It's raining elephants – VA2GKA

Je remet ça une fois de plus ! Et j’y tiens à mon SDR sans filtrage d’entrée :) Suite à mes petites observations sur le niveaux de réception mentionné dans le post intitulé “Antenne & tension à la réception“, j’ai comme pour mon premier test sans filtre, retiré le filterbank de mon SoftRock RX v9 pour le remplacer par un simple transformateur d’impédance, sauf que cette fois-ci, j’ai inséré un petit condo de 10 pF  en série (coté antenne).

J’avais en effet noté qu’avec mon antenne Zeppelin, la tension à la sortie de l’antenne frisait le volt avec des méchants pics à -10 dBm dans les basses fréquences. Avec le principe du mixer que j’utilise sur mon SDR, ces basses fréquences se retrouvent rejetées au niveau de la fréquence d’oscillation en quadrature pour être ensuite filtrées. Mais comme c’est un filtre du premier ordre qui est à la sortie du mixer, les très forts signaux peuvent subsister et dégrader une réception fidèle. J’ai donc ajouté un petit condensateur en guise de filtre passe bas pour essayer de limiter les perturbations.

Voici à présent un petit comparatif  entre la version avec le filterbank du Softrock RX v9 et ma petite bidouille :

Comparaison des deux montages : sans filterbank et avec.

Une vue similaire mais avec une palette de couleurs à transitions rapides, pour mieux apprécier les petites différences d’intensité (surtout pour le bruit de fond) :

Vue identique mais avec en palette à transitions rapides

Et à présent une autre comparaison avec le logiciel Rocky pour une représentation graphique affichant automatiquement le rapport signal/bruit :

Comparaison des deux montages à l’aide du logiciel Rocky

S’il existe des différences, elles sont minimes. Le récepteur SDR est donc parfaitement exploitable sans filtre passe bande d’entrée et ceci même sur une antenne de grande envergure. En terme de matériel portable, c’est d’un intérêt non négligeable. Me voila donc confiant pour la réalisation de mon prochain récepteur SDR.

Dans toutes ces petites constatations, il n’y a bien sur pas grand chose de nouveau et je n’invente rien. Cependant, c’est mon travail et pour un amateur de radiotechnique, c’est intéressant de faire ces expériences par soi même.

La qualité d’une alimentation c’est important, surtout lorsque l’on utilise un récepteur de haute sensibilité. Je dois avouer que je fais moyennement attention à ce point, et par facilité, j’ai tendance à prendre la première alimentation que je trouve dans l’armoire. Ceci dit, pour mon dernier récepteur SDR, j’avais inclus un circuit de filtrage assez costaud avec la dose de self et de condo (du tentale, pas donné au passage). Pourtant, si le filtrage est efficace, il n’est pas parfait, et l’on ne fait jamais que retrancher un certain nombre de dB des perturbations existantes.

Voici une vue spectrale à la sortie de mon adaptateur 230V -> 12 V :

Analyse spectrale d’une alimentation classique grand public +12V

Et voici l’alimentation du même transformateur, après l’étage de filtrage et de régulation de tension de mon récepteur SDR :

Analyse spectrale de la même alimentation avec une régulation et un filtrage additionnel

On peut noter une nette atténuation de 20 dB pour les fréquences inférieures à 30 MHz, mais il en reste toujours (trop) à la sortie du régulateur/filtre. Moi qui pensais être tranquille, je me rends compte qu’il n’y en a jamais assez. Bien sur, je peux couper court à tout ces problèmes, avec des piles…

L’adaptateur testé était une alim’ standard avec transformateur. Je ferais un autre petit test avec une alim’ à découpage bon marché et je risque d’avoir des surprises !

