SDR POUR QUELQUES DOLLARS
Le SDR
pour quelques dollars de plus |
Pour Quelques Dollars de
plus !!!
Ne croyez pas que je vous parle western, mais le QST commence
l'Année avec un thème clair: "Faites le vous-même!".
Le montage qui suit est une bonne introduction à la technique SDR,
qui peut sembler compliquée à beaucoup d'entre vous. L'idée
d'un convertisseur devant une clé TV n'est pas nouvelle, on peut
trouver un convertisseur de ce genre sur Internet, mais l'intérêt
de celui-ci est sa simplicité et son très faible coût,
sans compter le plaisir du "C'est moi qui l'ai fait!".
Selon mon habitude, j'essaie de rester le plus près possible du
texte initial, mais j'ai adapté un peu certains passages à
nos habitudes, pour garder l'intérêt pratique de cet article.
Il y a une phrase entre crochets et en italique, qui est une remarque
de la rédaction de QST.
Je n'ai pas traduit la liste de composants qui accompagne le schéma,
elle se comprend sans peine. Je reste à votre disposition, si vous
avez un problème malgré tout. James fait référence
à Digikey comme fournisseur, mais je n'ai pu y accéder.
L'auteur de l'article, James Forkin, WA3TFS, est radioamateur
depuis1972. Il a travaillé 45 ans dans l'industrie électronique
dans des domaines divers. Il est l'auteur de plusieurs articles publiés
dans diverses revues américaines. Sa compétence est donc
certaine.
Il ne vous reste plus qu'à chauffer le fer à souder, du
moins c'est ce que je souhaitais en commençant cette traduction.
Hyères le 11 janvier 2016
Avec les 73 de F1AYO.
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Récepteur SDR tous modes
de 1 kHz à 1.7 GHz
Vous pouvez facilement construire un récepteur SDR de grande qualité
et de hautes performances. Vous pouvez aussi le construire pour un coût
très faible et disposer d'un récepteur couvrant de 1 kHz
à 1.7 GHz en deux bandes, au dessus et au dessous de 30 MHz. Le
c˝ur de ce récepteur est une clé USB très largement
diffusée, et prévue à l'origine pour la réception
de la télévision. Ce type de clé est disponible sur
Internet pour 10 à 15$. Bien qu'il existe plusieurs versions de
ce type de clés, les meilleures pour cet usage sont à base
du tuner R850T.
L'unique connexion à votre ordinateur se fait via un câble
USB. J'ai placé deux prises d'antenne HF, une pour l'entrée
1kHz à 30 MHz et l'autre pour la bande supérieure. L'entrée
1 kHz-30 MHz est toujours connectée à travers un filtre
passe bas et un circuit convertisseur, comme le montre le schéma
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Liste du matériel.
C1, C3:: Condensateur 68 pF, céramique,
50V.
C2 :: Condensateur 140 pF, céramique, 50V.
C4 :: Condensateur 220pF, céramique.
C5, C6:: Condensateur 0.1 µF céramique.
D1 :: Diode 1N4148, usage général , 200 mA.
DS1 :: LED, choisir la couleur et le type selon vos convenances.
L1, L2 :: Bobiner 9 tours de fil émaillé 3/10 sur tore T37-2
(Rouge Amidon).
R1 :: Résistance 1000 ohms, 1/4W.
SW1 :: Inverseur 2 poles, 2 positions. (N'est pas sur la platine).
U1 :: Régulateur de tension MC78LO5BP-AP boitier TO92.
Z1 :: Double mélangeur équilibré, SRA1, Mini-Circuits.
(www.minicircuits.com).
Z2 :: Oscillateur cristal 100 MHz, AC09625 ABRACON, ou SMS correspondant.
Dongle :: Clé TV: rechercher sur Internet : (clé ou Dongle
R820T USB DVB-T+DAB+FM).
Un circuit imprimé peut être fourni par l'auteur, James Forkin,
WA3TFS.
On peut faire un câblage point à point sur une platine d'essais.
