ON4CRD
ON4CRD — Club Radio Durnal
Rue des Écoles · 5530 Purnode · BE

ON4CRD-RK-R2

Injecteur BF CMOS à deux gammes

RK-GEN-AF

R2 — conception pour prototypage ; matériel non construit, mesures et ajustement à réaliser.

Vue de conception du boîtier — prototype non construit.
Vue de conception du boîtier — prototype non construit.

Comprendre le circuit, préparer le matériel, fabriquer, câbler et vérifier. Consigner les résultats réels dans la fiche de recette ; les contrôles numériques ne valent pas mesure.

Configuration et interfaces

ÉlémentSpécification proposée
AlimentationPile PP3 9 V ; protection contre inversion par D1
OscillateurTLC555CP, PDIP8 ; nominal environ 0,71–1,39 kHz avant tolérances
SortieSignal carré découplé en continu ; entrée audio ≥10 kΩ
CommandesS1 alimentation, RV2 niveau, S2 DIRECT/ATT ; RV1 fréquence interne
Points de testTP1 VCC, TP2 OUT, TP3 GND, TP4 SIGNAL
Carte80 × 55 mm ; FR4 1,6 mm, deux couches, cuivre 35 µm

Fonctionnement du circuit

Le TLC555CP remplace le timer bipolaire tout en conservant le brochage. R1, R2, RV1 et C1 forment l’astable. Les broches 2/6 partagent TIME, 7 porte DIS et RESET est relié à VCC. C2 découple CONT ; C3/C4 découplent l’alimentation après D1.

C5 retire la composante continue du signal. R3 limite le niveau, RV2 règle le curseur, et S2 choisit la sortie directe ou le diviseur R6/R7. R4 définit la référence du nœud AC ; R5 définit la BNC même si le commutateur de gamme est débranché. Le diviseur de gamme charge aussi le curseur en mode DIRECT : le modèle inclut cet effet.

ATT est une atténuation nominale voisine de 20 dB, dépendante de la charge et du potentiomètre. Les positions de façade ne donnent ni une tension étalonnée ni une impédance de sortie constante. Commencer avec le niveau au minimum et la gamme ATT.

Calculs et limites du modèle

Modèle nominal : f ≈ 1,44 / ((R1 + 2 × (R2 + RV1)) × C1), avec R1=10 kΩ, R2=47 kΩ, RV1=0–50 kΩ et C1=10 nF. Le réglage initial pour 1 kHz est voisin de 20 kΩ sur RV1 ; ajuster au fréquencemètre ou à l’oscilloscope.

La gamme ATT utilise R6=9,09 kΩ et R7=1 kΩ. Le rapport à vide du seul diviseur vaut environ 0,0991, mais la BNC et sa charge modifient le rapport réel. models/generator-output.csv donne les rapports complexes calculés pour les deux gammes, plusieurs positions et des charges de 10 kΩ/100 kΩ.

Ces rapports partent d’une source idéale. Ils ne prédisent pas la tension réelle OUT, la consommation, la distorsion ou l’autonomie de la pile. Ne pas annoncer une amplitude RMS ou une autonomie sans mesure.

Câblage et connectique

RepèreConnexionsContrôle
BT1/S1Pile + → commun S1 ; contact ON → J1.1 ; pile − → J1.2Vérifier l’état ON au multimètre, ne pas déduire la cosse du sens du levier
RV2/J2J2.1 → borne physique 3 (CW) du PDB181 ; J2.2 → borne 2 (curseur) ; J2.3 → borne 1 (CCW)Le niveau doit augmenter dans le sens horaire
S2/J4J4.1 → contact DIRECT ; J4.2 → commun ; J4.3 → contact ATTEmployer un seul pôle ; isoler le second
BNC/J3J3.1 → âme ; J3.2 → masse de la BNCCoaxial court ; charge audio à haute impédance
TP1..4VCC, OUT, GND, SIGNAL selon schémaRéférence de l’instrument sur TP3 uniquement

Lecture du circuit par fonction

Les détails reprennent le schéma natif. Un fil coupé par le cadre porte son nom de connexion ; les vues de câblage précisent les composants hors carte. La feuille complète suit ces vues.

