J'ai
décidé la construction de ce préampli en
voyant le prix de ceux disponibles dans le commerce, qui d'ailleurs
ne couvrent pas forcément la bande météo
des 400MHz. En plus, le radioamateur a pour vocation de réaliser
et tester lui-même son propre matériel quand il peut
et si possible à un coût réduit (un PGA coûte
environ 2€ et l'ensemble ne dépasse guère 10€).Description
Le PGA-103 (Programmable Gain Amplifier) est un amplificateur à très large bande ( de 50MHz à 4GHz) et ne nécessitant pas de composants externes. Il présente à la fois une très grande résistance aux signaux forts et un faible facteur de bruit.
La sélectivité est assurée par un filtre SAW (Surface-Acoustic-Wave) référence RF1419D qui a une bande passante de 7,5 MHz centrée sur 403.5 MHz
Deux diodes PIN référence BA595 protègent l'entrée
J'ai choisi cette technologie car elle est simple à réaliser (moyennant quelques précautions) et ne nécessite pas beaucoup de composants.
Le schéma
Composants :
BNC châssis (élecdif réf: COVBM211) 2
C1 ; C2 ; C3 : 2,2nF
C5 : 1nF
C6 ; C8 : 0,1µF
C7 : 10 µF - 33V
C10 : 10µF - 63V
C4 ; C9 : 1nF (option)
D1 : led couleur, cms 1206
D2 : 1N4148 cms 1206
D3 ; D4 : BA595 option (protection contre l'électricité statique et la HF indésirable)
filtre SAW digikey réf : RF1419D
L1 ; L2 ; L3 : 220nH
R1 ; R2 : 22 ohm
R3 : 470 ohm
T1 : régulateur intégré 7805
U1 ; U2 : PGA103+ a souder en dernier
Réalisation
Le circuit est fait sur du circuit imprimé double-face FR4, il est impératif de raccorder le plan de masse recto/verso avec des rivets métallisé ou des queues de résistance.
Ses dimensions sont :107mm X 61mm. La figure ci-dessous est à l'échelle mais en cliquant sur elle on peut télécharger le fichier PDF qui contient sa représentation.
Les PGA103 doivent être soudés en dernier
Fonctionnement et résultats
La tension 12V d'alimentation doit être propre. Il faut éviter de prendre du 12 volts sur les blocs d'alimentation style téléphone portable ou sur des adaptateurs "moulés" qui délivrent plusieurs tensions possibles, il vaut mieux se brancher sur batterie ou sur une alimentation traditionnelle à transfo avec un bon filtrage secteur et non une alim à découpage.
L'utilisation d'une perle ferrite sur le câble d'alimentation est recommandée pour limiter le bruit dû à l'alimentation
Un tel préamplificateur, à cause de son très grand gain (de l'ordre de 38dB), peut se trouver saturé dans un environnement urbain pollué sur le plan radioélectrique (radios locales de la bande FM, GSM, WiFi...). Par contre en rase campagne il n'y a pas de problème.
Ce montage peut être suivi par deux ou trois récepteurs via un T ou double T pour faire une réception simultanée de plusieurs radiosondes en même temps sur une seule antenne (avec, bien entendu, une petite atténuation de 3 à 6dB par rapport au niveau initial selon le nombre de récepteurs)
Une chose importante : la consommation est de 200mA avec la led CMS et de 120mA sans led quand il y a 3.4 volts aux bornes du PGA.
Le gain d'un tel préampli utilisant un seul PGA est de l'ordre de 21 dB au lieu des 15 à 18dB rencontrés habituellement sur des produits commerciaux. Le facteur de bruit est de l'ordre de 0,5dB (plus de 1dB sur les préamplis du commerce). Ces 5 à 7dB de gain supplémentaires ne sont pas négligeables quand on cherche à retrouver un petit "cri-cri" sur le terrain ou à décoder une radiosonde à longue distance afin d'avoir son point de chute le plus précis possible.
Résultats et mesures : voir sur mon site.