Note du traducteur: Cette liste reprend les désignations, les repères
du schéma et la liste de matériel disponible à la
rubrique "QST in depth" sur le site de l'ARRL. Mais je n'ai
pas reproduit les références "Digikey" données
par l'auteur, le matériel de ce montage étant courant.
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ci-joint.
Pour la bande basse, l'inverseur S1 connecte l'alimentation du convertisseur
alors qu'il sert aussi à commuter l'entrée antenne bande haute.
Logiciel pour clé et Conception
Plusieurs versions de logiciels gratuits sont disponibles au téléchargement
sur Internet. J'utilise SDR# (SDR Sharp) avec mon récepteur. Vous
pouvez télécharger et apprendre tout ce qui est nécessaire
pour installer et configurer le programme en visitant: www.sdrsharp.com.
Cette société fournit gratuitement le programme et vend aussi
sa version d'un récepteur SDR et divers petits programmes pour ajouter
des accessoires comme un scanner.
La limite inférieure de fréquence de la clé se situe
entre 24 et 25 MHz. Ces clé sont prévues pour la télévision
et la réception des bande commerciales FM. Quand on les destine à
une usage OM, un convertisseur est indispensable pour pouvoir recevoir de
1 kHz à 30 MHz. Mon convertisseur contient seulement quelques composants
et est très simple à construire. Il change les fréquences
au dessous de 30 MHz en fréquences que la clé peut recevoir.
Le schéma illustre la simplicité de ce récepteur (voir
figure). En combinant la clé, un inverseur, une alimentation (pour
l'oscillateur), une LED, quelques bouts de fil et un boitier, vous avez
un récepteur complet. Les circuits les plus complexes sont déjà
dans la clé et toute la mise au point se fait par le programme.
Théorie du Fonctionnement.
L'oscillateur 100 MHz (Z1) produit un signal Haute Fréquence qui
est appliqué à un double mélangeur équilibré
(Z2). Ce mélangeur convertit les fréquences au dessous de
30 MHz, venant de l'antenne à travers un filtre passe-bas sur 35
MHz en une bande de fréquences entre 100 et 130 MHz. J'ai choisi
une conversion supradyne à 100 MHz pour que l'affichage de la fréquence
par le logiciel corresponde à la fréquence reçue, excepté
le premier chiffre. En d'autres termes, une fréquence reçue
de 7.255000 MHz sera affichée 107.255000 MHz. Un signal à
10.1 MHz sera affiché 110.1 MHz, et ainsi de suite.
Le filtre passe-bas se compose de trois condensateur et de deux tores T37-2
en poudre de fer, portant chacun 9 tours de fil émaillé 3/10.
Ce filtre n'est pas du tout critique, il faut seulement filtrer les fréquences
au dessus de 100 MHz. Ma boite à malices contenait des condensateurs
variant de quelques picofarads par rapport aux valeurs calculées.
Aucun gain n'est nécessaire pour ce convertisseur, du fait que la
clé a beaucoup plus de gain qu'il n'en faut pour compenser les pertes
du filtre et du mélangeur.
Construction.
La vue de la face avant de la figure 3 montre l'inverseur qui commute soit
la Hf soit la VHF, en envoyant le 5 V vers le convertisseur interne en position
HF. La LED marquée PWR s'allume en vert quand l'oscillateur est alimenté.
L'alimentation entre par le jack en face avant et provient d'un module fournissant
de 9 à 12 V sous 500 mA. En figure 4, on voit le connecteur USB sur
la gauche, la prise antenne 1kHz à 30MHz en bas à droite et
au dessus la prise antenne pour toutes les fréquences supérieure
à 30 MHz.
J'ai monté mon prototype sur une plaque d 'essais imprimée
de haute qualité. Ceci permet de faire quelques essais ou erreurs
en optimisant le dessin. Ce genre de plaque limite un peu les possibilités
d'extension, mais il reste beaucoup de place. J'ai utilisé un double
mélangeur équilibré SRA1 de Mini-Circuits, et un oscillateur
cristal intégré 100 MHz. Il y a plusieurs types d'oscillateurs
disponible. Les prix peuvent varier grandement, aussi cherchez sur Internet.
