Un émetteur TV audio/vidéo 49 canaux sur la gamme UHF

Publié par MountasserBillah On 09:35

Réaliser un transmetteur TV, n’est pas aussi simple qu’il y paraît. En effet, il faut étudier un circuit exempt d’auto-oscillations et le compléter avec un logiciel en mesure de gérer le circuit intégré modulateur, pour le faire fonctionner sur les 49 canaux UHF, du canal 29 au canal 69. C’est le résultat de cette équation que nous vous proposons dans cet article.
Emetteur TV

Comme cela est indiqué dans la liste des composants relatifs au schéma électrique de la figure 12, le circuit intégré modulateur, choisi parmi ceux que nous avons essayés, est un TDA8722, fabriqué par Philips. Ce circuit intégré, contient tous les étages nécessaires pour réaliser un émetteur TV avec d’excellentes prestations (voir schéma synoptique de la figure 1).
Les principales caractéristiques de notre appareil sont résumées ci-dessous :
- Tension d’alimentation................5-6 volts max
- Consommation............................180-190 mA
- Transmission en UHF ........du CH 21 au CH 69
- Puissance de sortie ................70 MW environ
- Portée maximale ..............200 mètres environ
- Signal d’entrée vidéo ....minimum 500 mV c/c

Pour alimenter ce transmetteur, nous utilisons 4 piles bâtons de 1,5 volt et comme leur capacité est d’environ 2,2 Ah, nous obtenons une autonomie d’environ 10-12 heures, après quoi, il faut les changer.
Pour augmenter l’autonomie de manière à atteindre 83-85 heures, il est possible d’utiliser des piles pour torches ayant une capacité de 15 Ah, mais il faudra alors les monter dans un boîtier externe.
Le circuit peut également être alimenté avec une petite alimentation reliée au secteur 220 volts et en mesure de fournir une tension stabilisée qui ne dépasse pas 6 volts ; dans le cas contraire, le circuit intégré TDA8722 et le microcontrôleur ST6 pourraient être endommagés.
Si, dans votre alimentation, c’est un régulateur intégré 7805 qui est utilisé, pour obtenir une tension stabilisée de 5,6 volts, il suffit de connecter une diode silicium ordinaire entre la broche M et la masse, comme cela est représenté sur la figure 3.

Schéma électrique
En regardant le schéma électrique, il y a peu à dire : le circuit
intégré TDA8722 (voir IC1) permet de générer :
- la porteuse vidéo en bande UHF – porteuse qui est modulée en amplitude par le signal appliqué sur la broche d’entrée 19,
- la porteuse audio – qui est modulée en FM par le signal BF appliqué sur la broche d’entrée 1.

Figure 1a : Pour réaliser ce transmetteur TV nous avons utilisé, comme circuit intégré modulateur, un TDA8722 fabriqué par Philips en CMS.

Figure 1b : Schéma synoptique du TDA8722.

Figure 1c : Description des broches du TDA8722.

