Contrôleur de ligne ou wattmètre simple.


 

Présentation :

Il eut été présompteux d'appeler cet appareil " Wattmètre / réflectomètre " non pas que la fonction réalisée s'en éloigne tant que cela mais simplement parce que les performances ne sont pas celles d'un wattmètre Agilent ou Bird. Le but à atteindre était de construire un appareil susceptible de contrôler la puissance transmise à l'antenne et la valeur de ROS en respectant les points suivants :

1 - être simple à construire et régler en ne demandant pas la fabrication d'une ligne coaxiale
2 - permettre une bonne approximation de la puissance et du ROS dans la gamme 0-100W - 2 / 30 MHz
3 - être évolutif et personnalisable en fonction des besoins.

 

 

Description :


Le schéma est d'origine Drake , c'est celui que l'on retrouve dans quasiment toute la gamme des boîtes de couplage (MN4, MN7, MN75)à quelques variantes près. L'appareil fait appel, pour la mesure du ROS à un tarage pleine échelle (commande SET). La tension " directe " est envoyée sur l'appareil de mesure par l'intermédiaire d'un bouton poussoir, à travers une résistance variable que l'on ajuste pour une déviation pleine échelle. Le fait de relâcher ce bouton relie le galvanomètre à la diode " réfléchi ", on lit ainsi la valeur de la réflexion, qui représente une partie de la valeur directe.

La mesure de puissance est réalisée en commutant l'appareil de mesure sur un réseau de résistances qui sont ajustées une fois pour toutes pour une gamme de mesure déterminée.

 

 

 

 

 

 

Réalisation

Celle-ci fait appel à un circuit imprimé, il est tout a fait possible de réaliser ce montage simple " en l'air " en s'inspirant de la méthode du " cafard mort ou écrasé " chère à nos amis américains. Afin d'éviter des soudages déssoudages nuisibles à la bonne tenue du circuit imprimé, il a été prévu des pastilles de sortie sur chaque côté des diodes, il faudra donc réaliser un cavalier, ceci sera vu en détail à la phase réglage. 


Réalisation du Transformateur :

Celui-ci est réalisé sur un tore T50/43, il comporte 18 spires deux fils en main.
Il conviendra donc de veiller à respecter la phase des enroulements. Le point représente le début de chaque enroulement, on comprend ainsi que la fin du premier sera connectée au début du dernier. Pour la réalisation, couper un brin de 80 cm de fil émaillé de 3/10 mm, le diamètre n'est pas critique, replier par la moitié. A chaque fois que vous passerez dans l'anneau, vous compterez une spire. En utilisant la partie repliée, réalisez maintenant 18 spires (pas critique) sur le tore. Décapez les extrémités et à l'aide d'un contrôleur universel, position ohmètre, repérez les enroulements et relier comme sur le schéma ci-dessus. La ligne reliant l'entrée et la sortie est réalisée en câble coaxial 6mm, la tresse est supprimée, à ce propos, câblez plus court que sur la photo qui représente le montage de test.



La capacité ajustable :

Il est souhaitable d'utiliser une capacité de qualité, pour des raisons de réglage et de tenue dans le temps. J'ai utilisé une capacité 10 pF type Aréna.

Les diodes :

Toutes les diodes fonctionnent dans ce montage, il vaut mieux utiliser par ordre de préférence des Schottky ( BAT41, HP2800), des Germanium (OA..), des silicium (1N4148). 

L'appareil de mesure : 

Utilisez un galvanomètre entre 50 et 300 µA. Si vous ne possédez qu'un appareil 0-1mA, il faudra diminuer la valeur de la résistance de 100 k
W.

 

  • le circuit imprimé vu côté cuivre tel qu'il devra être une fois gravé            

 

  • La dimension finale du circuit est de 62 x 60 mm                                         
 Implantation



Réglage :

En suivant ce mode opératoire, le réglage devrait aller très vite.


1 - Ne câbler ni le bouton poussoir "Set " ni l'inverseur " Ref/Fwd ", ni la résistance ajustable de 100 k
W
2 - Fixer arbitrairement l'entrée (TX) et la sortie (ANT) sur les connecteurs, et conservez une fois pour toutes ces positions. N'oubliez pas de câbler le cavalier qui va de la prise TX à la capacité variable.
3 - Connecter un émetteur sur une charge 50
W non réactive, insérer l'appareil de mesure entre l'antenne et le TX. Vous pouvez, pour contrôler, insérer également un wattmètre/reflectomètre de référence.
4 - Passer en émission en porteuse basse puissance et avec un contrôleur universel en position voltmètre continu, mesurer les tensions sur les cathodes des diodes. Vous devez mesurer une tension de l'ordre du volt sur une diode et rien ou quasiment rien sur l'autre. (la valeur est donnée à titre indicatif, celle-ci est dépendante de la puissance injectée, du couplage etc.). La diode sur laquelle vous mesurez la tension la plus importante est la diode " Fwd " (direct), l'autre la diode " Ref " (réfléchi).
5 - Câbler le bouton poussoir, le galvanomètre, l'inverseur " Ref/Fwd " , se positionner sur REF
6 - A l'aide de la capacité ajustable, amener l'aiguille à 0 ( dans la mesure ou votre charge fait bien 50
W et n'est pas réactive). Le réglage est très sensible. 
7 - Câblez maintenant la résistance ajustable de 100 k
W et établissez un cavalier entre la cathode de la diode " FWD " (direct) et cette résistance, l'autre extrémité allant sur la résistance de 15 kW. Basculez l'inverseur sur la position " FWD ", passez en émission et ajuster à votre convenance la déviation pleine échelle pour le niveau de puissance que vous souhaitez par l'intermédiaire de la résistance ajustable. Il ne vous reste plus qu'à établir votre propre échelle, le plus simple est de procéder par comparaison avec un autre appareil. Concernant la mesure de puissance réfléchie, vous pouver soit graduer en W, soit directement en ROS.


Concernant ce dernier point, WB6BLD a conçu un programme (meter121) de conception et impression de galavanomètre. L'ensemble a été traduit en français par F6ETI, ce qui rend le programme très simple à utiliser. Voici l'adresse : http://www.qsl.net/wb6bld/  
rubrique téléchargement.

Utilisation :

Pour mesurer la puissance directe, basculer l'inverseur sur FWD.
Pour mesurer la puissance réfléchie, basculer l'inverseur sur REF, passer en émission, maintenir le bouton poussoir enfoncé et à l'aide de la commande SET, amener le galvanomètre à pleine déviation.
Relâcher le bouton poussoir.

Résultats des mesures :

Perte d'insertion à 28MHz : 0,2 dB
Variation de puissance indiquée entre 3 et 29 MHz : 10%

 

Liste des composants :

 

Résistances

 

Condensateurs

 

 

 

 

1

56 W  -  1W

2

150 pF

2

470  W

2

1 nF

1

3,3 kW

1

10 nF

1

15 kW

1

2/10 pF variable

 

 

 

 

 

 Potentiomètre

 

Diodes

 

 

 

 

 1

 22 kW

 2

BAT 41

 

 

 

 

 

Résistances ajustables
 Divers

 

 

 

 

1

100 kW

 1

 Bouton poussoir 1RT

 

 

 1

Inverseur 1RT

 

 

 1

Galvanomètre 0-50 µA à 0-300 µA

1 Tore T50/43



 

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Conception-réalisation : Denis Auquebon F6CRP