Page 77 - THF

Préamplificateur 400 MHz

pour la bande des radiosondes

Jean-Matthieu STRICKER F5RCT

L ’activité de recherche de radiosondes intéresse de plus en Figure n° 1
plus de radio amateurs et de SWL. Dans le cadre de cette
activité, se munir d’un préamplificateur offre d’avantage de
sensibilité pour décoder les dernières coordonnées de la
sonde au moment de sa chute au sol. L’usage de transceivers
commerciaux comprenant la réception de la bande 400 MHz
ou de récepteurs à couverture générale sont bien pratiques,
malgré une sensibilité parfois médiocre. Ce préamplificateur
sans réglage décrit ci-après est spécialement conçu pour les
récepteurs « passoires » ; il comporte des réjecteurs des
bandes FM et 145 MHz. La rejection de la bande 144 MHz
protège le préamplificateur du champ important d’un émetteur
à proximité (lors de recherche en usage mobile par exemple).
A titre d’exemple ce préamplificateur, avec son facteur de
bruit de 1,5 dB, améliore la sensibilité de 6 à 7 dB d’un
récepteur scanner type MVT7100 de Yupiteru, sans apporter
d’intermodulation.
Pour cette application, nous ne recherchons pas un excellent
facteur de bruit comme on pourrait le faire avec un transistor
AsGa. L’usage d’un transistor bipolaire donne un compromis
intéressant pour le facteur de bruit, tout en ayant un courant
de fonctionnement de 10 mA sous 4 V. L’adaptation de ce Figure 1 : Facteur de bruit et gain du BFG540 en fonction du courant collecteur
type de transistor peut aisément se faire en large bande, et que les inductances. Pour un étage HF à basse impédance
ceci sans réglage ; ce qui n’est pas le cas des transistors d’entrée, il convient mieux de choisir un circuit d’adaptation
AsGa. En fait, c’est un préamplificateur simple à réaliser qui type passe-haut ; c'est-à-dire comprenant une capacité plutôt
fonctionnera dés la dernière soudure.
qu’une inductance entre l’entrée et la base du transistor.
Trouver un bon transistor faible bruit comporte quelques Adapter un transistor avec un circuit résonant LC est possible,
difficultés. On trouve encore facilement des BFR93A, qui mais les pertes seront supérieures et l’impédance à présenter
très utilisés à l’époque du RADIOCOM 2000, donnent un facteur pour le minimum de facteur de bruit sera moins bien mai-
de bruit de l’ordre de 2 à 2,5 dB. Mais les fabricants ont trisée.
développé différentes générations de transistors après le Il arrive aussi, et les anciens le diront, qu’un préamplificateur
BFR93A. On se retrouve aujourd’hui avec des fréquences de se transforme vite en oscillateur sous l’effet de paramètres
transition de plus de 10 GHz, avec un courant collecteur de non maîtrisés ! « Si tu fais un préamplificateur : il sera un
l’ordre de 1 mA sous 2 à 3 V de tension collecteur émetteur. bon oscillateur, alors fais un oscillateur et tu verras qu’il
Ces transistors sont difficilement applicables à 400 MHz car n’oscillera pas ! ». La simulation montre les critères de sta-
ils ne sont pas caractérisés en facteur de bruit et sont souvent bilités. Lors de l’adaptation d’impédance par simulation,
instables par l’excès de gain en UHF. A faible courant collecteur, des contours calculés en fonction du transistor délimitent
des frontières d’impédances qu’il ne faut pas approcher au
le point de compression et le point d’interception du 3 e
ordre sont très médiocres. détriment de l’instabilité. L’adaptation large bande non réso-
nante en entrée et en sortie a l’avantage d’apporter plus de
stabilité.
Il faut s’orienter vers de générations moins récentes, déve-
loppées vers 1995. Le critère de recherche fut un faible facteur Le gain disponible d’un transistor ayant 9 GHz de fréquence
de bruit à courant collecteur supérieur à 5 mA, ceci pour une de transition avoisine les 25 dB à 400 MHz. Trop de gain est
tension VCE de l’ordre de 3 à 5 V. Notre choix s’est orienté aussi une cause d’instabilité. Ainsi plus le transistor est uti-
vers le BFG540 ou BFG540W (boitier plus petit) que l’on lisé bas en fréquence, plus il faudra le stabiliser en gain. La
trouve chez Franco Rota [1] ou Reichelt [2]. Ce transistor est figure 2 montre le MSG (maximum stable gain) et le GUM
caractérisé à 400 MHz pour différentes valeurs de courant et (maximum unilatéral power gain). Il convient de travailler le
de tension. Son point de fonctionnement à 10 mA et 4 V circuit de sortie pour réduire le gain à moins de 20 dB. Après
donne un compromis intéressant pour le point de compres- quelques essais, un gain de 13 dB au minimum suffit pour
sion avec un facteur de bruit théorique de 1,2 dB, figure 1. dominer les 6 à 7 dB de facteur de bruit d’un récepteur
médiocre.
La conception d’un préamplificateur, ou LNA (low noise Revenons à la simulation (figure 3) et au schéma (figure 4)
amplifier), est grandement facilitée par un travail préalable du préamplificateur. L’adaptation du transistor à l’entrée au
avec un outil de simulation [3]. Avant de se lancer dans la minimum de facteur de bruit dépend des éléments C1 et L1.
première simulation, ne perdons pas de vue que les pertes En sortie, L2 et C3 déterminent le gain. La piste inductive
au niveau du circuit d’adaptation d’entrée du transistor dans l’émetteur a été introduite pour stabiliser le transistor
dégraderont le facteur de bruit. Gardons à l’esprit que les aux fréquences supérieures à 500 MHz, et réduire le gain à
capacités céramiques ont beaucoup moins de pertes en HF une valeur convenable.

77