Alimentation et découplage — J1 reçoit la pile commutée ; D1 protège la polarité. VCC et GND se retrouvent sur les autres blocs.
Alimentation et découplage — J1 reçoit la pile commutée ; D1 protège la polarité. VCC et GND se retrouvent sur les autres blocs.
Oscillateur CMOS et réglage de fréquence — R1/R2/RV1 et C1 définissent la période ; les broches 2 et 6 partagent le même nœud TIME.
Oscillateur CMOS et réglage de fréquence — R1/R2/RV1 et C1 définissent la période ; les broches 2 et 6 partagent le même nœud TIME.
Niveau, sélection de gamme et sortie BF — OUT vient de U1. J2 reçoit le potentiomètre ; J4 reçoit le commutateur DIRECT / ATT.
Niveau, sélection de gamme et sortie BF — OUT vient de U1. J2 reçoit le potentiomètre ; J4 reçoit le commutateur DIRECT / ATT.
Points de mesure du générateur — Un point de test portant un nom de nœud est relié électriquement à ce même nœud sur les autres blocs.
Points de mesure du générateur — Un point de test portant un nom de nœud est relié électriquement à ce même nœud sur les autres blocs.
Injecteur BF 1 kHz — A3 paysage. Le KiCad éditable reste la référence de fabrication.
Injecteur BF 1 kHz — A3 paysage. Le KiCad éditable reste la référence de fabrication.

Circuits imprimés et implantation

Fabrication : FR4 1,6 mm, deux couches cuivre 35 µm, masque deux faces. Gerber et perçages Excellon dans fabrication/. Le PCB KiCad donne les dimensions, polarités et numéros de pastilles ; assembly.svg repère les composants et la broche 1.

Les schémas R2 sont organisés en blocs fonctionnels avec fils et types de broches critiques. Des vues de lecture vectorielles détaillent ces fonctions ; les six populations PRE sont renseignées individuellement et le câblage hors carte est dessiné. Le rapport ERC décrit les hypothèses de sources par PWR_FLAG. ERC, DRC et parité netlist/PCB contrôlent les fichiers ; ils ne mesurent ni les performances ni les interfaces physiques.

gen-af — dessus — quantité 1 — cercle rouge : pastille 1.
gen-af — dessus — quantité 1 — cercle rouge : pastille 1.

Boîtier et face avant

Boîtier : base, couvercle 3 mm et lèvre de positionnement 2 mm, jeu nominal 0,4 mm. Les STL fermés ont été vérifiés numériquement ; aucune pièce n’a été imprimée ni ajustée. Faire un coupon avec le matériau et l’imprimante choisis avant impression complète.

front.svg/front.dxf sont les plans de perçage ; panel-art.svg est l’habillage, distinct du gabarit. Imprimer à 100 % et contrôler une cote au réglet. Vérifier les pièces achetées avant perçage. preview.svg est une illustration de conception.

Le PETG n’assure pas un blindage RF. Voir cases/README-fr.txt pour cloisons, isolation et liaisons conductrices. Aucune qualification secteur, CEM ou certification de sécurité n’est fournie.

Habillage et repères des commandes ; utiliser les plans cotés pour le perçage.
Habillage et repères des commandes ; utiliser les plans cotés pour le perçage.
Plan de perçage avant et dessus ; cotes en millimètres. Échelle 1:1 dans le PDF, imprimer sans ajuster.
Plan de perçage avant et dessus ; cotes en millimètres. Échelle 1:1 dans le PDF, imprimer sans ajuster.
Plan arrière ; cotes en millimètres. Échelle 1:1 dans le PDF, imprimer sans ajuster.
Plan arrière ; cotes en millimètres. Échelle 1:1 dans le PDF, imprimer sans ajuster.
Implantation intérieure ; vérifier les dégagements réels. Échelle 1:1 dans le PDF.
Implantation intérieure ; vérifier les dégagements réels. Échelle 1:1 dans le PDF.

Liste du matériel

DNP / quantité 0 : emplacement non monté. Les points de test peuvent être réalisés en pastilles. Contrôler le CSV et le schéma de la population choisie avant commande.

