Les schémas :

 

Ils sont au nombre de trois, y compris celui de l'alimentation.

La réalisation a été scindée en deux cartes. La carte "générateur de 19 et 38 kHz" peut, à elle seule, être utilisée comme base de temps, pour la mise au point ou l'étalonnage d'un fréquencemètre par exemple. C'est une application possible parmi tant d'autres.

 

Le générateur 19 et 38 kHz.

 

Le synoptique est donné à la figure 3 tandis que le schéma en est donné à la figure 4.

Le 19 et 38 kHz sont générés à partir de circuits intégrés logiques CMOS.

La difficulté à contourner est d'obtenir ces deux signaux à partir d'un quartz dont la valeur d'oscillation n'est pas ésotérique. Notre choix s'est porté sur un quartz de 4 MHz bien qu'il soit possible d'en utiliser un de 2 MHz pour Q1.

En effet, dans les codeurs stéréophoniques en station de radiodiffusion, il n'est pas rare d'y trouver des quartz de 2,432 MHz correspondant à 128 x 19 kHz, ou bien son multiple de deux. L'utilisation d'un quartz de 27MHz est économiquement intéressante, exactement 27,360 MHz correspondant à une fréquence fondamentale de 9120 kHz. Une division de fréquence par 120 produit 76 kHz Or, ces valeurs ne sont pas standard sur le marché du composant grand public. Des commerces spécialisés taillent à l'unité et "sur mesure" les quartz : cette solution rend prohibitif le coût de l'opération pour l'amateur. C'est encore plus rare mais j'ai déjà rencontré dans une carte américaine destinée au codage stéréophonique d'un traitement de son, l'emploi d'un quartz de 19 kHz, le 38 kHz étant fabriqué par P.L.L. (Phase Locked Loop).

Les portes A et B de IC1 génèrent donc notre fréquence de base avec un quartz de 4 MHz.

Celle-ci est divisée tout d'abord par quatre, puis par dix, de nouveau par dix, et enfin toujours par dix respectivement au travers de IC4A, IC3A, IC3B et IC2B. Nous obtenons donc une fréquence finale de 1 kHz, en sortie Q3, patte 13 de IC2B.

Cette fréquence est ensuite envoyée dans un circuit intégré possédant plusieurs fonctionnalités. Un CD4046, IC7, sa fonction principale est le mode V.C.O. (Voltage Controled Oscillator) dont la traduction est "oscillateur contrôlé en tension”. Sa seconde fonction est un comparateur phase/fréquence. Il possède d'ailleurs deux comparateurs de phases en interne.

IC7, par l'adjonction de composants externes, nous procure un signal à 76 kHz La fréquence de 76 kHz du V.C.O. est déterminée par la valeur de la tension sur la broche VCOin (broche 9} ainsi que par le condensateur C3 connecté aux broches C1a, C1b, et la résistance R2 reliée à l'entrée R1. Les résistances R3, R4 et le condensateur C4 servent de filtre passe­ bas.

La fréquence de sortie du V.C.O souhaitée à la base à 76 kHz est disponible sur VC0out en patte 4 de IC7.

Toujours à partir de l'électronique interne du CD4046, IC7, nous effectuons une comparaison de fréquences en apportant des signaux de 1 kHz issus de deux oscillateurs différents. La fréquence de 1 kHz provenant de l'oscillateur à 4 MHz suivi des différents diviseurs arrive sur la patte 3 de désignation "comparator in".

Celle engendrée de la division par 38 puis par 2 du signal du V.C.O à 76 kHz est connectée à la patte 14, "signal in". Cette comparaison est effective dans le deuxième comparateur de phases dont la tension d'erreur est récupérée sur la patte 13. Cette tension de comparaison vient sans cesse réajuster la fréquence d'oscillation du V.C.O.

Pour obtenir une comparaison, il nous faut donc un second signal à 1 kHz. Nous nous sommes servis de la fréquence de 76 kHz issue du VCO. Nous devons donc diviser 76 kHz par 38 puis par 2 pour obtenir ce 1 kHz. Cette fonction est assurée par le biais de IC5 et IC6 pour la division par 38 et par IC2A pour ce qui est de la division par 2.

IC5 et IC6 sont des compteurs pouvant compter en binaire ou en décimal en fonction de l'état haut ou bas appliqué à la patte 9, binary/decade. Si l'état est haut en cette patte, il compte en binaire. Si l'état est bas, il compte en décimal.

Le comptage ou le décomptage s'effectue en fonction de l'état de la patte 10, "up/down". Il compte si la patte 10, up/down, est à l'état logique 1 et décompte si cette même broche est à l'état logique inverse.

Nous pouvons donc définir comment vont principalement travailler ces circuits intégrés. Nos deux circuits intégrés vont travailler en décade et vont décompter.

Pour décompter, il faut appliquer un signal sur l'entrée clock, patte 15 des deux CD4029, IC5 et IC6. Ce signal est notre 76 kHz provenant du V.C.O.

L'entrée J4 de IC5 est à 1 ce qui entraîne un décomptage par 8.

Les entrées J1 et J2 de IC6 sont à 1 ce qui entraîne un décomptage par 3.