Pour faire fonctionner l’étage PLL présent à l’intérieur de ce circuit intégré, il est nécessaire d’appliquer sur la broche 9 un quartz de 4 MHz.
La bobine L1, connectée entre les broches 4 et 6, est utilisée par l’étage oscillateur interne au circuit intégré, pour générer la porteuse sur la gamme UHF.
Pour modifier la fréquence générée, il suffit d’appliquer, sur la varicap DV1, une tension variable de 0 à 33 volts que nous prélevons sur le collecteur du transistor TR1.
Pour obtenir la tension de 33 volts nécessaire pour couvrir entièrement la gamme UHF, nous avons utilisé le transistor TR2. Ce transistor, couplé à l’inductance JAF1, forme un élévateur de tension.
En fait, le transistor TR2 est piloté sur sa base par des impulsions présentes sur la broche 13 du microcontrôleur IC2. De cette manière, sur le collecteur du transistor TR2, se forment des pics de surtensions d’une amplitude supérieure à ceux d’alimentation. Ces pics sont redressés par la diode DS1 et, enfin, stabilisés à 33 volts par la diode DZ1.
Le pont J1, connecté à la broche 12 du microcontrôleur IC2, sert uniquement aux tests du circuit.
En déplaçant ce petit connecteur de manière à relier à la masse la broche 12 d’IC2, deux barres blanches sur fond noir apparaissent sur l’écran du téléviseur, et ce, même si un signal vidéo est appliqué sur l’entrée de IC1.
Lorsque la fréquence générée par l’oscillateur UHF d’IC2 correspond au canal affiché sur les roues codeuses S1 et S2, la diode LED DL1, connectée à la broche 14 d’IC1, s’illumine.
Ainsi, si nous positionnons les deux roues codeuses sur le canal 25, cette diode ne s’illumine que si la fréquence de sortie est exactement de 503,25 MHz.
Si nous les positionnons sur le canal 63, la LED s’illumine uniquement si la fréquence de sortie est exactement sur 807,25 MHz.
Comme vous l’aurez compris, le microcontrôleur IC2 sert pour envoyer sur les broches 12 et 13 d’IC1, les signaux d’horloge et de données nécessaires pour faire varier la fréquence de l’oscillateur UHF sur le canal requis.
La bobine JAF3 et le condensateur ajustable C21, montés entre les broches 2 et 3 de IC1, servent pour syntoniser l’oscillateur audio sur 5,5 MHz.
Comme la puissance délivrée par IC1 est d’environ 1 milliwatt, nous avons prévu de l’amplifier à l’aide de deux circuits intégrés IC3 et IC4 et d’un transistor de moyenne puissance TR4.
C’est sur le collecteur du transistor TR4 qu’est prélevé le signal UHF, pour être envoyé sur l’antenne télescopique, afin d’être rayonné.
Dans le tableau 1, nous avons reporté la longueur en centimètres que doit avoir cette antenne en fonction du canal choisi.
Ainsi, ses éléments ne sont jamais déployés à leur longueur maximale, mais sur les 3/4 de la longueur d’onde du canal choisi. Si l’antenne n’est pas réglée correctement, la puissance du signal rayonné est atténuée et, par voie de conséquence, la portée maximale est réduite.
Pour calculer la longueur relative à 3/4 d’onde nous pouvons utiliser cette formule simple :
Longueur en cm = 21600 : MHz
Ainsi, si nous transmettons sur le canal 21, la longueur de l’antenne doit être de :
21600 : 471,25 = 45,8 cm
Si nous transmettons sur le canal 50, la longueur de l’antenne doit être de :
21600 : 703,25 = 30,7 cm
Enfin, si nous transmettons sur le canal 69, la longueur de l’antenne doit être de :
21600 : 855,25 = 25,2 cm
Précisons immédiatement que ces longueurs peuvent être arrondies en plus ou en mois, de quelques millimètres sans problème.

Figure 2 : Schéma électrique du transmetteur TV.

Figure 3 : Ce transmetteur TV est alimenté avec 4 piles de 1,5 volt. Si vous voulez l’alimenter avec une alimentation stabilisée externe qui utilise un circuit intégré 7805, pour obtenir les 6 volts nécessaires (5,6 volts exactement), il suffit de connecter une diode au silicium entre la broche M et la masse.


Sachant que la longueur totale de l’antenne entièrement déployée est de 47,5 cm, que le premier élément fixe est long de 10 cm et les autres cinq éléments sont longs chacun de 7,5 cm, nous pouvons facilement établir combien d’éléments nous devrons déployer (voir figure 4).
C’est seulement dans le cas d’une utilisation à la portée maximale de l’émetteur, que nous pourrons juger si une modification de la longueur de l’antenne, autour de sa taille calculée, entraîne une augmentation de l’intensité du signal reçu.
Nous vous rappelons que le signal peut augmenter ou diminuer en modifiant la position de l’antenne, d’une position verticale à une position horizontale ou vice-versa.

Le sélecteur de canaux
Vous aurez déjà compris que pour
transmettre sur l’un des 49 canaux
UHF, il suffit d’appuyer sur les deux
poussoirs des commutateurs binaires
(roues codeuses) S1 et S2 afin de
faire apparaître le numéro du canal
désiré.
Pour éviter un changement de canal alors que le transmetteur est en émission, par un appui volontaire ou involontaire d’un poussoir, nous avons prévu une protection.
Ainsi, si nous transmettons sur le canal 39 et que nous appuyons sur l’un des poussoirs d’une roue codeuse, nous continuerons toujours à transmettre sur le canal 39. C’est seulement si nous éteignons le transmetteur, puis nous le rallumons, que nous transmettrons sur le nouveau canal sélectionné.
Par exemple, si nous voulons passer sur le canal 48, nous devons éteindre le transmetteur, positionner les commutateurs sur 48 et allumer le transmetteur après avoir déployé les éléments de l’antenne pour obtenir une longueur de 31 cm environ.
Même s’il est possible de positionner les deux commutateurs binaires du numéro 00 jusqu’au numéro 99, nous avons programmé le microcontrôleur de manière à ce que, quel que soit le numéro choisi entre 00 et 21, nous transmettions toujours sur le canal 21 et quel que soit le numéro choisi entre 69 et 99, nous transmettions toujours sur le canal 69.