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Sur plaque d'essais.
La figure 5 montre le prototype de mon récepteur monté sur
plaque d'essais. Le filtre passe-bas figurant sur cette photo est différent
de celui du schéma, puisqu'il emploie un seul tore avec 18 tours
de fil et une prise au centre.
Utilisez la figure 5 pour placer vos composants de façon à
avoir des connexions courtes et directes. Fixez la clé sur la platine
avec de l'adhésif double face ou par d'autres attaches. La prise
d'antenne de la clé est disponible mais de montage difficile, et
son prix peut être élevé. La plupart de ces clés
sont fournies avec une petite antenne et un câble coaxial d'environ
un mètre. Coupez ce câble avec la prise HF et servez-vous en
pour la liaison avec l'inverseur. Vous n'avez pas besoin de cette antenne.
Il n'y a pas de mise au point matérielle sur ce montage, tout se
fait à partir du programme SDR. Bien que le convertisseur puisse
être placé un peu loin de la clé, je vous recommande
de le placer dans le même boitier blindé que la clé.
Tout le récepteur tient dans un espace de 3" par 4" (9cm
par 12cm) quand il est monté sur plaque d'essais.
Montage sur circuit imprimé.
J'ai dessiné un circuit imprimé, ce qui rend le montage beaucoup
plus facile et plus rapide. Le dessin se trouve sur la page de QST in depth.
Si vous pensez ne vous servir de ce récepteur que sur les bandes
au dessous de 30 MHz, vous pouvez supprimer l'inverseur, qui déconnecte
le convertisseur de la clé et alimente l'oscillateur. La clé
n'a pas besoin d'alimentation propre, étant alimentée par
le circuit USB. L'oscillateur doit recevoir une tension de 5V, qui est fournie
par un régulateur 78L05 placé sur la plaque et alimenté
par une tension extérieure de à 12V. Une diode série
assure la sécurité en cas d'inversion de polarité.
Mise au point et exploitation.
Vous devez télécharger, installer et configurer le logiciel,
avant de vous servir de la clé. Pour un meilleur résultat,
faites tout cela avant de connecter le convertisseur. Téléchargez
SDR# depuis la page web de SDRsharp. suivez la procédure d'installation
détaillée sur la page web. Ce logiciel fonctionne avec les
versions modernes de Windows et peut aussi fonctionner avec Linux. Cherchez
sur Internet "SDR software" pour trouver plusieurs additifs et
modifications disponibles pour ce logiciel, ce qui pourra améliorer
les performances de votre programme. Vous pourrez aussi trouver d'autres
logiciels.
Quand le programme est installé dans votre ordinateur, placez la
clé dans un port USB disponible, lancez le programme et vous verrez
s'afficher le récepteur. Réglez le récepteur sur une
fréquence connue dans la bande VHF, soit une chaine météo
une station du service public, et notez l'écran montrant le signal
reçu. Choisissez la démodulation convenable, habituellement
la NBFM.
Calage en Fréquence.
Choisissez" CONFIGURATION", et cherchez dans le menu "CORRECTION
DE FREQUENCE" (ppm). J'ai constaté que ces clés ont une
petite dérive de fréquence à la mise sous tension,
mais deviennent très stables après quelques minutes de fonctionnement.
Réglez la compensation pour centrer le récepteur sur le signal
à la fréquence indiquée. En activant "IF DISPLAY"
il est très facile de voir le résultat des ajustements. Ce
décalage compense les variations de fréquence de la clé.
Une fois calée, la fréquence choisie va correspondre au signal
reçu. Quittez le menu "CONFIGURATION". Le programme vous
permet aussi de régler la largeur du filtre pour chaque |
mode, le Q du filtre, l'atténuation
du bruit, le niveau de squelch pour certains modes, le gain, et d'autres
paramètres encore. Il est possible de d'ajuster le récepteur
selon vos exigences, et de régler l'affichage à votre gout.
