Générateur RF

[André Zola]

Bonjour à  tous,
Je réalise actuellement un générateur RF que je voudrai le plus performant possible.
J'avance pas à  pas et brique par brique.
A ce stade la partie génération de fréquence à  ADF4351 tourne comme une horloge tant sur le plan logiciel que matériel. J'ai totalement refait le programme en C++ pour être libre pour toute évolution future. Le tout est déjà  intégré dans un chouette boitier sérigraphié selon mes besoins.
Je m'intéresse aux gammes 67,5 Mhz à  300 MHz en 3 gammes. Je pense avoir réglé le problème de 3 filtres (du 7ème ordre) commutables par relais (?). Mes derniers tests sont encourageants et espère obtenir un signal avec un taux de distorsion de moins de 1% sur toute la plage. (Ce n'est pas extraordinaire, mais c'est déjà  par mal). 
Aujourd'hui, je me pose deux questions auxquelles je ne trouve pas de réponses.
1° Je voudrai introduire une fonction wobulation pour faire de l'analyse de filtres. Si je choisis une plage qui recouvre 2 gammes, j'aurai à  chaque balayage, une commutation de filtre par relais, ce qui ne me parait pas très sain.
Peut-on traditionnellement commuter des filtres passifs autrement que par relais ? (CMOS? ou autre)
2° J'aimerai avoir en sortie, quelle que soit la fréquence choisie dans la gamme, une puissance de sortie paramétrée et constante. On trouve facilement des amplificateurs RF à  gain variables au pas de 1/2 décibel. Est il raisonnable d'intégrer de genre d'équipement dans une boucle de régulation (P, PI ou PID ?) tout en mesurant la puissance de sortie avec une mesure de puissance RMS RF (Ce dernier point n'est pas trop difficile à  réaliser semble_il et Bertrand a fait une super vidéo sur le sujet).
Voilà , entre autres, les deux points qui le "turlupinent" le plus en ce moment. Si quelqu'un a une idée, je suis preneur. Merci beaucoup pour cette lecture.

[loulou31]

Bonjour,

C'est un super projet et bravo.
Pour la régulation de niveau moi je ferai un truc analogique avec un ampli a gain variable ou un atténuateur variable commande par une tension continue. Pour la mesure de puissance il y a des circuits intégrés chez Analog Device qui donnent une tension DC proportionnelle à  la puissance de sortie en dB. C'est facile a mettre en oeuvre et assez plat vs fréquence.
Je suis un peu étonné de la notion de distorsion harmonique en HF, en général on donne plutôt le niveau de chacun des harmoniques en dB par rapport au fondamental. En effet il y a pas de distorsiometre HF. Maintenant du point de vue mathématique cette notion est valide qu'elle que soit la fréquence...
Bon bidouillages.

Jean-Louis

[papyblue]

Vous avez raison W1200, cette formulation n'est pas admise dans une spécification d'exigence : il faut des chiffres ! :)
Il faut même, à  ce stade de la conception savoir avec quoi on fera la mesure pour vérifier que l'objectif est atteint.
@André : il y a dans le forum un fil "photo de votre labo" , cela pourrait donner une idée de votre instrumentation et peut-être mieux orienter les réponses.
Bien sûr c'est vous qui voyez...

[loulou31]

Bonjour,

Attention ce circuit est un PLL et donc un circuit boucle pour verrouiller la fréquence.  Il n'est donc pas adapté à  une variation rapide de la fréquence contrairement à  ce que l'on pourrait faire avec un DDS ou un oscillateur libre. Ceci dit on peut toujours faire varier la fréquence point par point mais avec une période typique de quelques dizaines de ms....
Je suis un peu étonné de la distorsion si faible, car en dessous de 2GHz le signal en sortie est issu d'un diviseur par N et le signal ressemble plus à  un signal carre qu'une sinusoide.Ceci dit si on met un filtre passe bas qui atténue les harmoniques, on peut avoir un signal pur. Ceci pose le problème de la commutation de ce filtre vs la fréquence...ceci dit Hewlett Packard avait un générateur ( HP 8640) tres  performant pour l'epoque basé sur ce principe : génération d'un signal très pur de 250 a 512MHz par oscillateur a cavité et en dessous division par N suivi de filtres passe bas.

Oui le terme de performant est assez subjectif.....

JeanL-Louis

[André Zola]

Bonjour,
C'est vrai que le terme "performant" est extrêmement flou.
Vos remarque à  ce sujet m'ont poussé à  réfléchir.
J'ai regardé à  nouveau la vidéo 15 de Bertrand pour me fixer les idées. (Généralités sur les générateurs RF).
Ça y est, je suis à  peu près au clair.
Concernant la fréquence, à  mon niveau, je pense me contenter de la stabilité du quartz interne à  la carte de l'ADF4351. Si je suis gèné par cette stabilité, ce n'est pas trop compliqué de modifier pour s'adjoindre un système plus performant (stabilisé en température ? ) de référence.
J'ai opté pour un pas de 1000 Hz. Peut être serais-je plus exigeant à  l'avenir. (mais je peux encore modifier. Je suis 100% maitre du logiciel).
Quant à  la forme d'onde, pour moi, une pureté idéale est telle que je ne sois pas perturbé par les harmoniques. Avec mes filtres d'ordre 7, je devrai avoir sur l'harmonique 3 du signal carré au moins 40 dB d’atténuation. Ça m'a l'air pas mal mais est-ce suffisant ? Je ne sais pas. (en tout cas, à  l’oeil, c'est joli).
Concernant la régulation de la puissance de sortie, je voudrai mettre en oeuvre un système asservi mais je n'ai aucune idée de la performance que je peux espérer.
Ceci dit, après avoir regardé des vidéo de Bertrand, aucun espoir d'atteindre, même de loin les performances des "grands" générateurs RF professionnels. Je ne vise que les performances qui me sont indispensables pour bien travailler.
A ce sujet, Bertrand faisait allusion au Québec à  des appareils d'occasion à  quelques centaines de dollars. Ce que j'ai pu voir en France se comptait plutôt en milliers d'Euro. Si quelqu'un a une piste, je suis à  l'écoute.
A bientôt.