Quelques applications
- Un signal audio/vidéo peut être récupéré sur la prise SCART (péritélévision) située à l’arrière d’un magnétoscope ou d’un démodulateur satellite, puis transmis sur l’un des 49 canaux disponibles, de manière à pouvoir être capté sur plusieurs téléviseurs situés à différents endroits dans la zone de réception.
- Le signal prélevé d’une mini caméra noir et blanc ou couleur peut être appliqué à l’émetteur 49 canaux pour effectuer, en plusieurs points dans la zone de réception, la surveillance à distance d’un local.
- Cet émetteur peut également être utilisé comme microphone sans fil (c’est un luxe !) pour recevoir un son sur un canal TV. En effet, même si aucun signal vidéo n’est appliqué à l’entrée, l’audio peut être écoutée normalement.
Ne souriez pas ! Dans la même maison, il y a souvent un téléviseur à la cuisine, dans le salon et dans la pièce de repassage. Pour surveiller bébé, c’est une solution "riche" mais simple! Les applications possibles de cet émetteur TV audio/vidéo sont si nombreuses que de les énumérer remplirait plus d’une page ! Chacun saura trouver l’application qui lui convient et en découvrir d’insoupçonnées.
La portée maximale Nous avons déjà expliqué que la portée maximale de cet émetteur TV se situera aux alentours des 200 mètres, mais ce chiffre est purement indicatif, car, comme vous le constaterez vousmême, dans certaines conditions, cette distance peut doubler ou être divisée par deux.
Plus la fréquence est élevée, plus la portée augmente, ainsi, il serait conseillé d’utiliser, dans la mesure du possible, les canaux hauts, du canal 50 au canal 69 plutôt que les canaux bas, du canal 21 au canal 30.
Comme vous avez à votre disposition 49 canaux UHF, vous devez rechercher sur le téléviseur, ceux qui ne sont pas occupés par TF1, A2, FR3, etc., dont les puissantes émissions "écraseront" sans difficulté le faible signal de votre émetteur.

Figure 4: En fonction du canal choisi, il faudrait régler l’antenne sur une longueur égale à environ 3/4 d’onde comme cela est indiqué dans le tableau 1. En pratique, ces longueurs peuvent êtres arrondies de quelques millimètres en plus ou en moins.



Si nous n’avons pas augmenté la puissance, c’est que nous sommes déjà à la limite de la légalité, au-delà, nous enfreignons la loi.
La portée du transmetteur augmentera considérablement si, sur le toit ou sur un pylône, nous installons une antenne directive. Dans ce cas, il faut que le récepteur soit placé à peu près dans l’axe de l’antenne, car si vous le placez sur le côté ou sur l’arrière, la portée
diminuera notablement.
Si votre installation de télévision dispose d’un préamplificateur UHF large bande, celui-ci n’aura aucune difficulté à amplifier tous les canaux, du 21 au 69.
Bien entendu, si sur le toit se trouve installée une antenne directive prévue plapour le canal 21, cette dernière ne captera que faiblement, ou pas du tout, les signaux transmis sur les canaux supérieurs.
Si, dans votre installation, se trouvent des préamplificateurs UHF sélectifs, ceux-ci atténueront automatiquement tous les signaux en dehors de leur canal : par exemple, si vous avez des modules prévus pour capter les canaux 22-45-50-63, ces préamplificateurs favoriseront seulement ces quatre canaux, ou éventuellement mais plus faiblement, ceux adjacents.
Comme la plupart des antennes TV installées sur les toits, sont en polarisation horizontale (par rapport au sol), pour augmenter la portée du transmetteur, il est nécessaire de placer l’antenne télescopique du transmetteur en position horizontale également.
A ceux qui voudraient effectuer une liaison fixe de 4 à 500 mètres, entre le transmetteur et un téléviseur, nous conseillons l’acquisition d’une antenne TV directive pour les canaux hauts, de l’installer sur le toit en position verticale (voir figure 10).

Figure 5: Pour changer le canal de l’émetteur, vous devez appuyer sur les deux boutons des roues codeuses jusqu’à ce que vous voyiez apparaître le chiffre du canal désiré. Cette opération se fait lorsque l’émetteur est éteint. Si vous désirez changer de canal après avoir transmis, il faut éteindre le transmetteur, changer de canal sur les roues codeuses et le remettre sous tension. Si vous programmez un numéro compris entre 00 et 21, vous transmettrez toujours sur le canal 21 et si vous programmez un numéro compris entre 69 et 99, vous transmettrez toujours sur le canal 69.

Figure 6 : En haut à gauche de cette photo, vous pouvez voir le circuit intégré modulateur TDA8722.

Figure 7: Pour éviter que le signal HF rayonné par l’antenne ne rentre dans le TDA8722, celui-ci a été blindé de façon adéquate.

Figure 8 : Photo du circuit du transmetteur TV installé dans le coffret sans le couvercle. Notez la polarité des piles utilisées pour son alimentation.