Le mot de la fin pour en revenir au titre : « Pour votre santé, évitez de manger trop gras, trop sucré, trop salé » :)

Disposant à présent d’une antenne, certes simple, mais accordée et avec un ROS correct, j’ai cherché à savoir si mon ancienne antenne cadre (MagLoop) tenait toujours la comparaison. Habituellement, j’utilisais cette antenne cadre en intérieur, coincée entre 4 murs. Pour le coup, j’ai cherché à la pénaliser un peu moins en la plaçant au grenier, afin quelle soit au moins à la même hauteur que mon antenne Zeppelin. Elle reste tout de même entre trois gros murs en pierre.

Les tests ci-dessous ne concernent que la réception d’émissions. D’une part je n’ai pas de licence radioamateur pour l’émission et d’autre part, les antennes cadres sont peu intéressantes en émission du fait de leurs très faible rendement. Elles ont par contre certains avantages comme la compacité et une bonne immunité au bruit. Voici donc une comparaison de ces deux antennes en utilisant un spectrogramme en mode waterfall, afin que qualifier visuellement les réceptions (Logiciel utilisé : Spectrum Lab). A gauche l’antenne Zepp et à droite l’antenne cadre, le tout sur la bande des 40m :

Comparaison des deux antennes : Antenne Zeppelin -vs- Antenne cadre (magloop).

On notera un niveau de réception globalement plus fort avec l’antenne Zepp (tons plus foncés qui correspondent sur la palette à une réception plus forte). En revanche, le contraste semble bien être le même pour les deux vues, et je ne repère pas de signaux présent à gauche qui ne soient pas présent à droite. Le rapport signal/bruit à l’air d’être le même. Le logiciel Rocky fait justement automatique ce calcul (affichage graphique du rapport signal/bruit) et voici ce que cela laisse apparaître :

Comparaison similaire, mais avec le logiciel Rocky (affichage en tenant compte du niveau de bruit)

Il est difficile de faire la différence entre les deux antennes et le rapport signal/bruit est donc très proche. Cela appuie encore une fois ce que j’avais déjà noté dans un précédent post. Cette antenne cadre donne à mon avis de très bons résultats en réception. Bien entendu, si elle à l’avantage d’être compacte, elle à aussi l’inconvénient de ne pas être exploitable en dehors de sa plage d’accord alors que la Zepp fonctionne toujours à la manière d’un long fil. Pour les quelques amateurs de réception, je ferais bientôt une page consacrée à la réalisation de cette antenne magloop qui sort un peu du lot d’antenne cadre que j’ai pu réalisé. Il n’y a rien de nouveau et je n’invente rien. Pour faire court, c’est une magloop blindée réalisée avec du coax CNT-600 (Andrew), avec une longueur de câble de 5.50m enroulée sur deux spires. Deux incisions de 2cm de large sont réalisées en haut de la boucle en coupant le blindage. L’adaptation d’impédance est réalisée avec une seconde boucle du même type de coax. Bon… une photo et/ou un dessin c’est mieux, je sais :)

Ayant ajusté au mieux de mes capacités mon antenne Zepp, je me suis demandé ce qu’elle valait en comparaison des antennes dont certains radioamateurs chevronnés disposent. La comparaison est en elle même délicate, car bien souvent, la situation géographique n’est pas la même, les comparaisons ne peuvent se faire dans le même temps, et si elles sont réalisables simultanément, les récepteurs peuvent être différents. (Note : N’ayant pas de licence, je ne prends en considération que l’aspect réception. Bien qu’une antenne soit en théorie réversible en réception et en émission, ma pratique des antennes cadres m’invite à penser que ce n’est pas toujours applicable, si l’on prends en compte la notion du rendement.)

Je n’ai donc pas cherché à faire de comparaison stricte/scientifique et j’ai utilisé ce que j’avais sous la main. Heureusement pour moi, Internet me permet d’avoir la bras long :) Aussi, j’ai utilisé WebSDR (le récepteur numérique en ligne de Pieter-Tjerk, PA3FWM) pour réaliser quelques comparaisons d’aspect.

