Figure 1 : Schéma électrique du micro-émetteur UHF.Le schéma électrique de la fi gure 1 peut se subdiviser en quatre blocs : l’interface vers la ligne téléphonique, le commutateur ON/OFF, l’émetteur radio proprement dit et l’alimentation.
L’interface de ligne est réalisée avec le transformateur TF1, dont le primaire est alimenté uniquement par le signal BF (audio, tonalité, etc.), grâce au condensateur de liaison C1.
Si C1 n’existait pas, la résistance de l’enroulement serait tellement faible que la ligne serait constamment prise, car celle-ci serait toujours chargée en courant continu faisant “voir” au central téléphonique une condition de décrochement du combiné.
Mais pour nous, il faut qu’au repos le circuit soit complètement inactif et qu’il n’infl uence en aucune manière le fonctionnement de la ligne. Ainsi, avec C1, nous nous mettons à l’abri d’un quelconque dysfonctionnement, en nous assurant toutefois du passage du signal variable qui, par la suite est transféré, au secondaire de TF1.
De ce dernier, à travers la cellule de protection composée de R1, D3 et D4, la phonie rejoint l’entrée audio du module émetteur, un hybride dont nous parlerons brièvement.
Quant à la protection, il est évident que celle-ci sert pour limiter à 0,6 volt la tension appliquée sur la broche 7 de U1 et qu’elle est, de plus, indispensable en présence de la tension alternative de sonnerie.
En fait, durant l’arrivée d’un appel, la ligne est soumise à une différence de potentiel qui atteint 80 volts effi caces. Si cette tension, après être passée à travers le transformateur TF1 (rapport 1/1, 600/600 ohms) atteignait telle qu’elle le module hybride, elle l’endommagerait irrémédiablement.
D3 et D4, disposées tête-bêche, empêchent que la tension n’excède 600 millivolts positifs ou négatifs.
Dans ce cas, R1 limite le courant dans les diodes à une valeur non destructrice pour elles.
A ce point, la BF arrive sur la broche 7 de U1 mais ne produit (pour l’instant) aucun effet car, pour minimiser la consommation, nous maintenons l’émetteur au repos jusqu’au moment où nous en avons effectivement besoin.
Le bon moment est le début et le déroulement d’une conversation téléphonique proprement dite. En effet, au repos, cela n’a aucun sens de transmettre, étant donné que tout ce que l’on peut entendre dans le récepteur est un peu de bruit ou, au mieux, la tension alternative à 50 hertz qui arrive sur la ligne au moment d’un appel.
Donc, pour garantir que l’émetteur hybride ne soit mis en fonctionnement que dans les moments utiles, nous avons mis au point une cellule capable de s’activer avec le décrochement du combiné téléphonique (que ce soit pour effectuer un appel ou pour répondre à un appel) et d’allumer en conséquence l’émetteur. Cette cellule est substantiellement un commutateur ON/OFF statique basé sur l’emploi d’un transistor.
Le fonctionnement est vite décrit. La tension continue présente aux bornes de la ligne au repos est de l’ordre de 48 volts (cela dépend du type de central). Ensuite, elle s’abaisse à environ 10 volts lorsqu’une prise de ligne est effectuée. Cela peut être une personne qui décroche le combiné, un MODEM, un serveur vocal ou un fax.
Le fait de rendre le transistor PNP T1 conducteur, permet la mise en service du module hybride.
Pratiquement, lorsque la ligne est au repos, le pont redresseur PT1 reçoit une différence de potentiel de 48 volts, qui par l’intermédiaire de R3 et R4 est appliquée à la base du transistor T1.
La base se retrouve ainsi plus positive que l’émetteur du transistor, alimenté par la batterie rechargeable de 9 volts, pour cette raison le transistor reste bloqué.
Notez que la diode D2 limite la tension Vbe à –0,6 volt, sinon la tension pourrait endommager la jonction du transistor.
Aux bornes de R5, nous avons une tension nulle et la broche de contrôle de U1 (2) est au niveau bas. De cette façon, même si le module hybride est normalement alimenté par la batterie, il ne transmet pas et ne consomme donc pas de courant.