Prenez le temps de vous familiariser avec toutes les possibilités.
Utilisation du convertisseur.
Une fois que le programme et la clé fonctionnent correctement, débranchez
la clé et raccordez la au convertisseur. Branchez une antenne HF,
la clé à l'ordinateur, et mettez le convertisseur sous tension.
Lancez le programme SDR et placez vous sur un signal de fréquence
connue comme WWV (110.000000MHz, en tenant compte du décalage du
convertisseur). Placez vous en mode AM et vérifiez s'il faut aligner
à nouveau le récepteur. Dans ce cas, revenez à "CORRECTION
DE FREQUENCE"(ppm). Ce réglage compensera la variation d'un
cristal qui peut n'être pas exactement à la fréquence
voulue.
Fonctionnement en bande HF.
Vous devrez certainement réduire le gain du récepteur dans
le menu "CONFIGURATION" pour éviter la saturation de la
clé à l'écoute des bandes HF. Réglez la bande
passante du filtre selon les besoins. Dans certains cas, il faudra ajuster
le point central de la fréquence reçue avec la fréquence
affichée. Utilisez pour cela le menu "CONFIGURATION" comme
indiqué plus haut. Quand on se règle sur un signal BLU, vous
remarquerez que la fréquence sera au dessus ou au dessous de la fréquence
centrale quand la modulation est restituée correctement. Ceci est
normal. Réglez le décalage pour les bandes supérieures
ou inférieures dans le menu employé pour choisir les types
de modulation, pour avoir un affichage correct de la fréquence quand
la transmission rend un son normal. [La règle en BLU OM est d'afficher
la fréquence de la porteuse supprimée, plutôt que celle
du centre de la modulation.] Une fois fait, tous ces réglages sont
conservés en mémoire.
Servez vous des menus pour avoir la meilleure réception. Il existe
un choix de largeur de bande des filtres pour chaque mode, une atténuation
du bruit par mode, la mise en service ou l'arrêt de l'AGC, la mise
en mémoire des fréquences favorites, et d'autres réglages.
Il est aussi possible d'enregistrer une station en format .waw. On peut
aussi affiner les paramètres d'atténuation du bruit en fréquence
intermédiaire et en audio, et annuler ces réglages.
Conclusion.
Vous disposez maintenant d'un récepteur SDR capable de recevoir des
signaux reçus selon beaucoup de type de modulation, et cela de 1
kHz à 1.7 GHz. C'est une façon peu couteuse d'avoir un récepteur
moderne de hautes performances, utilisable tant par des débutants
que des amateurs chevronnés. C'est aussi un excellent récepteur
de couverture générale. Si les bandes semblent s'atténuer,
écoutez les stations locales FM ou AM. J'utilise le mien pour écouter
le trafic aérien, la police municipale et les pompiers quand je ne
m'en sert pas sur les bandes OM.
Le logiciel, gratuit, permet la réception de la FM en bande étroite
ou en bande large, l'AM, la BLU, en bande supérieure ou inférieure,
et la CW. Ce montage est une bonne introduction au futur des communications,
et démontre que la conception d'un récepteur moderne n'a pas
besoin d'être compliquée. Vous serez étonnés
par les performances et les possibilités de ce montage tout simple.
Voir les figures
en annexe.
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Légende des
illustrations. Figure 1: Achetez
une clé avec une petite antenne fouet. Coupez le coaxial et le
connecteur fourni avec. Vous ferez une économie de temps et d'argent.
Figure 2: Le schéma est clair, mais la liste de matériel
le composant est donnée en annexe.
Figure 3: Face avant, montrant l'inverseur HF-VHF.
Figure 4: Face arrière, avec la prise USB et les connecteurs d'antenne.
Figure 5 : Fixez la clé avec de l'adhésif double face ou
par colliers. Sur cette vue de la platine implantation des composants.
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Traduction par f1ayo tiré
du QST |
Dernière modification le : 18/04/2016 @ 12:39
Catégorie : electroniques
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