J’avais déjà fais un post dans ce genre il y a quelques temps, avec un titre un peu racoleur : “WebSDR -vs- SoftRock“. Les conclusions étaient bien entendu que l’on ne pouvait pas comparer ces deux systèmes (ne serait-ce qu’à cause des antennes et des situations géographiques différentes). Cette fois-ci, je me sert me WebSDR afin de vérifier que ma nouvelle antenne accordée donne des résultats décents. Merci au passage à Pieter-Tjerk pour me/nous prêter gracieusement son récepteur et son antenne.

Mais assez parlé, voici quelques captures d’écrans, avec des petits ajustements de fenêtre qui permettent de disposer de vues alignées. Ah, une dernière chose, mon antenne est accordée sur la bande des 40m. PA3FWM dispose d’une antenne similaire (end-fed wire) alignée sur 80m. WebSDR utilise une palette de couleurs violacée (placé en dessous) et j’utilise avec Spectrum Lab tantôt une palette jaune, tantôt une palette bleu azur à la Rocky (placé au dessus).

Bande des 40m, partie basse (la capture d’écran format PNG ici)

Bande des 40m, partie basse (la capture d’écran format PNG ici)

Bande des 80m partielle (la capture d’écran format PNG ici)

Bande des 40m, partie haute (la capture d’écran format PNG ici)

Bande des 40m, partie haute (la capture d’écran format PNG ici)

Conclusion : Des petites différences qui peuvent se résumer assez facilement. Certaines émissions sont mieux reçues tantôt d’un coté, tantôt de l’autre, ce qui est normal étant donné que la situation géographique n’est pas la même. Je suis donc plutôt satisfait de mon antenne (et me mon récepteur) qui donne des résultats corrects.

Si WebSDR est un outil sympa pour écouter les bandes amateur, c’est aussi un outil précieux de contrôle, que ce soit en réception ou en émission.

Pour terminer, WebSDR s’est agrandi et compte à présent plus de 11 récepteurs à travers le monde. Certes, tous ne permettent pas de recevoir 7 bandes à la fois, mais écouter les bandes à différents points du globe est intéressant. Si vous ne connaissez pas, ça se passe par ici : WebSDR

PS : Pensez à vérifier votre ampli HF avec WebSDR pour regarder s’il ne pave pas un peu, ou si votre manip’ ne fait pas des clacs affreux ;p

Alors que je faisais quelques calculs pour l’étage final d’amplification de mon nouveau récepteur SDR, je me suis demandé de quel gain j’avais effectivement besoin. Jusqu’à présent, je me suis essentiellement basé sur les travaux effectués sur le SoftRock, sans remettre en question les valeurs utilisées. Comme je l’ai déjà mentionné dans plusieurs posts, le travail réalisé pour ce récepteur est remarquable et la plage de réception est bien optimisée (l’ajout d’un pré-ampli d’antenne n’apporte rien hormis un peu de bruit…). Je n’ai donc qu’a me féliciter d’utiliser ces valeurs :p mais faire les calculs par soit même, c’est tout de même plus intéressant.

Alors me voilà à brancher mon antenne Zepp directement sur l’entrée de mon oscillo / analyseur de spectre pour relever les niveaux des signaux qui arrivent et vérifier globalement le signal en entrée. Et là, surprise !

Capture d’écran de l’oscilloscope avec une vue persistante fausses couleurs – Antenne Zepplin

Je reçois avec ma configuration actuelle (mon antenne Zepp avec adaptateur d’impédance) des signaux jusqu’à +/- 1 volt ! Je ne pensais vraiment pas avoir une telle tension, et je m’attendais plus à des millivolts. Mais bon, c’est logique, je ramasse tout les signaux qui traînent, et en les cumulant tous, ça fait des volts… Le filtrage en entrée, ce n’était pas une blague alors ?  hihi ^^