RéférenceQuantitéValeur / spécificationRéférence fabricantEmpreinte / montage
gen-af.U11TLC555CPTexas Instruments TLC555CPPackage_DIP:DIP-8_W7.62mm
gen-af.R1110KYageo RC0805FR-0710KLResistor_SMD:R_0805_2012Metric
gen-af.R2147KYageo RC0805FR-0747KLResistor_SMD:R_0805_2012Metric
gen-af.RV1150KBourns 3296W-1-503LFPotentiometer_THT:Potentiometer_Bourns_3296W_Vertical
gen-af.C1110nFKEMET C0805C103J5GACTUCapacitor_SMD:C_0805_2012Metric
gen-af.C2110nFKEMET C0805C103J5GACTUCapacitor_SMD:C_0805_2012Metric
gen-af.C31100nFKEMET C0805C104K5RACTUCapacitor_SMD:C_0805_2012Metric
gen-af.C4147uF 25VPanasonic EEUFR1E470Capacitor_THT:CP_Radial_D5.0mm_P2.00mm
gen-af.C511uFKEMET C0805C105K5RACTUCapacitor_SMD:C_0805_2012Metric
gen-af.R3110KYageo RC0805FR-0710KLResistor_SMD:R_0805_2012Metric
gen-af.R411MYageo RC0805FR-071MLResistor_SMD:R_0805_2012Metric
gen-af.R51100KYageo RC0805FR-07100KLResistor_SMD:R_0805_2012Metric
gen-af.R619.09KYageo RC0805FR-079K09LResistor_SMD:R_0805_2012Metric
gen-af.R711KYageo RC0805FR-071KLResistor_SMD:R_0805_2012Metric
gen-af.D111N5817Vishay 1N5817-E3/54Diode_THT:D_DO-41_SOD81_P10.16mm_Horizontal
gen-af.J112 x 2.54 mmSamtec TSW-102-07-G-SConnector_PinHeader_2.54mm:PinHeader_1x02_P2.54mm_Vertical
gen-af.J213 x 2.54 mmSamtec TSW-103-07-G-SConnector_PinHeader_2.54mm:PinHeader_1x03_P2.54mm_Vertical
gen-af.J312 x 2.54 mmSamtec TSW-102-07-G-SConnector_PinHeader_2.54mm:PinHeader_1x02_P2.54mm_Vertical
gen-af.J413 x 2.54 mmSamtec TSW-103-07-G-SConnector_PinHeader_2.54mm:PinHeader_1x03_P2.54mm_Vertical
gen-af.TP11VCCPastille de mesure intégrée au PCBTestPoint:TestPoint_Pad_D2.0mm
gen-af.TP21OUTPastille de mesure intégrée au PCBTestPoint:TestPoint_Pad_D2.0mm
gen-af.TP31GNDPastille de mesure intégrée au PCBTestPoint:TestPoint_Pad_D2.0mm
gen-af.TP41SIGNALPastille de mesure intégrée au PCBTestPoint:TestPoint_Pad_D2.0mm
gen-af.PCB180 × 55 mm ; FR4 1,6 mm ; 2 couches 35 µmON4CRD-RK-R2Gerber + Excellon
BOX11Base et couvercle PETG R2 avec lèvre de positionnementenclosure.scad ; voir plans cotésFabrication locale
FIX-LID4Vis M3x12 + rondelle M3ISO 7045 / ISO 7089Couvercle 3 mm
FIX-PCB4Vis M3x6 + rondelle isolanteISO 7045 M3Ne pas dépasser les avant-trous
INS11Feuille PET isolante 0,25 mm sous cartesDécoupe selon plan intérieurNe remplace pas une isolation secteur
BNC11BNC femelle panneau 50 Ω à souderAmphenol RF 031-10-RFXTrou Ø9,8 mm, rondelle éventail ; vérifier la pièce
RV21Potentiomètre linéaire 10 kΩ, panneauBourns PDB181-K420K-103BTrou Ø7,2 mm ; sens à contrôler au câblage
S11Bascule DPDT ON-ON à souderNKK MN22SS1W01Trou Ø6,5 mm ; remplace M2022SS1W01 ; isoler les pôles inutilisés
S21Bascule DPDT ON-ON à souderNKK MN22SS1W01Trou Ø6,5 mm ; remplace M2022SS1W01 ; isoler les pôles inutilisés
BT11Pile alcaline PP3 9 VDuracell MN160426,5 × 48,5 × 17,5 mm
CLIP11Clip pile à filsKeystone 235PP3
SOC11Support DIP8 7,62 mmAssmann A-08-LC-TTTLC555CP
STRAP11Sangle 10 × 120 mmVelcro One-Wrap 10 mmBerceau pile
WIRE11Fil souple isolé et gaine, environ 1 mUL1007 AWG24Longueurs à ajuster après montage

Montage

  1. Lire schéma et nomenclature avant soudage. Monter les CMS, D1 et l’électrolytique, puis le support DIP8 et les connecteurs. Contrôler la bague cathode D1/pastille 1 et le positif C4/pastille 1.
  2. Vérifier le brochage de RV1 et la liaison de son curseur. Ne pas confondre RV1 interne 50 kΩ avec RV2 de façade 10 kΩ. Inspecter les points de test et les soudures avant insertion du TLC555CP.
  3. Câbler RV2 et S2 avant alimentation. Contrôler chaque position à l’ohmmètre, puis immobiliser les fils. Fixer la carte dans le berceau et la pile avec la sangle ; vérifier que rien ne pince la pile ou ses fils.
  4. Poser l’habillage panel-art.svg après contrôle des trous et du sens des commandes. Le fichier ne sert pas de gabarit de perçage : utiliser front.svg ou le DXF.

Réglage et recette matérielle

Critères proposés, à mesurer sur le prototype ; aucune ligne ci-dessous n’est un résultat d’essai.

