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Le SDR tous modes 1 kcs à 1.7Ghz recepteur


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.

 

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

 


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.

 
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.
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.

   
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.


Traduction par f1ayo tiré du QST

Dernière modification le : 18/04/2016 @ 12:39
Catégorie : electroniques

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