Le SoftRock utilise une amplification comprise, selon les modèles, entre 100 et 500 (étage final, après le mixer). Bien entendu, je me vois mal appliquer une telle amplification sur un étage primaire en considérant une entrée de l’ordre du volt… Mais bien entendu ce n’est pas le propos puisque l’amplification est appliquée au niveau de l’étage final, après la descente en fréquence par le mixer. Si je m’accroche au principe du mixer en quadrature (détecteur de Tyaloe) et en décidant de ne pas mettre de filtrage d’entrée, cela devrait tout de même fonctionner. En effet, les basses fréquences (VLF) seront grosso modo rejetées à la fréquence de l’oscillateur du mixer, donc en HF (ex: 7, 10 ou 14 MHz)  pour être filtrées par un filtre passe bas axé sur 100kHz. Les fréquences plus hautes que la fréquence de l’oscillateur sont elles aussi filtrées par le passe bas. En théorie, ça marche bien sans filtre, et ma petite expérience détaillée dans ce post montre que effectivement, cela marche plutôt bien en pratique. Ceci dit, je garde en tête que mon filtrage est du 1er ordre, et donc que des signaux puissants peuvent persister et gêner la réception. Un petit condo à l’entrée comme filtre passe haut ne serait donc pas de trop :o)

Voici à présent le spectre reçu à la sortie de l’antenne Zepp :

Spectre analysé à sortie de mon antenne Zepp (0 – 31,25 MHz)

Les pics bien haut, ce sont les radio commerciales. Au tout début du spectre, on voit effectivement des signaux (toujours les radio commerciales) qui demanderaient à être calmé un petit peu. Voici un zoom sur les 200 premiers kilos.

Spectre analysé à sortie de mon antenne Zepp (0 – 200kHz)

On reconnaît les stations Françaises “France Inter” et “Europe 1″ à 162 et 183 kHz.

Pour terminer, j’ai également mesuré le niveau d’entrée de mon antenne cadre “MagLoop” :

Capture d’écran de l’oscilloscope avec une vue persistante fausses couleurs – Antenne cadre magnétique (MagLoop)

Ici, on est bien dans les millivolts et cela n’a plus grand chose à voir avec le premier graphique pour l’antenne Zepp. C’est on ne peut plus normal, car l’antenne cadre est en elle même un circuit passe bande. Tout ce qui est en dehors de la fréquence d’accord passe donc à la trappe.

Le week-end dernier, je me suis décidé à ajuster correctement mon antenne Zepp. Elle était déjà centrée sur la bande des 40m, mais l’impédance de l’antenne était loin des 50 ohms désirés. J’ai donc pris soin de placer mon miniVNA au plus proche de l’antenne et j’ai fais des tests pour ajuster le transformateur d’impédance que je venais de rajouter. C’est toujours assez long ce genre de manip’, car à chaque nouvel essais, je suis obligé de poser l’antenne qui se ballade à plus de 5 mètres du sol. Si je n’avais pas utilisé de contrepoids, j’aurais pu souder mes bricolages au niveau de la fenêtre (notez au passage que c’est n’est plus une vraie Zepp :)

Après quelques soudures et un peu de patience, voici le résultat sur l’analyseur vectoriel :

Vue globale de la réponse de l’antenne pour 0-30MHz

Zoom sur la bande des 40m

Bon, 1.24 de ROS sans tricher, c’est plutôt pas mal :)

Alors que je faisais quelques mesures pour qualifier les modifications apportées à mon antenne, j’ai relevé un signal puissant sur mon analyseur de spectre.

Zoom sur le signal en question (note : l’antenne est directement reliée à l’analyseur de spectre)

J’ai noté un pic sur la fréquence 40.675 MHz reçu entre -60 et -50 dB. Si je ne me trompe pas dans mes conversions, cela doit faire du S9+10 ou S9+20, ce qui est plutôt fort. J’ai vérifié sur mon récepteur SoftRock RX v9 et j’ai pu confirmer exactement cette fréquence.