[André Zola]

Bonjour Jean-Louis,
Effectivement le filtrage du signal carré me préoccupe beaucoup en ce moment.
Les essais modulaires fonctionnent correctement. Par contre, je dois commuter (entrée et sortie) selon la fréquence 3 filtres d'ordre 7 pour toute la plage. J'ai pris l'option de micro-relais pilotés par le microprocesseur selon la fréquence, mais peut-être ai-je de mauvaises surprises à  attendre.
Ceci dit, si tout fonctionne bien je devrai dans tous les cas avoir plus de 40 dB d’atténuation de l’harmonique 3 (Dans ce cas l'harmonique 5 sera totalement étouffé). A l’oeil (mais aussi au tinySA), toujours en test modulaire (sans commutation) la sinusoïde de sortie est de toute beauté.
Merci pour votre commentaire ci dessus.
A bientôt.
André.

[loulou31]

Bonjour,

Oui 8640B. .....avec les anciens appareils HP il y a toujours une lettre en suffixe dont je ne me rappelle pas trop!
Oui j'en ai un 8640B que j'ai payé pas cher (100€)...


Jean-Louis

[loulou31]

Bonjour,


C'est vrai qu'en France le prix de l'occasion en instrumentation est bien plus élevé qu'aux USA ou Canada. Ceci on arrive à  flairer les bonnes affaires sur LBC ou eBay, mais il faut être patient. J'ai par exemple acheté un HP8656B dans les 300€. Il y a aussi les bourses de radio amateur.

Jean-Louis
Le HP8640 est aussi un sèche cheveux Philips!

[loulou31]

Bonjour,

J'ai lu un commentaire concernant la pureté du signal a l'oeil, ce que j'interprète a l'oscilloscope ? Si c'est le cas en fait un oscillo même avec un grande bande passante ne permet pas de voir les harmoniques d'un signal a plusieurs centaines de MHz. Avec un oscillo il faut un taux de distorsion de plus de 5% pour déceler une déformation de la sinusoïde. De plus il ne faut pas utiliser de sonde avec l'oscilloscope mais être sur 50 ohms a l'entrée de l'oscilloscope.
Le seule solution pour voir la pureté spectrale c'est bien d'utiliser un analyseur de spectre mais il faut qu'il ait une dynamique suffisante et un large bande. Pour regarder les harmoniques du 300MHz il faut un analyseur qui ait monte au moins a 1.5 GHz.
Concernant la vobulation a mon avis il ne faut pas un générateur qui fasse de la commutation de bande de taux de division en sortie ou de système a banque de filtres comme c'est le cas avec l'ADF 4351.
Si j'avais a faire cela je ferai un mélange d'un signal a fréquence fixe a 700 MHz et d'un signal a fréquence variable qui va de 700MHz a 1000MHz ce qui ferai en sortie de 0 a 300MHz (infradyne ou signal.difference)  En sortie il faut un filtre qui coupe au dessus de 300MHz qui attenue beaucoup a partir de 700MHz. Pas besoin de commutation ni changement de bande ni Switch de différents filtres. On trouve des modules mélangeurs passifs a un quinzaine d'euros. Après il faut trouver ou faire un bon filtre passe bas ce qui n'est peut être pas si évident....

Jean-Louis

[André Zola]

Bonjour Loulou31,
Eh oui, vous mettez le doigt sur mon problème. Je dispose d'un peu de théorie en RF mais de peu de pratique. En plus j'ai encore un matériel sommaire pour travailler (NanoVNA et tinySA pour l'analyse de spectre. Ceci dit j'ai un peu souffert depuis 3 mois, mais arrive, je pense aujourd'hui, à  faire des filtres (Chebyshev ordre 7 dans le cas qui me préoccupe) qui semblent enfin correctement remplir leur office.
Merci pour la précision concernant le sweep. Effectivement, j'avais un peu découvert dans un bouquin sur les émetteurs cet emploi spécifique de conversion de fréquence pour disposer d'une bande généreusement élargie et ainsi faire du balayage sans commutation de gamme. J'ai beaucoup lu sur la conversion de fréquence, mais aujourd'hui, n'ai pas encore eu l'occasion de la pratiquer. Je m'attends aussi à  pas mal de difficultés à  aller chatouiller le gigahertz. Ceci dit votre avis à  ce sujet me motive pour aller fouiller dans ce sens.
Bonne journée.

[loulou31]

André,

Je suis admiratif de vos résultats avec le matériel sur vous avez. Si j'étais près de chez vous je vous aiderai, en particulier si vouliez faire de la conversion de frequence var je connais bien le domaine pour l'avoir pratiqué.
Après vous pouvez rester comme ça avec des filtres commutes, de toutes façons vous ne pourrez pas balayer très vite avec ce type de synte.



Jean-Louis