Dès que la ligne est prise, la tension entre les points + et – du pont redresseur descend à environ 10 volts continus, ainsi la base devient plus négative que l’émetteur du transistor (notez que le pont diviseur R3/R4 maintient le potentiel de base à un niveau inférieur à celui présent sur le + du pont PT1) et le transistor passe du mode bloqué au mode conducteur.
Maintenant, son collecteur est au niveau haut, environ 8 volts, potentiel qui, sur la broche 2 du module hybride, équivaut à un état logique 1 : le transmetteur est ainsi activé. La broche 2 contrôle en effet la mise en service de l’émetteur radio. Au "0" logique, l’émetteur est maintenu au repos, au niveau logique "1", il est activé. A présent, l’hybride peut envoyer dans l’éther la porteuse HF à 433,75 MHz modulée en fréquence par le signal audio prélevé des fi ls de la ligne téléphonique grâce au condensateur C1 et au transformateur d’accouplement TF1.
Clairement, si le combiné a été décroché pour effectuer un appel, initialement, la tonalité est tout d’abord émise par le central, par contre si le décrochage a eu lieu suite à l’arrivée d’une sonnerie, la conversation commence aussitôt.
Notez également une particularité de notre appareil. La sortie pour l’antenne, en fait la broche 15 de l’émetteur FM audio, n’a pas été connectée au traditionnel brin de fi l rigide coupé à une fraction de longueur d’onde, mais, par l’intermédiaire d’un condensateur de quelques picofarads (C2), elle rejoint un des fi ls de la ligne téléphonique.
Même si la méthode peut paraître étrange aux puristes, à la suite de nombreux essais effectués dans des lieux de natures très diverses, elle s’est avérée être la méthode la plus effi cace et celle ayant le meilleur rendement pour la transmission du signal dans notre application.
En fait, en utilisant un des fi ls de la ligne téléphonique comme antenne, nous obtenons une portée qui peut atteindre 300 mètres en absence d’obstacles. L’impédance reste acceptable même avec plusieurs téléphones reliés en parallèle. Les tubes dans lesquels sont encastrés les câbles téléphoniques sont généralement en plastique. Ils ne constituent donc pas un obstacle pour la propagation des ondes radio.
Un système vraiment original, vous ne trouvez pas ?
Quant à U1, c’est l’émetteur radio sous forme de module hybride TX-FM-Audio de la société AUREL. Le composant contient un oscillateur SAW très stable, opérant sur 433,75 MHz modulable en fréquence entre ±75 kHz par l’intermédiaire de l’application d’un signal d’une amplitude ne dépassant pas 100 mV effi caces sur la broche d’entrée 7 (input) par rapport à la masse (broches 3, 5, 9, 13, 16). La puissance du TX est de 10 mW sur une charge (antenne) de 50 ohms. Sa bande passante audio, s’étendant entre 20 Hz à 30 kHz, permet des transmissions en haute fi délité.
Certes, pour une transmission de conversations téléphoniques, elle est trop importante (la bande passante téléphonique n’est que de l’ordre de 300 à 3 000 Hz) mais c’est tout de même une caractéristique appréciable.
Figure 2 : Schéma d’implantation des composants du micro-émetteur UHF.
Figure 3 : Le prototype prêt à être installé dans le téléphone.
Figure 4 : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé du micro-émetteur téléphonique, côté cuivre.Liste des composants
R1 ...... 1 kΩ
R2 ...... 47 kΩ
R3 ...... 100 kΩ
R4 ...... 33 kΩ
R5 ...... 10 kΩ
C1 ...... 220 nF 250 V polyester pas 15 mm
C2 ...... 22 pF céramique
C3 ...... 100 μF 25 V électrolytique
D1 ...... Diode 1N4007
D2 ...... Diode 1N4007
D3 ...... Diode 1N4007
D4 ...... Diode 1N4007
T1....... Transistor PNP BC557B
U1 ...... Module Aurel TX-FM-Audio
PT1..... Pont redresseur 100 V 1 A
TF1 ..... Transfo. de ligne rapport 1/1
Divers :
1 ........ Prise pile 9 V