PAGE 9                                                            COUPLEURS


Fabrication d'un coupleur .

La description ci - dessous est destinée aux personnes connaissant les règles élémentaires d'usinage. Les différentes pièces on été usinées à la lime. Il est également souhaitable de disposer d'une perceuse à colonne, et de savoir tarauder.
La partie active du coupleur est simplement un petit circuit imprimé simple face fr4 de 1.5 mm d'épaisseur, recouvert d'une deuxième plaque de fr4 1.5 mm sans cuivre, de façon à prendre la ligne 50 ohms en sandwich. Ces deux plaques sont ensuite elles même prises en sandwich entre deux plaques d'aluminium de 6 mm d'épaisseur pour donner de la rigidité à l'ensemble et pour permettre la fixation des prises SMA. Ces dernières sont du type" à fanion" méplat et ne sont pas soudées. Le contact est assuré par le serrage des deux plaques alu. Une grande précision est necessaire pour les différents perçages et au niveau des plaques fr4 de façon à présenter  le fanion de la SMA centré correctement sur la ligne 50 ohms. Lors du montage il est impératif de suivre scrupuleusement l'ordre de serrage des vis pour éviter de sectionner les fanions des SMA qui sont trés fragiles.


 montage et assemblage

Aprés avoir vérifié les côtes  il faut à présent dégraisser la platine et la poser sur une des plaques alu
. Mettre en place les quatres SMA sans bloquer les vis (voir image ci dessous). Poser la deuxième platine (sans cuivre) Poser la deuxième plaque alu et présenter les quatres vis de serrage des plaques alu, toujours sans bloquer.Visser sans bloquer,  la deuxième série de vis  des SMA. A ce stade toutes les vis fixant les SMA  doivent être TOTALEMENT DEBLOQUEES. Serrer trés légèrement les plaques alu .Aprésent serrer légèrement  les vis des SMA juste de façon à plaquer celles ci contre l'alu et DEBLOQUER TOTALEMENT LES VIS DE FIXATION DES SMA. A ce stade les SMA  sont maintenues uniquement par leurs fanions.Serrer en croix les vis assemblant les plaques alu et bloquer celles- ci sans exagérer.Vérifier la position des prises coax et bloquer celles-ci. Ne plus rien resserer.


vue de la réalisation
  1.            coupl fini        coupl vue
                                      
          pieces

à guauche, différentes platine testées. En haut à droite la platine fr4 sans cuivre , ci-dessus les réalisations.


                                              3 coupleurs
       



                             ci dessous les dimensions principales. Le croquis n'est pas à l'échelle.

coupl croquis

Ci dessous les résultas obtenus. On constate un couplage variant peu de1.7 à 3.6 ghz pour le" crénelé régulier". Pour le "crénelé 3" le couplage est de 20 dB entre 2et4 ghz.  Ces  coupleurs seront principalement utilisés pour prélever des signaux et ne sont pas conseillés pour des mesures d'adaptation  d'impédance au vu de leur faible directivité. Pour ces dernières mesures il vaut mieux avoir recours  à une ligne fendue (voir page  "appareils
spéciaux"

  result

20dB  


Telechargez les platines à l'échelle :  platine 10 db              platine 20 dB



SUITE ET FIN

juillet 2003
Aprés avoir repris les tests sur une dizaine d'exemplaires en  " microstrip " cette foi-ci, cela à permis de voir comment réagit un coupleur lorsqu'on peut " travailler " sur la ligne elle-même. Les résultats sont surprenants au point de vue bande passante (300 à 4200 mhz) La directivité n'est par contre que de 16/18 dB. Une fine feuille de téflon à été posée sur la ligne et pardessus celle-ci il à suffit de  "promener " un trés petit petit " stub " metallique(1.5x1.5 mm) pour voir la bande passante globale s'élargir considérablement suivant l'emplacement du stub. Pour télécharger la platine (FR4 ép 0.5 mm) cliquez sur le graphique. La ligne de couplage à été rallongée. la platine n'est donc pas utilisable avec le boitier décrit plus haut. Il faut donc faire un autre boitier en tenant compte de cette modification. Sur ce dernier modèle j'ai supprimé une "SMA sur la ligne secondaire et remplacé celle-ci par une résistance CMS 51 ohm de trés petite taille vers la masse. Comme le montre le graphique on peut parler d'un couplage de 300 mhz à 4200 mhz  à +-1 dB .

coupl 300à4200


                             ERREURS DE MESURES INTRODUITES EN FONCTION DE LA DIRECTIVITE                                                                              D'UN COUPLEUR

 

  fourchette d'erreur fourchette d'erreur
  coupleur ayant coupleur ayant
  20dB de directivité 25 dBde directivité
RTL mesuré  Db RTL réel   dB RTL réel      dB
10 7.6 à 13 8.6 à 11.7
12 9.1 à16.4 10.2 à 14.2
14 10.5 à 20 11.8 à 16.9
16 11.8 à 24.7 13.14 à 19.8
18 12.9 à 31.7 15.0 à 23.1
20 14 à infini 16.1 à 27.2
22 15.0 à 33.7 17.3 à 32.7
24 15.8 à 28.7 18.5 à 43.3
26 16.5 à 26 19.5 à 44.3
28 17.1 à 24.4 20.4 à 37.5
30 17.6 à 23.3 21.1 à 32.2

En consultant ce tableau on se rend de suite compte  de l'importance de la directivité d'un coupleur.