Vue du signal en mode waterfall

Se pose alors la question de savoir exactement ce que c’est… Cela ressemble à une balise, avec un signal émis toutes les 2 secondes, mais cela me me dit pas d’où ça vient, ni ce que c’est. Google m’a bien entendu pointé du doigt quelques pistes. Certaines personnes sur des forums parlent de signaux émis par les baybyphone. J’espère que ce n’est pas cela, car à la puissance reçue, je plains le gamin :)

Dans mes recherches sur le Web, j’ai également noté que des quartz de cette fréquence (et alentour) sont utilisés en modélisme et que cette plage de fréquence est utilisée pour des applications domestique. Aussi, après avoir un peu cherché autour de moi, je soupçonne le régulateur du chauffage central d’être à l’origine de ce signal, pour communiquer avec le boiter de commande. Reste encore à faire quelques tests pour éclaircir le mystère :)

Dans le série des signaux mystérieux, j’ai également noté cet étrange ruban via le système WebSDR (le 21/04/2010 vers minuit) :

Réception de la bande des 30m via WebSDR

Cela ressemble à une puissante émission DRM, mais je ne peux pas le vérifier. Je serais curieux de savoir ce que c’est exactement. Si quelqu’un à une info, je suis preneur.

Dernièrement, j’ai un planché sur la conception d’un récepteur SHF (hyperfréquence), toujours avec le principe du mixeur en quadrature (mixer de Tayloe). Sur le fond, cela ne change pas grand chose, mais les composants disponibles pour cette gamme de fréquence ne présentent plus les mêmes structures et caractéristiques.

Aussi, ces multiplexeurs RF sont souvent composés d’ampli-op suiveur/sélecteur, ce qui fait que l’on ne peux pas les utiliser en tant que démultiplexeur (le cas de la plupart des montages SDR). Lorsque ce n’est pas le cas, on trouve dans les switch RF une charge de 50 ohms placée sur les entrées non commutées. Suivant les versions, on trouve aussi des composants avec les entrées non commutées à la masse (pour les modes réflexion ou absorption).

Exemple de switch 4:1 RF

Le hic avec un mixer en quadrature utilisant un offset (ex : 2.5V), c’est que chacune des sorties débouche sur un condensateur qui va alors se décharger sur cette résistance de 50 ohms. A la prochaine alternance du mixer, le niveau sera donc différent de ce qu’il aurait du être, et ceci va donc entrainer une perturbation indésirable.

Simulation d’un mixeur en quadrature – Offset à 2.5V

Je me suis donc demandé comment résoudre ce problème. La solution la plus simpliste consiste à baisser l’offset suffisamment bas pour limiter cet effet de bruit de commutation. Mais se pose un autre problème : L’ampli-op qui se trouve derrière le mixer devra être capable de travailler en mode Rail-to-Rail (fonctionnement correct même lorsque le signal est proche des valeurs d’alimentation -Vs +Vs). Sauf que les ampli-op Rail-to-Rail on généralement un bruit intrinsèque plus important que leurs homologues non Rail-to-Rail…

Simulation d’un mixeur en quadrature – Offset à 0.1V

Une solution plus élégante mais également plus contraignante est de ne pas ajouter d’offset au signal et d’alimenter l’ampli-op avec une alimentation symétrique -5 +5. Les alim’s doubles, ce n’est pas trop mon truc. Certes, ce n’est pas le bout du monde, mais on quitte l’aspect pratique. C’est facile à faire avec une alim’ à découpage, mais le switch génère du bruit sur la ligne d’alimentation, ce qui n’est pas génial pour un récepteur haute sensibilité. Comme arme ultime on peut toujours utiliser ces bonnes vielles piles rechargeables, là au moins, pas de risque de parasite. Mais reste encore à les recharger…

C’est toujours comme cela en électronique, c’est le coup du drap, lorsque l’on tire d’un coté, il en manque de l’autre :)

En électronique, il y a pas mal d’astuces et de ficelles à connaître. Certains réalisent des montages avec des approches originales. Ces alternatives sont parfois plus difficiles à comprendre mais n’en sont pas moins intéressantes.

