Pas tout à fait 101 utilisations pour un tuner TV analogique UHF

Les jeunes pirates électroniques d'aujourd'hui ont beaucoup de chance de grandir à une époque où il existe à la fois une pléthore d'appareils capables de stimuler leur imagination et un accès facile et bon marché à ceux-ci. Moins que le prix d'un repas de hamburger peut vous garantir une plate-forme informatique Linux telle que le Raspberry Pi Zero, et un vaste choix de capteurs et de périphériques ne sont qu'à une enveloppe postale du jour au lendemain.

Remontant quelques décennies aux années 1980, les choses étaient un peu différentes pour les jeunes enclins à l'électronique. Nous avions la première génération de micro-ordinateurs 8 bits, mais ils étaient chers, et à moins que vous n'ayez des parents bien nantis prêts à vous acheter un modèle haut de gamme, il pourrait être difficile de s'y connecter. D'autres pièces électroniques étaient beaucoup plus chères et la vente par correspondance pouvait prendre des semaines pour livrer la marchandise.

Pour certains d'entre nous, ce n'était pas un problème. Nous cherchions simplement d'autres sources de pièces, et l'une des plus pratiques était la ferraille de téléviseur à tube cathodique que vous trouviez dans presque toutes les bennes à ordures à l'époque précédant le recyclage électronique. Si vous pouviez le faire à partir de composants discrets de qualité grand public des années 1970, nous l'avons probablement fait après avoir soigneusement examiné un tas de gros PCB pour rechercher les bonnes valeurs de composants. Bon entraînement, vous finissez certainement par connaître les codes de couleur des résistances à vue de cette façon.

Une de mes fascinations personnelles en tant que jeune radioamateur était le tuner analogique que vous trouviez dans ces ensembles. C'était le frontal RF qui convertissait le signal de l'antenne en une fréquence intermédiaire de 36 MHz pour que l'ensemble démodule et affiche. Ces tuners étaient des appareils assez simples n'ayant généralement que quelques transistors, un amplificateur RF et soit un oscillateur et un mélangeur à diodes, soit un mélangeur / oscillateur combiné.

Là où j'ai grandi au Royaume-Uni, ils étaient tous destinés aux bandes TV UHF (environ 470 à 860 MHz), et ils étaient soit réglés mécaniquement avec des condensateurs variables et des résonateurs à cavité, soit réglés électroniquement avec des diodes varicap et des résonateurs stripline sur un PCB. Il s'agissait de modules discrets à l'intérieur de l'ensemble, généralement dans une boîte de projection de la taille d'un paquet de cartes à jouer. Leur nature autonome signifiait qu'une fois retirés de l'ensemble, ils offraient un potentiel considérable de modification et de réaffectation à d'autres utilisations UHF, et un moyen accessible d'apprendre les ficelles de la construction UHF.

Cet article est donc en quelque sorte une version condensée de quelque chose que j'aurais pu écrire sous forme de série si Hackaday avait existé en 1987, ou même sous forme d'un mince volume de poche si j'avais pu trouver un éditeur suffisamment crédule pour accepter les réflexions électroniques expérimentales d'un adolescent non prouvé. Considérez-le comme un hommage à une technologie désormais révolue qui ne correspond pas tout à fait à notre série rétrotechtaculaire, et si vos intérêts vont dans cette direction et que vous avez quelques vieux téléviseurs à votre disposition, vous pourrez peut-être vous en inspirer.

Les frontaux des tuner TV ont suivi de près ce modèle quelle que soit la décennie de l'ère analogique dans laquelle ils ont été fabriqués. avaient des MOSFET ou même des GaAsFET. Plus récemment, l'oscillateur local aurait été un synthétiseur de fréquence, mais à l'époque dont nous parlons, il aurait été un oscillateur à fonctionnement libre contrôlé par rien de plus qu'un simple circuit de contrôle automatique de la fréquence.

En fouillant dans les déchets électroniques à moitié oubliés à la périphérie de mon atelier, j'ai trouvé un portable générique de 12″ de la fin des années 1970 avec un tuner UHF japonais typique de l'époque. Un peu de tournevis a enlevé le couvercle et vous pouvez voir les composants internes à gauche.

Le tuner prend la forme d'une série de résonateurs à cavité couplés avec un ensemble de condensateurs variables liés au sommet. En bas à gauche se trouve l'entrée de l'antenne et à droite se trouvent les engrenages du mécanisme de réglage. Le transistor amplificateur RF se trouve à la limite des deux cavités les plus à droite tandis que la diode au germanium utilisée comme mélangeur est recouverte de laque verte et rejoint les deux cavités à gauche. La FI sort au bas de la cavité médiane et la cavité la plus à gauche contient l'oscillateur. Immédiatement, vous pouvez voir qu'il y a beaucoup d'espace dans lequel modifier le circuit, le transformant en terrain de jeu pour les hackers UHF.