 

                                                               

                                                                   coupleur croquis.jpg (18525 octets) 

     Fourchette d'erreur en %
coupl error

                                                                                             

 

PONT DE MESURE

Le pont de mesure dont la description va suivre est un peu spécial. Il s'agit d'un pont permettant la mesure assez précise du retourn-loss d'entrée d'un étage sensible comme par exemple un préamplificateur et cela avec le rx de la station, dans la mesure où celui-ci est équipé d'un S-mètre gradué en dB. Pour mesurer le RTL d'un pré-ampli par ex, impossible de le faire avec un "TOS mètre", la sensibilité de celui-ci n'étant pas suffisante d'une part et d'autre part , à un niveau d'injection de 1mW,  l'étage en question est plus que saturé voire QRT. Il faudra donc opérer avec des niveaux très faibles.  Le mode opératoire est le suivant : injecter un signal (par ex 432) à travers un atténuateur à l'entrée du pont de mesure (- 40 à - 50 dBm sur la bnc inp ). Charger la SMA "référence" avec une charge de très bonne qualité. Le niveau sur la SMA "mesure" est environ 6 dB plus faible. Raccorder le RX à travers un atténuateur réglable, à la bnc OUT. La SMA "mesure" étant en "l'air"(non raccordée) ajuster le S-METRE à +60 dB avec l'atténuateur. A présent, raccorder  une deuxième charge de qualité à la SMA "mesure". La diminution en dB lue sur le S-mètre représente la directivité du pont. Celle-ci devrait être supérieure à 30 dB pour des mesures précises (32 à 1300 mhz sur mon essai). Sur la SMA "mesure"est à présent connecté l'objet à mesurer (pré ampli par ex).La différence de cette lecture, par rapport à la première, représente le RTL de l'objet en test. L'Occasion est présente, avec ce montage, de vérifier la graduation du S-mètre.......Cela peut sembler un peu long mais la mesure est fiable.


 Ce pont peut également être utilisé pour  des mesures de "RTL" quelconque  en branchant un milliwattmètre en sortie. Sa bonne  directivité rend les mesures fiables.

                   pont croquis.jpg (34276 octets)

          pontcroquis2 .jpg (10147 octets) pont termine[1].jpg (15928 octets)

                  

La réalisation demande quelques explications. Les parties en rouge visibles sur le croquis sont en FR4 double face supportant les lignes 50 ohms. La platine de gauche comporte toute sa masse de l'autre côté, ce plan de masse est soudé sur 3 côtés au boîtier. La platine de droite comporte également toute sa masse mais lors du montage, cette dernière est retournée (les plans de masse sont inversés). Cette platine est également soudée sur 3 côtés  au boîtier. La liaison"Y" est constituée d'un coax 50 ohms de diamètre très fin  afin de pouvoir enfiler les perles ferrite par-dessus. Ce coax a sa tresse ext. soudée sur la ligne"mesure" tandis que son âme est soudée sur la ligne "référence"(à gauche sur l'image). A droite, ce même coax voit son âme traverser la platine pour être raccordée sur la BNC OUT. Sa tresse est raccordée au point "1"sur la masse.  La ligne X est in simple fil d'environ 0.5 mm de diamètre  par-dessus lequel on enfile également des perles ferrite et ce ,jusqu'à remplir la longueur. Ce fil est, sur la partie gauche de l'image, raccordé à la ligne "référence" et sur la partie droite,  rejoint la masse au point 2. Les perles" ferrite"sont collées ensemble. Il est impératif  qu'elles ne bougent plus.   

                                  pont détail 1 termin.jpg (29660 octets)       pont dét 2 teminé.jpg (26730 octets)

                                           

        

 

                                                                                                         pont platine.jpg (9916 octets)

 

 

Dimension de la platine : 35x40 mm FR4 ép 1.5 mm double face

Elle est coupée en deux suivant le trait pour séparer A de B

 

link pour d'autres coupleurs (sous : technique-mesures tosmètre)                   http://perso.club-internet.fr/f5jtz/pjacquet/default.htm                  

 

 

                                                                                                  

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