur soit au niveau haut
« H » et aussi pour qu'elle soit au niveau bas «L» est
déterminé comme suit :
Th =ln 2 *(Ra+Rb)*C1 ; niveau haut
Tl=ln 2
*Rb*C1; niveau bas
La période T =Th+Tl=ln 2*(Ra+2Rb) C1
1.44
La fréquence F = 1
h+ t =
(Ra+2Rb)C1
Pour notre cas on a Ra =Rb, soit C1 = 0.01uF, nous obtenons
,Ra=Rb=3.607K?
La courbe ci-dessous représente le signal à la
sortie de l'oscillateur NE555 (tension en fonction du temps).
Figure 2.5. Graphe des signaux V3 sur ISIS
· Les filtres
Le filtrage est une opération indispensable en
électronique. Elle assure la rejection des bandes ou des
fréquences indésirables dans un étage, la sélection
d'une bande ou d'une fréquence utile dans une autre. Les filtres sont,
généralement, composés des bobines, des condensateurs et
des résistances. Une étude préalable des courbes de
réponse des filtres s'impose avant leur utilisation dans un montage
électronique. La figure ci-dessous représente la réponse
d'un filtre passe bas sous ADS.
Figure 2.6. Schéma du filtre passe bas en forme
sous ADS
Figure 2.7. Réponse du filtre passe
bas
Le NE555 nous permet d'avoir un signal de fréquence de
200 KHz que nous l'avons limité à une bande de fréquence
de largeur 25MHz à l'aide d'un filtre passe bas. Nous avons besoin d'une
porteuse de 900MHz et d'une porteuse de 1800MHz (mêmes porteuses des
signaux émis par une BTS) donc, nous allons utiliser deux oscillateurs
HF et deux mélangeurs.
> Oscillateur HF et Mélangeur
Ces oscillateurs sont constitués d'un
élément actif, un transistor bipolaire ou un FET et d'un
réseau de réaction accordé sur la fréquence
d'oscillation [5]. Le réseau de réaction utilise des selfs et
condensateurs. Les selfs ne sont pas utilisées aux basses
fréquences car leur encombrement est trop important. Nous
intéresserons dans notre projet à la modulation d'amplitude qui
permet d'effectuer le mélange du signal BF avec le signal issu de
l'oscillateur HF. Nous utiliserons pour la réalisation de cette partie
le circuit intégré SA612 présenté par la figure
2.8.
Figure 2.8. Structure interne de SA612A [12]
Le SA612A est un circuit intégré
réalisant les fonctions d'oscillateur UHF de l'ordre de 900MHz et de
1800MHz. Il est reconnu pour son faible prix, sa faible consommation
d'énergie, son faible bruit et son gain assez important (voir data sheet
de SA612A).
Les caractéristiques de ce circuit sont les suivantes :
1' Gain de conversion : 4dB.
1' Facteur de bruit : N=5dB.
1' Niveau d'oscillateur local : entre 200 et 300 mV crête -
crête.
1' Application (téléphonie mobile, Emetteur
/Récepteurs VHF, convertisseur de fréquences HF...etc.).
Pour occuper la bande de fréquence [935_960MHz] et la
bande [1805_1880], il est donc indispensable de configurer le SA612A pour qu'il
oscille chacune des fréquences centrales:
F0 = Fmax + Fmin = 935 + 960 = 947.5
MHz.
2 2
|
F0 =
|
Fmax+Fmin
|
1805 + 1880
=
2
|
= 1842.5 MHz.
|
|
2
|
Il est indispensable d'associer à ce circuit un
système de régulation de fréquence commandé par
tension. Nous avons opté à L'utilisation d'une diode Varicap
reliée à un potentiomètre. L'analyseur de spectre nous
permet de voir la variation de la fréquence d'oscillation en ajustant la
valeur du potentiomètre . Le fonctionnement de la diode varicap est
décrit en annexe 1.
A l'aide du circuit SA612A nous avons obtenu une porteuse
900MHz, et avec un autre, une porteuse 1800 MHz. Ces deux signaux doivent
être amplifiés avant qu'ils soient émis, ses puissances
varieront selon le besoin, pour cela nous avons besoin d'un amplificateur de
puissance.
| 