Je me suis récemment intéressé aux travaux de YU1LM et notamment à l’un de ses derniers récepteurs SDR, le DR3X. En regardant attentivement la partie mixage sur son schéma, je me suis étonné : “Mais non, ça ne peut pas marcher…” et puis j’ai compris, et là j’ai pensé “Ce type est brillant !” :)

Extrait d’une partie du schéma du récepteur DR3X de YU1LM

Je ne sais pas si l’on peut appeler cela une astuce, mais c’est en tout cas une autre manière intéressante de faire. Dans la plupart des SDR, on retrouve un multiplexer analogique 4:1. Lui utilise deux bascules 2:1, et non, cela ne revient pas au même au niveau du décodage binaire ! Il y a bien 1 bit de différence. Mais le fait d’utiliser les switchs avec deux signaux en quadrature et en reroutant simplement les sorties rend le processus mathématiquement équivalent. Sympa :)

Je suis loin d’avoir épluché l’ensemble de son site, mais il y a de l’info là dessous ! Si les SDR vous intéressent, je vous invite à aller faire un petit tour ici : yu1lm.qrpradio.com.

Voila le dernier petit montage de mon lot de réalisations, et certainement le plus important car il s’agit me mon récepteur SDR perso. Pour commencer, je suis resté prudent : Je n’ai pas intégré de convertisseur analogique-numérique (ADC) et j’ai utilisé un oscillo fixe. Une fois un petit peu d’expérience acquise, je rajouterais un DDS, deux ADC (canaux I et Q) et un micro-contrôleur PIC32 pour balancer le flux audio vers le PC via UDP.

Pour le moment, voici à quoi ressemble mon SDR perso une fois assemblé :

Mon récepteur SDR assemblé

Quelques détails sur la configuration utilisée. L’oscillateur CMS monobloc est calé sur 14.318MHz, ce qui nous donne une fréquence centrale de 3.579MHz une fois le signal mixé. Comme j’utilise une carte son 96kBps, je couvre donc la plage : 3,531 – 3,627. Du more, du numérique et un bout de phonie, c’est parfait pour mes tests.

L’oscillateur alimente une double bascule Flip-Flop D comme beaucoup de réalisations SDR utilisent. Ceci permet de disposer de deux signaux de 1/4 de la fréquence de l’oscillateur, décalés de 90° (signaux en quadrature). La bascule est une très classique 74AC74.

Derrière, les deux signaux alimentent à la fois deux ADG704. Il s’agit d’un multiplexer 4:1 de chez Analog Device. Le chip tient bien jusqu’à 200MHz et dispose d’une résistance passante de 4.5 ohms. La sélection d’un des quatre canaux se fait donc avec les signaux en quadrature.

Deux ADG704 sont utilisés pour faire un mixer (en quadrature) différentiel. Comme pour le SoftRock (et comme sur d’autres réalisations de SDR), le signal issue de la BNC arrive sur un transformateur double à point milieu. Sur ce point milieu est appliqué un offset de 2.5V. Ressort ainsi deux signaux différentiels qui alimentent chacun un ADG704. Le signal se fait ainsi saucissonner et l’on applique le résultat à un ampli-op d’instrumentation (mode différentiel). J’ai lu des notes qui reportaient que l’utilisation du mode différentiel n’apportait pas grand chose, ce que je veux bien croire après une petite réflexion.

Au final, le signal rabaissé en fréquence arrive sur un INA163. Ce chip est notamment utilisé dans le SDR-1000 et il a de très bonnes performances. Contrairement au SDR-1000 qui l’utilise de façon très simple, j’ai rajouté quelques condos et résistances pour faire dans le même temps un filtrage actif anti-repliement.

