Le VCO à circuit intégré XR2206 - TSF
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Le VCO à circuit intégré XR2206 Francis Lésel - P.Rommeluère Juin 1998 1 en essayant de Le XR2206 s'impose actuellement dans les clubs aérospatiaux comme le circuit intégré le • R et C permettent de fixer la fréquence centrale du signal de sortie : F0 = mieux adapté à la réalisation d'un VCO de qualité. Nous allons voir dans cette note comment le mettre R. C en œuvre sans difficulté. garder R et C dans les marges déterminées dans le tableau ci-dessus. Si vous désirez avoir des informations plus formelles, consultez la documentation technique du constructeur qui est disponible auprès de l’ANSTJ. Vous trouverez néanmoins dans ce document La tension Vc appliquée sur Rc permet de moduler la fréquence de sortie. Il faut savoir que le tout ce qu'il faut savoir pour ne pas avoir de problèmes. potentiel de la broche 7 est fixé en interne à 3 V et que la variation de fréquence est fonction du courant qui passe dans cette broche 7. En appliquant une tension Vc = 3 V, on ne modifie pas ce courant, ainsi Fsortie = F0 . Si on I) Brochage: change la tension Vc, on va faire varier le courant dans la broche 7 et modifier ainsi la fréquence du signal de sortie. Le XR2206 se présente sous la forme d'un circuit intégré dual-in-line Il faut donc, pour être correct, avoir un signal modulant Vc qui varie symétriquement autour 16 broches dont une description sommaire est faite dans le tableau ci- de 3 V. Dans l'idéal, nous vous conseillons de faire varier la tension Vc de 0 à 6 V. Dans ce cas ( Vc dessous: varie de 0 V à 6 V), on peut calculer ainsi R = 100. R c 7,5 Broche 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Signal Entrée AM Sortie signal utile Réglage niveau de sortie Entrée Vcc Capacité de réglage de la fréquence centrale Fo Résistance de réglage Fo Commentaire Reliée à la masse Le XR2206 ne fera peut-être jamais votre tasse de café, mais il peut très facilement générer une modulation FSK (cf. la note technique "la télémesure numérique"). Dans ce cas on utilise la broche 9 qui, suivant l'entrée, permet de sélectionner la broche 7 ou la broche 8 comme référence pour la fréquence du signal de sortie. La figure 12 représente un montage de VCO à modulation FSK typique. ^ V = 60 mV par KΩ de R 3 12 V 4.7 nF < C < 100 nF 10 KΩ < R < 100 KΩ Si la tension appliquée sur la broche 9 est inférieure à 1 V, la résistance R 2 servira à la détermination de la fréquence du signal de sortie, si la tension est supérieure à 2 V, c'est la résistance R 1 qui Capacité 1 uF à la masse Masse Résistance réglant la linéarité du signal de sortie III) Modulation FSK détermine cette fréquence suivant le calcul déjà vu dans le paragraphe précédent F = x R=200Ω dans l’idéal R= 180Ω ou 220Ω dans la pratique Idem 13 Ne rien mettre ici Idem 13 Réglage de la symétrie du signal de sortie 16 Idem 15 Idem 15 Dans la suite de ce document, nous allons voir comment calculer les valeurs clés des composants gravitant autour du XR2206. II) Modulation IRIG: La figure 10, complétée de la figure 9, indique le schéma nécessaire et suffisant pour faire fonctionner correctement un XR2206 en tant que VCO dans une télémesure analogique IRIG avec une modulation à ±7,5 % (cf. note technique n°3 : Principe de codage par multiplexage en fréquence). • R 3 permet de régler l'amplitude de sortie. L'amplitude de sortie est égale à 60 mV par kΩ de R 3 ( 1kΩ < R 3 < 100kΩ ). du montage est identique. 