Les schémas de ce type de tuner ne variaient pas trop. Nous avons trouvé un exemple avec le réglage varicap du brevet américain 3643168 qui utilise un mélangeur à diodes comme celui ci-dessus, bien que vous puissiez également voir des tuners qui utilisent le transistor oscillateur comme mélangeur combiné.

La chose la plus frappante à propos de ce circuit et d'autres similaires est leur simplicité. Les performances de ces tuners ne proviennent pas de circuits intelligents mais de la conception très sélective de leurs filtres à cavité. Celui-ci diffère légèrement de l'image ci-dessus en ce qu'il a une cavité d'entrée et que le mélangeur partage une cavité avec la sortie de l'amplificateur, mais à part cela et l'utilisation de diodes varicap plutôt que de condensateurs à espacement d'air, ils sont extrêmement similaires.

Si vous étiez un adolescent des années 80 avec un approvisionnement constant de ces choses, il y avait beaucoup de possibilités d'expérimentation. Le hack le plus simple consistait à en transformer un en un amplificateur d'antenne super sélectif en retirant la diode du mélangeur, en appliquant l'alimentation uniquement à l'amplificateur RF et en soudant une boucle de couplage de taille UHF au connecteur IF pour le transformer en une sortie RF UHF. Mettez cela dans le fil d'antenne, réglez-le soigneusement, et tout à coup vous regardez les nouvelles locales d'ailleurs sans neige sur l'image. Vous deviez amener votre enthousiasme là où vous pouviez l'obtenir, dans les années 80.

La cavité de l'oscillateur était plus intéressante pour un jeune radioamateur. Une boucle de couplage soigneusement installée pourrait tirer quelques milliwatts de RF, assez pour faire un petit émetteur. Injectez un signal vidéo à travers un tampon au transistor de l'oscillateur et cela a fait un émetteur vidéo raisonnable couvrant toute la bande UHF, définitivement illégal mais heureusement pas assez puissant pour faire tomber les autorités sur un jeune expérimentateur.

Avec quelques soudures soignées, il a été possible de remplacer les striplines dans chaque cavité par des lignes plus longues pliées pour s'adapter à l'espace, et de faire glisser toutes les cavités vers le bas pour fonctionner dans la bande amateur de 430 MHz (70 cm). Ensuite, il a été possible de fabriquer soit un récepteur ATV 70 cm, soit un émetteur beaucoup plus utile pour ATV 70 cm en remplaçant l'amplificateur RF par un PA accordé et modulé dans les mêmes cavités. Je m'empresse d'ajouter cependant qu'aucun de mes émetteurs fabriqués de cette manière n'a jamais atteint un contact réel en dehors des limites d'un atelier ou d'une réunion de radio club.

La pièce de résistance du piratage de mon tuner TV est venue d'un ensemble qui avait une section de petit signal complètement modulaire. Deux boîtes blindées, dont l'une était un tuner TV varicap et l'autre à environ deux fois la taille était une bande IF complète et un démodulateur. Avec seulement une petite quantité de câblage, il pourrait devenir un récepteur TV complet avec sortie vidéo et son, bien que ce ne soit pas l'usage auquel je l'ai mis. La tension d'accord d'un tuner varicap est de 0 à 33 volts, donc étant donné un générateur de dents de scie de 0 à 33 V et un oscilloscope, j'avais un analyseur de spectre simple mais fonctionnel.

Malheureusement, l'analyseur de spectre, construit sur un morceau de fer-blanc récupéré d'une boîte de café, n'a pas survécu aux décennies. Je me souviens qu'il générait ses 33V à partir d'une alimentation 12V via un multivibrateur à deux transistors alimentant un multiplicateur à diodes, et le générateur en dents de scie était un oscillateur à relaxation à thyristor particulièrement désagréable. Avec un peu de peaufinage de la bande IF pour réduire la bande passante, cela donnait une bonne image de la bande TV UHF sur la portée, à travers laquelle vous pouviez voir les quatre chaînes de télévision locales et des spectres plus petits de ceux de plus loin. Avec l'honnêteté du recul, à part me permettre de dire que j'avais un analyseur de spectre dans mon kit de test, c'était assez inutile, mais bon ! J'étais le seul enfant en Grande-Bretagne qui pouvait dire qu'ils avaient construit un analyseur de spectre.

C'était tout un travail de trouver un tuner pour la photo ci-dessus, ils ont tellement disparu du bruit de fond des déchets électroniques ces jours-ci. Le téléviseur portable que j'ai trouvé avait ma modification à l'époque en tant que moniteur vidéo, probablement la raison pour laquelle je m'y suis accroché. Il s'agit peut-être d'une technologie révolue depuis longtemps, mais je garde toujours un faible pour ces tuners, car c'est grâce à eux que j'ai appris à me familiariser avec les subtilités de la construction UHF. J'entends souvent dire que la conception RF est une sorte d'art noir, auquel je répondrais que si tel est le cas, c'est celui que vous ne pouvez saisir que par l'expérience. J'ai peut-être eu la chance d'avoir les moyens d'acquérir cette expérience dans chaque benne à ordures.