  1. Première alimentation isolée à 9 V, limitation proposée 30 mA, sortie déconnectée. Relever VCC après D1 et le courant réel ; arrêter en cas de consommation ou température inexpliquée.
  2. Observer TP2 sur une entrée d’oscilloscope adaptée à haute impédance. Ajuster RV1 vers 1 000 Hz ; ±2 % est un objectif de réglage du prototype, pas une précision garantie par les résistances seules.
  3. Mesurer TP4 sur charges 10 kΩ puis 100 kΩ pour les deux positions S2 et plusieurs positions RV2. Relever crête à crête, fréquence et niveau continu après stabilisation. Comparer aux tendances du modèle, sans imposer la tension de sa source idéale.
  4. Hors tension, débrancher successivement RV2 et S2 et vérifier les références R4/R5 ; recâbler. Contrôler ensuite le comportement de la sortie chargée. Aucune sonde ne doit être raccordée à un circuit sous tension dangereuse.
  5. Vérifier le montage dans son boîtier, le maintien de la pile et le niveau au minimum. Définir sur le prototype la tension basse utile ; la consigne initiale de maintenance est de remplacer la pile si VCC descend sous 5 V.

Dépannage

ObservationCause à rechercherContrôle
Pas d’oscillationS1, polarité D1, alimentation, RESET ou liaison TIMEMesurer TP1, puis broches 4/8 et continuité 2/6 hors tension
Oscillation correcte, BNC muetteRV2 au minimum, commun S2 ou J3 inverséContrôler J2/J4 à l’ohmmètre, comparer TP2 et TP4
Niveau change fortement avec la chargeSortie passive à impédance variableMesurer la charge et employer les rapports du modèle correspondant
Fréquence hors réglageValeur C1/R2/RV1 ou curseur incorrectVérifier les valeurs et les soudures avant de remplacer un composant

Fiche de résultats

À renseignerRésultat / observation
Constructeur / date / numéro de carte
Instruments / étalonnage
Alimentation / fréquence / charge / température
Contrôle / critère visé / résultat mesuré
Incertitude / écart / correction / nouvelle mesure
Conclusion / réserves / signature

Sources et traçabilité

Point de départ de la réflexion fonctionnelle uniquement : https://radio-kits.ucoz.ru/index/generator_probnik_465_kgc_1000_gc/0-43
Conception indépendante ON4CRD : exigences, dimensionnement, interfaces et procédures de recette sont définis dans ce dossier. Les fiches Radio-kits ne constituent pas une validation de cette réalisation. Aucun schéma, image ou firmware du site source n’est redistribué.
TLC555 CMOS, brochage et astable : https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tlc555.pdf
T50-2 AL=4.9 nH/tour² : https://www.amidoncorp.com/2-material-iron-powder-toroids/
Nano classique : https://docs.arduino.cc/hardware/nano
Nano numérotation physique : https://www.arduino.cc/en/uploads/Main/ArduinoNanoManual.pdf
TMUX1511 — brochage et protection hors alimentation : https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tmux1511.pdf
REF3330 — référence 3,0 V et stabilité : https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ref33.pdf
AQY221R2SZ — PhotoMOS rapide : https://industry.panasonic.com/global/en/products/control/relay/photomos/number/aqy221r2sz
2N3904 — E/B/C et saturation : https://www.onsemi.com/download/data-sheet/pdf/2n3904-d.pdf
WH1602B : https://www.winstar.com.tw/zh-tw/products/lcd-display/character-lcd-display-module/lcd-display-16x2.html
BNC 031-10-RFX, dessin de montage : https://www.amphenolrf.com/en-us/assets/file/4065787930/
Jack 35FM3, dessin de montage : https://www.switchcraft.com/assets/1/24/35FM3_Series_CD.PDF
Commutateur CK : https://lorlinelectronics.co.uk/?product=ck

Mention de non-responsabilité

Mention de non-responsabilité

Ces dossiers sont fournis en l’état, à des fins pédagogiques et expérimentales. Les calculs, simulations et contrôles des fichiers ne constituent ni des performances mesurées, ni une certification, ni la qualification du montage réalisé.

La personne qui construit ou utilise le montage doit vérifier les schémas, composants, connexions et protections, respecter les notices des fabricants et la réglementation applicable, et faire valider sa réalisation avant utilisation. Selon le montage, les tensions électriques, la radiofréquence et la chaleur peuvent provoquer électrocution, brûlures ou incendie. Les essais doivent être réalisés par une personne compétente, en commençant à faible puissance et avec les protections adaptées.

Dans les limites autorisées par la loi, ON4CRD et les contributeurs ne garantissent ni l’aptitude à un usage particulier ni les résultats, et déclinent leur responsabilité pour les dommages résultant de la construction, de la modification ou de l’utilisation. Cette mention ne limite aucun droit impératif ni aucune responsabilité que la loi interdit d’exclure.