Figure 9 : Sur les prises d’entrée audio et vidéo de ce transmetteur TV, vous pouvez appliquer directement les signaux prélevés à la sortie d’un caméscope. Sur la prise vidéo, vous pouvez également relier le signal vidéo prélevé à la sortie d’une caméra miniature noir et blanc ou couleur.

Figure 10 : Pour augmenter la portée, vous pouvez connecter, à la prise d’entrée de la télévision, une petite antenne directive, idéale pour recevoir le canal intéressé. N’oubliez pas de monter l’antenne en position verticale.


Liste des composants de l’émetteur TV

R1 = 220 kΩ
R2 = 12 kΩ
R3 = 82 Ω
R4 = 470 Ω
R5 = 470 Ω
R6 = 22 kΩ
R7 = 22 kΩ
R8 = 12 kΩ
R9 = 12 kΩ
R10 = 100 kΩ
R11 = 75 Ω
R12 = 22 kΩ
R13 = 10 Ω
R14 = 10 kΩ
R15 = 1 kΩ
R16 = 10 kΩ
R17 = 10 kΩ
R18 = 10 kΩ
R19 = 10 kΩ
R20 = 1 kΩ
R21 = 47 kΩ
R22 = 10 Ω
R23 = 82 Ω
R24 = 8,2 Ω
R25 = 2,2 kΩ
R26 = 680 Ω
R27 = 6,8 Ω
R28 = 6,8 Ω
C1 = 470 nF céramique
C2 = 220 nF céramique
C3 = 100 nF céramique
C4 = 33 pF céramique
C5 = 33 pF céramique
C6 = 150 nF céramique
C7 = 10 nF céramique
C8 = 15 pF céramique
C9 = 1 μF céramique
C10 = 22 μF électrolytique
C11 = 22 μF électrolytique
C12 = 47 μF électrolytique
C13 = 100 nF céramique
C14 = 1 μF céramique
C15 = 1 μF céramique
C16 = 22 μF électrolytique
C17 = 100 nF céramique
C18 = 100 nF céramique
C19 = 4,7 μF électrolytique
C20 = 27 pF céramique
C21 = 5-30 pF ajustable
C22 = 22 pF céramique
C23 = 47 μF électrolytique
C24 = 1 nF céramique
C25 = 10 nF céramique
C26 = 10 pF céramique
C27 = 10 nF céramique
C28 = 10 pF céramique
C29 = 10 nF céramique
C30 = 22 pF céramique
C31 = 22 pF céramique
C32 = 4,7 μF électrolytique
C33 = 1 nF céramique
C34 = 10 nF céramique
L1 = 2 spires
fil 0,6 mm sur Ø 2 mm
L2 = 2 spires
fil 0,6 mm sur Ø 2 mm
JAF1 = Self 1 000 μH
JAF2 = Self 100 μH
JAF3 = Self 22 μH
JAF4 = Self 68 nH
JAF5 = Self 1 μH
JAF6 = Self 68 nH
DS1 = Diode 1N4148
DS2 = Diode 1N4148
DS3 = Diode 1N4148
DS4 = Diode 1N4148
DS5 = Diode 1N4148
DS6 = Diode 1N4148
DS7 = Diode 1N4148
DS8 = Diode 1N4148
DS9 = Diode 1N4148
DS10 = Diode 1N4148
DS11 = Diode 1N4007
DL1 = Diode LED
DZ1 = Diode zener 33 V
DV1 = Diode varicap BB811
TR1 = Transistor NPN BC847
TR2 = Transistor NPN BC847
TR3 = Transistor NPN BC847
TR4 = Transistor NPN BFG135
IC1 = Intégré TDA8722
IC2 = μcontrôleur ST62T01 (EP1445)
IC3 = Intégré INA10386
IC4 = Intégré MAV11
S1 = Roue codeuse
S2 = Roue codeuse
S3 = Interrupteur
J1 = Cavalier
XTAL = Quartz 4 MHz
FC1 = Résonateur 800 kHz


Figure 11 : Le signal audio/vidéo peut aussi être prélevé sur une prise SCART (péritel). Sur le dessin, nous indiquons à quelles broches de la prise vous devez connecter les deux câbles blindés pour prélever ces deux signaux.


Pour conclure
Cet émetteur TV audio/vidéo 49 canaux UHF saura vous rendre de nombreux services et combler vos besoins en retransmission d’images. Autonome, il vous permettra de nombreux essais, même en rase campagne. Il vous sera désormais possible de recevoir votre chaîne satellite favorite au fond du jardin, sous votre chêne préféré, simplement.

Coût de la réalisation
Tous les composants pour réaliser cet émetteur TV audio/vidéo 49 canaux UHF, tels qu’ils apparaissent sur les figures 3 et 6, ainsi que le boîtier et l’antenne : env. 110 €. Le circuit imprimé seul : env. : 37 €.

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