IC5 décompte d'abord le signal de 76 kHz de 8 dans son premier cycle et, arrivant à zéro, envoie une information au décompteur par 3 (qui passe à 2 par le fait). Le premier décompteur IC5 exécute encore ensuite 3 décomptages de 10, en envoyant, à chaque passage par zéro, une impulsion au décompteur par 3.

A la fin du dernier décomptage de 10 de IC5 et de 3 de IC6 (soit 38), les deux sorties "carry/out" se retrouvent à l'état bas.

Ces deux états bas permettent à la porte NOR IC1C d'envoyer une impulsion positive qui va recharger respectivement IC5 à 8 et IC6 à 3 par les pattes "preset".

Cette sortie fournit en même temps une fréquence finale de 2 kHz.

Cette fréquence est dirigée vers un diviseur par 2, IC2A. Le signal entre en patte 2, clock. Un signal à 1 kHz pour comparaison est disponible en patte 3, Q1. Celui-ci est orienté vers l'entrée CIN, broche 3 du comparateur IC7, le CD4046.

Pour obtenir du 19 et 38 kHz à partir de notre fréquence de 76 kHz, il nous faut diviser 76 kHz par 2 pour le 38 kHz et par 4 pour le 19 kHz. IC4B joue ce rôle. Le 76 kHz arrive en patte 10, sur l'entrée d'horloge.

Le 38 kHz est disponible en patte 11, sortie notée QA et le 19 kHz en patte 12, sortie QB. Ce sont ces signaux issus de ces sorties qui seront dirigés vers notre carte "traitement audio".

Comme pour tous les circuits logiques, des condensateurs de découplage de 100 nF, C5 à C11, seront placés sur leur ligne d'alimentation.

 

Le traitement des voies audio :

 

Le schéma est disponible à la figure 5.

AJ1 et AJ2 atténuent le niveau audio appliqué aux entrées du générateur FM multiplex et permettent donc d'adapter l'étage d'entrée du générateur par rapport à la source.

C1 et C2 suppriment les composantes continues.

IC1 et IC2 fonctionnent en amplificateurs d'entrée tampons, de gain 3 en dessous de 3 kHz. Au dessus de 3 kHz, les réseaux de contre réaction produisent la caractéristique de pré-accentuation.

Le filtre de pré-accentuation à 3 kHz est réalisé autour du couple C6 et R10 pour la voie droite, C5 et R9 pour la voie gauche.

Le filtre de pré-accentuation de coupure à 15 kHz est réalisé autour du couple R4 et C4 pour la voie droite, R3 et C3 pour la voie gauche.

Une tension continue de 6 Volts est obtenue grâce à un pont diviseur de tension réalisé autour de R15 et R16. IC1 et IC2 sont donc polarisés à partir de cette tension.

AJ3, connecté sur IC2, permet le réglage de l'offset afin d'équilibrer en continu la voie droite par rapport à la voie gauche, considérée ici comme référence.

La commande du multiplexage est effectuée par le signal à 38kHz venant de la carte "générateur de 19 kHz et 38 kHz".

Le multiplexage est donc effectué par un classique CD4053, IC5 dont les trois inverseurs sont câblés en parallèle. Il va tout simplement commuter les deux voies droite et gauche au rythme du 38 kHz et valider le signal BF de chacune d'elles alternativement pendant 13 microsecondes.

Les inverseurs de IC3 sont triplés afin de diminuer la résistivité globale des inverseurs. Les temps de commutation en sont améliorés, notamment quand les signaux gauche et droit sont différents.

R25/C15, R26/C16, R28/C17 assurent la transformation de la sous porteuse à 38 kHz vers la sinusoïde à 19 kHz.

Cette opération est réalisée par le biais d'un filtre passe-bas à trois cellules.

Côté 19 kHz, l'association R17, R18, R19, C10 à C13 et AJ4 constitue une série de filtres passe bas. Ces filtres assurent une mise en forme du signal digital de 19 kHz en signal sinusoïdal. En effet, ce signal provenant d'une division digitale a une forme d'onde "carré" à la base. AJ4 permet de modifier légèrement la phase de ce signal par rapport au carré d'origine.

SW1, en position fermé, laisse passer le signal de 19 kHz que T1 fournit en basse impédance. SW1 ouvert, le décodage ne sera pas effectif au niveau du récepteur puisque le signal de 19 kHz ne sera pas présent. Le 19 kHz "force" la fonction de décodage et donc le passage en "stéréo" du récepteur.

Le mélange du signal sinusoïdal à 19 kHz et du signal multiplex est assuré par R21 et R28 qui fournissent une proportion correcte (10%) entre le signal multiplex et la porteuse (19 kHz). Les niveaux d'injection sont déterminés par ces deux résistances.

T4 est monté en suiveur, pour fournir le tout encore en basse impédance, afin d'alimenter un éventuel générateur FM de test.

 

L'alimentation :

 

Son schéma est représentée en figure 6, ci-dessous.

L'alimentation utilisée est des plus simples. La tension de 220 volts est abaissée par un transformateur à une tension de 15 volts par couplage en parallèle des deux enroulements secondaires.Les diodes D1 à D4 assurent le redressement.

La tension de 15 volts, provenant du pont de redressement, est régulée par RG1 afin d'obtenir les 12 volts nécessaires.

Le filtrage en amont et en aval est effectué par C22 et C23.