1 . Le reste R x .C Le VCO Voltage Controled Oscillator Capteur Tension Fréquence VCO = f(U) Vers émetteur Le VCO est un traducteur Tension/Fréquence. Il produit un signal alternatif (généralement sinusoïdal) de sortie dont la fréquence est directement proportionnelle à la tention continue du signal d’entrée. Pourquoi un VCO ? Généralement, les capteurs fournissent une information sous forme de tension (exemple : 4V => 50°C ; 1V => 10°C). Les émetteurs proposés aux clubs ne peuvent pas transmettre de siganux continus. Emetteur Entrée filtre Modulation FM antenne Il faut donc transformer l’information à transmettre par l’émetteur en un signal alternatif de fréquence proportionnelle à la tention donnée par le capteur. Le standard IRIG Plusieurs normes prédéfinies existent pour définir la relation entre le signal continu d’entrée et le signal alternatif de sortie. Le standard le plus connu est le standard IRIG. Il existe plusieurs standards IRIG et chacun de ces standards peut comporter plusieurs voies. Une voie est définie par : • une fréquence de référence ; • une excursion min et max en fréquence. L’excursion en fréquence est l’écart entre la fréquence de référence (aussi appelée fréquence centrale) et les fréquences min et max. Le standard IRIG ANSTJ L’ANSTJ a défini son propre standard IRIG. • 4 voies • excursion en fréquence = +/- 20% Voie F min (Hz) F centre (Hz) F max (Hz) 1 2 320 1040 400 1300 480 1560 3 4 3200 10400 4000 13000 4800 15600 Le VCO à l’aide d’un XR2206 Plusieurs composants permettent de réaliser un VCO. A l’ANSTJ, c’est le XR2206 qui est le plus souvent recommandé. Le XR2206 est un générateur de fréquence variable. Il existe des montages simples qui permettent de régler la fréquence de son signal de sortie en fonction d’une tension donnée. Coût : ~ 8€ Le VCO à l’aide d’un XR2206 (suite) Le XR2206 se présente sous la forme d'un circuit intégré dualin-line 16 broches. Le circuit VCO à base d’un XR2206 Choix des composants : 1 F0 = R.C 100.R R Rc = = = 5.R 20% 20 Le brochage du XR2206 Broche Signal Commentaires 1 Entrée AM Reliée à la masse 2 Sortie signal utile Sinuzoide ou triangle 3 Réglage niveau de sortie V=60 mV par KΩ de R3 4 Alimentation - Entrée Vcc 12 V 5 Capacité de réglage de la fréquence centrale Fo 4.7 nF < C < 100 nF 6 Résistance de réglage Fo 10 KΩ < R < 100 KΩ 7 Entrée 1 (entre 0 et 6V) 8 Entrée 2 (entre 0 et 6V) NC 9 Selection entrée (7 pour 1 ou NC / 8 pour 0) Entrée FSK 10 Capacité 1 uF à la masse 11 Sortie signal carré 12 MasseVR 13 Résistance réglant la linéarité du signal de sortie R=200Ω 14 Idem 13 Idem 13 15 Réglage de la symétrie du signal de sortie NC 16 Idem 15 Idem 15 NC ^ 3 Quelques explications… It = Ib + Ic 3 3 − Vc Ic = Ib = R Rc It = Vc − 3 3 + Rc R La broche 7 du XR2206 impose une tension fixe à 3 V Et la fréquence du signal de sortie est directement liée au courant d’entrée de la patte 7. Ce petit pont diviseur, permet de faire varier ce courant en fonction de la tension d’entrée (Sweep Input ou Vc). A Vc=3V => It=0 A Vc=0V => It=3R-3Rc A Vc=6V => It=3R+3Rc Quelques explications (suite) It = Ib + Ic 3 3 − Vc Ic = Ib = R Rc It = Vc − 3 3 + Rc R R Excursion = Rc Donc si l’on souhaite réaliser un VCO IRIG 20% sur la voie 2 (Fo=1300 Hz) il faut F0 = 1 R.C R= 1 F 0.C Prenons C=10nF R= 1 1300.10.10−9 Transmutation en modulateur FSK Maintenant que l’on sait réaliser un VCO IRIG, il est très simple d’adapter ce shéma pour réaliser un modulateur FSK. Pour cela, il faut relier l’entrée 7 à la masse via une résistance R0 adéquate (F0=1/R0.C). Idem sur l’entrée 8 avec une résistance R1. (F1=1/R1.C) En utilisant la patte 9 du XR2206 comme entrée du modulateur FSK, on change la fréquence du signal de sortie de la patte 2 (F0 ou F1) en fonction de l’état de la patte 9 (haut ou bas).
