Jean-François FOURCADIER
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Montpellier  (France)

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Pilotez vos synthétiseurs grâce à ce générateur simplifié de signaux I2C !

 

 

De nombreux dispositifs peuvent aujourd'hui être commandés au moyen de signaux I2C. Dans le domaine radiofréquences on peut notamment citer les modules tuner satellite, les modules "Comtech" utilisés en émission-réception de télévision amateur, mais aussi des ensembles plus importants comme certains synthétiseurs de faisceaux hertziens (gamme Melodie Alcatel par exemple). Nous décrirons ci-dessous un petit dispositif facile à construire et peu coûteux, qui se révèlera précieux à l'usage.

Fonctionnalités et description du générateur simplifié

A la mise sous tension, le générateur s'initialise puis transmet une séquence I2C vers le ou les récepteurs I2C. Deux séquences différentes peuvent être choisies au moyen d'un petit commutateur ou d'un cavalier. Dans le cas de la commande d'un synthétiseur, ces séquences différentes peuvent par exemple correspondre à deux fréquences de travail distinctes. Le circuit est également capable d'interroger un récepteur I2C pour lui demander des informations. Une LED placée sur le circuit imprimé restitue une information d'état, par exemple une alarme lorsqu'une boucle à verrouillage de phase est déverrouillée.

Le coeur du générateur est constitué d'un microcontrôleur PIC 16F876A de Microchip. Ce circuit très répandu et puissant a été choisi car il renferme toute la partie matérielle de gestion d'un bus I2C. Cette caractéristique simplifie considérablement l'écriture de la partie logicielle. Compte tenu du faible nombre d'informations qui sont généralement à transmettre et dans le but de minimiser la pollution radioélectrique générée par le montage, le circuit d'horloge fait appel à un quartz horloger de fréquence 32,768 kHz. Dans les applications plus exigeantes en termes de rapidité, on pourra cependant remplacer ce quartz par un modèle de fréquence 4,000 MHz. Trois pattes du microcontrôleur restent directement accessibles pour introduire ou extraire des informations complémentaires.

La programmation du microcontrôleur s'effectue in-situ, c'est à dire sans retirer le composant du montage. Un connecteur RJ-11 à 6 positions et 4 contacts permet un raccordement facile du programmateur pendant la phase de programmation. L'alimentation du circuit peut s'effectuer en 12 V non régulés grâce à un petit régulateur 5 V implanté sur le circuit.

Schéma, réalisation, circuit imprimé:

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(cliquer pour agrandir le schéma)

Le circuit imprimé est de type simple face. Dans le but de rendre le montage robuste et compact, tous les composants sont de type CMS, à l'exception du quartz, de la LED et du connecteur RJ-11. Les résistances et les condensateurs CMS sont de la taille 1206. Le quartz peut être disposé à plat et collé sur le circuit imprimé au moyen d'un petit morceau de ruban adhésif double face.

 

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Circuit imprimé:

Le schéma et le circuit imprimé sont dessinés grâce au logiciel professionnel Eagle, développé par la société Cadsoft. Une version limitée de ce logiciel, mais suffisante cependant pour notre application, est téléchargeable gratuitement sur le site de l'éditeur.

(cliquer pour télécharger les fichiers aux formats .sch et .brd Eagle, 40 ko zippés)

Programmation

Pour que notre générateur simplifié puisse fonctionner il faut bien entendu écrire un petit logiciel de gestion, le compiler, puis le transfèrer dans le microcontrôleur PIC. Divers langages de programmation peuvent être utilisés, par exemple le langage assembleur, le PIC C ou le PIC Basic. On trouvera plus bas un exemple de logiciel de gestion de module Comtech écrit en assembleur grâce à l'outil MPLAB fourni gratuitement par Microchip, et un logiciel de gestion du synthétiseur Melodie Alcatel (boîtes blanches) écrit en PIC C.

Après compilation, on connectera le petit programmateur qui a été décrit dans un exemple précédent. Le transfert du logiciel dans le microcontrôleur s'effectue avec un ordinateur de type PC, grâce au logiciel IC-Prog. L'opération dure moins d'une minute.

Exemples d'utilisation

- module Comtech

Le module Comtech 2,4 GHz, souvent utilisé en émission de télévision amateur, fait appel à un circuit de synthèse de fréquence équipé d'un circuit intégré Zarlink SP5655.
A la mise sous tension, le générateur de signaux I2C transmet au module Comtech la séquence d'initialisation correcte en fonction de la fréquence choisie par la position du commutateur. Le logiciel scrute ensuite, dix fois par seconde, le verrouillage de la PLL du SP5655 (grâce au test du bit 6 de l'octet de contrôle), ainsi que la position du commutateur. En cas de perte de verrouillage PLL, ou de modification de la position du commutateur de fréquence, une nouvelle séquence I2C est transmise au module Comtech. La LED rouge reste éclairée tant que la boucle à verrouillage de phase n'est pas verrouillée. Ce logiciel est écrit en assembleur MPLAB.

télécharger le fichier Comtech.asm (3 ko zippé)

- synthétiseur de la gamme Melodie Alcatel (boîtes blanches 23, 25 ou 26 GHz)

L'architecture de ce synthétiseur 6 GHz à faible bruit de phase est complexe. L'étude de ce produit et le détail de son pilotage I2C font donc l'objet d'un article spécifique.

Conclusion

Le petit générateur de signaux I2C décrit ci-dessus constitue un ensemble peu coûteux, facile et rapide à monter. Il rendra de grands services aux amateurs intéressés par les techniques radiofréquences. Sa grande souplesse, son caractère indispensable et universel apparaîtront très vite sur la table de l'expérimentateur. Il vaut dans tous les cas la peine d'être construit.

 

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73 de Jean-François Fourcadier, F4DAY

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