EMETTEURS /RECEPTEURS  A SYNTHESE de FREQUENCE.


L'oscillateur LC  de la Fig. 1 change facilement de fréquence, mais il "glisse". L'oscillateur à quartz  de la Fig. 2  ne glisse pas, mais impose l'échange du quartz pour une modification de fréquence.
Cet échange, acceptable parfois, est évidemment intolérable s'il doit se faire souvent ou surtout s'il faut pouvoir disposer très facilement de nombreuses fréquences différentes.
Les électroniciens HF ont été longtemps confrontés à ce dilemme. Heureusement, les avancées spectaculaires de l'électronique digitale ont permis, depuis une bonne vingtaine d'années la résolution
catégorique du problème : C'est la SYNTHESE de FREQUENCE. C'est très simple, il suffit d'associer l'oscillateur LC et .... le quartz. Voyons cela en Fig. 3.

      Ci-contre Fig. 1 : L'oscillateur LC    

  à droite Fig. 2 : L'oscillateur à quartz

               Ci-contre  Fig. 3

          La synthèse de fréquence

Au départ un oscillateur LC, donc variable mais instable. La fréquence est déterminée par L et par une VARICAP  ( diode à capacité réglable par tension continue ).
L'oscillation générée F est envoyée dans un compteur numérique C1 qui la divise par un facteur donné N. La sortie du compteur C1 délivre donc F/N.

Par ailleurs un oscillateur à quartz très stable fournit une fréquence de référence quelconque Fr . Cette fréquence est divisée par R à l'aide d'un second compteur C2 dont la sortie délivre par
conséquent Fr/R

Les paramètres sont choisis de manière à ce que F/N soit égal à Fr/R. Par exemple : Oscillateur LC sur 72250 kHz, divisé par N choisi à 14450 donnant sortie de C1 à 72250/14450 = 5 kHz.
Quartz de référence choisi à 8000 kHz, divisé par 1600 donnant sortie de C2 à 8000/1600 = 5 kHz également. Bien sûr, ce dernier 5 kHz est STABLE et le premier est INSTABLE ... pour le moment !

Envoyons les deux 5 kHz dans un comparateur Cp capable de délivrer une tension d'erreur Verr laquelle dûment filtrée est appliquée sur la varicap dans le BON SENS. Alors, dès que le comparateur
constate le moindre décalage de phase entre les deux 5 kHz, il corrige la tension de varicap pour ramener la fréquence F à la bonne valeur.
Et voilà la fréquence F VERROUILLEE sur celle de référence Fr. Elle en a maintenant la stabilité et la précision.  Les corrections se font à la fréquence de 5 kHz, il y en a donc 5000 par seconde !!

Oui, me direz-vous .... et pour changer de fréquence ?

Eh, bien, c'est très simple. Le compteur C1 est programmable. Son facteur de division N peut varier d'unité en unité dans de très larges limites, par ex. de 40 à 65535. Pour le moment nous avons retenu 14450, mais supposons que nous modifions cette valeur en programmant 14428. A l'instant initial du changement, la fréquence F de 72250 donne à la sortie de C1 : 72250 / 14428 , soit 5.007624 kHz. Le comparateur constate immédiatement l'écart à 5 kHz et délivre une tension d'erreur en conséquence, laquelle agissant sur F la fait baisser jusqu'à retouver 5 kHz pile en sortie C1. Mais alors F est devenue 14428 x 5 = 72140 kHz : Notre oscillateur a changé de fréquence. Notons que si on change de 1 unité seulement la valeur N, par ex. de 14450 à 14451, on passe de 72250 à 14451 x 5 = 72255 kHz. Dans ces conditions, nous constatons que le changement de fréquence se fait de 5 en 5 kHz. On dit que le PAS de synthèse est de 5 kHz. Il est égal à la valeur choisie pour la sortie du compteur C2.

La programmation de C1 peut se faire en parallèle, avec des roues codeuses, par ex. mais, à l'heure présente, elle se fait presque toujours en série, un micro-contrôleur se chargeant de gérer l'opération.

 Avantages de la synthèse :

- Avec un seul quartz de référence ( et de valeur arbitraire ) on couvre TOUS les canaux d'une bande de fréquence.

- Les fréquences obtenues ont la précision et la stabilité de la référence. Si la fréquence est exacte sur un canal, elle l'est sur tous.

Défauts de la synthèse :

- La couverture de bande est numérique et non analogique, ce qui veut dire que la fréquence évolue par incréments, par pas et non d'une manière continue. Cela est surtout vrai pour les synthétiseurs simples. Des montages plus complexes permettent de réduire le pas à des valeurs assez faibles pour donner l'illusion de la continuité : générateurs HF de laboratoires, transceivers de trafic ... Bien entendu, pour de nombreuses applications, ce défaut est presque une qualité : radio-téléphones, nos émetteurs RC ...

Enfin, un défaut qui explique peut-être l'absence de cette technologie dans nos matériels RC : C'est un peu plus cher !

 Mais le SUPERTEF  exploite évidemment à fond la synthèse de fréquence.

Il peut être équipé de deux types de platines HF :

 

  Ci-dessus   le RECTO et le VERSO
           de la platine HF9-3

        Ci-contre , une platine  HF10
             en cours de réalisation
  On distingue bien les 2 modules HF


    Détails sur ces platines auprès de l'auteur