Projets:Lab:2011:Diplexeur

Duplexeur et étage de commutation 1-3G/2G
Ce module est composé de 5 étages distincts :

- Un "passe-tout" constitué d'un stripline reliant directement la sortie du premier mélangeur à l'entrée du filtre à cavité. Cette ligne accordée sur 50 Ohms est achevée par un condensateur de bonne qualité (porcelaine par exemple) chargé de couper toute composante continue et présenter l'atténuation la plus faible à 1013 MHz (produit de mélange du signal et de PLL1 en mode 1-2 e 2-3 GHz correspondant à la fréquence centrale du filtre à cavités)

- Un duplexeur, qui va récupérer le battement infradyne du signal d'entrée moins le signal de la PLL 1; autrement dit un signal sur 10,7 MHz, valeur de la fréquence intermédiaire, signal utilisé lorsque l'analyseur est réglé pour effectuer des mesures dans la bande 1-2 GHz

- Un relais double repos-travail avec les deux contacts montés en parallèle pour minimiser les pertes d'insertion, chargé de commuter l'entrée de l'amplificateur F.I soit sur la sortie du duplexeur sus-mentionné (cas d'une mesure située entre 1 et 2 GHz), soit sur la sortie du second mélangeur (sortie F.I. de Mixer 2, cas d'une mesure située dans les bandes 0 à 1 GHz et 2 à 3 GHz)

- Une alimentation chargée de founir le courant nécessaire à la fermeture du relais (5V)

- Un FET de commande de relais prélevant l'information de commutation 0-1/2-3 ou 1-2 GHz émise depuis P4D3/P4D2 (signaux RF G1 et RF G0)et configuré pour que, en l'absence de signal, le relais soit au repos, et donc en position 0-1/2-3 GHz

Le schéma fonctionnel montre comment s'insère le montage dans l'architecture du MSA (Merci Claude !)

Les fichiers Kicad du module peuvent être téléchargés

La conception du duplexeur est signée Sam Wetterlin. L'étage de commutation n'étant pas intégré dans les modules, il nous a semblé judicieux de le faire. L'idéal eut été de monter 3 relais synchrones dont le câblage aurait fait en sorte de boucler les sorties non utilisées sur une charge 50 Ohms. La commutation s'effectuant à 10 MHz et le duplexeur présentant une bonne isolation vis à vis des autres fréquences, nous avons opté pour une commutation simplifiée.

Schéma du diplexeur/étage de commutation



Le module est alimenté par le 10V général (et non 12 V comme indiqué sur le schémas). La valeur du régulateur dépend de la tension de collage du relais (ici, un générique "2Form C" NEC EA2-5 prévu pour 5 V). Un bi-stable peut également être employé, l'électronique de la carte de contrôle étant prévue pour ce genre de relayage (par exemple un AL5WN-K de Takamisawa ou équivalent Omron, Nec etc). Dans ce cas, toute la partie commande doit être revue et redessinée.

R1 est une 18 Ohms. Les deux selfs du duplexeur sont des Murata format 0603 : L1 est une BLM18BA220SN1D, L2 est une BLM18BA100SN1D

Cuivre du duplexeur/étage de commutation



Pour plus de clarté, la face aveugle du plan de masse coté opposé aux composants a été supprimée. Le relais est un modèle standard, sortie "gull wing" cms, monostable, double circuit.

Une résistance de charge peut être ajoutée en entrée de FET afin d'être certain de forcer la sortie à l'état bas et ainsi garantir que le relais est en position repos.

Réalisation


Le microstrip est isolé du reste du montage par un blindage en L. Ne pas oublier d'échancrer légèrement ce blindage au dessus de la piste de prélèvement du signal vers le duplexeur. On remarque en sortie de ligne le condensateur porcelaine ATC. En théorie, C25, la 100 pF située sur la sortie du premier mélangeur ainsi que sur l'entrée du second mixer devraient être d'une qualité équivalente.

L'impédance du microstrip n'est maintenue que sous la condition impérative que le bord du strip soit à la masse et que les plans de masse soient équipotentiels. Pour ce faire, il est nécessaire de poser un via reliant les deux faces à la masse au moins tous les 5 mm de part et d'autres du microstrip (voir les points de soudure)



Du coté 10 MHz, le montage n'appelle aucune remarque particulière. l'IRF3303 ainsi que le régulateur 78M05 sont tous deux très largement surdimentionnés... mais disponibles dans la Junkbox au moment de l'étude et de la réalisation.