C’est très petit, mais ça se soude bien avec la technique de la goutte d’étain

Et au final ? Et bien il n’a pas marché du premier coup… J’ai même passé ma fin de week-end à chercher ce qui n’allait pas ! L’alim était OK et la génération des signaux en quadrature aussi. Mais pour les deux étages principaux, impossible de savoir ce qui n’allait pas. La visualisation du spectre avec un waterfall laissait apparaître un gros pâté de saturation dans les basses fréquences. Bizarre et navrant à la fois.

J’ai donc commencé à torturer mon beau circuit flambant neuf. On commence soft… Un petit patch, une petite résistance, et pis ça vire au carnage et à la boucherie ! Quand j’attaque les pistes à la Dremel, hummm, c’est pas bon signe :/ (pour isoler les étages) Bon, je m’attendais bien à avoir une petite vérole sur mon montage, mais là, ce n’est pas beau à voir.

Et puis j’ai compris ! Et à ce moment précis, j’ai été, mais alors, encore plus navré qu’avant ! Au total, mon logiciel de routage ne m’aura pas mis dedans une fois, mais deux ! Tout simplement, la sortie jack audio était mal câblée. La masse et le coté gauche étaient inversés. Tout ça pour ça…

Bon, je retrousse mes manches et je recâble les pistes coupées. Et une fois tout remis en place, ouf, ÇA MARCHE ! Dur dur pour ce premier SDR, j’aurais pu éviter de lui faire la peau si je n’avais pas fait confiance dans quelques libs bâclées…

Bref, je repart de plus belle, avec cette fois-ci un CI modulaire, histoire de pouvoir tester et comparer différentes approches et architectures des SDR low cost. Affaire à suivre :)

Le second petit montage à été assemblé dans la foulée. C’est un pré-ampli pour une antenne cadre, de conception très simple. Il est basé sur un ampli-op LMH6624 de chez National Semiconductor. Cet AOP à des performances excellentes ! La bestiole tient bien en fréquence et on peut effectivement lui coller la mention Ultra Low Noise (0.92nV/sqrHz). J’ai réalisé deux moutures du montage. La première version effectue un filtrage actif sur la bande des 40m. Comme c’est un montage du second ordre, les pentes de mon passe bande ne sont pas très raides. La seconde version plus agressive à déjà été décrite dans un post précédent. J’utilise des propriétés de résonance du circuit pour obtenir un pic raide, mais c’est un jeu dangereux qui ne paie généralement pas car le pré-ampli peut se transformer en résonateur. De plus, je n’ai pas mis de condensateur variable, et il y a beaucoup de chances (trop) pour que je tombe à coté de la bande désirée. Voici le résultat une fois assemblé :

Pré-ampli assemblé avec la technique de la soudure au four

La partie alimentation filtrée occupe la majeure partie du montage. L’ampli-op est au format SOT-23 (CMS), format que je commence à apprécier. Ce montage est prévu pour être cablé sur une antenne cadre (magloop), en bref, une boucle. J’insère un offset de 2.5V pour me placer dans les bonnes conditions d’utilisation de l’ampli-op, tout en l’alimentant en 0-5V (c’est plus pratique et j’ai des tonnes de transfo simple polarité…). Sauf que, par manque de temps, je ne pas pu la tester sur mon antenne cadre. En effet, le pré-ampli dispose d’une capacité à l’entrée non nulle, et cette capacité à décalé la fréquence d’accord de l’antenne. Rien de bien méchant, mais il faillait virer quelques condos et mettre un variable plus adapté. Bref, time-over mais je l’ai quand même testé sur un bout de fil laissé traîner à même le sol. En principe, cela ne devrait pas bien marcher, car le circuit est ouvert (morceau de fil) et l’offset n’est donc pas présent. Aussi, je ne pourrais avoir qu’une seule alternance si l’ampli-op voulait encore bien fonctionner en dehors de sa plage d’utilisation (c’est un ampli-op non rail-to-rail, donc il n’aime pas les signaux proches des valeurs d’alim +Vs -Vs).

Mais surprise, le circuit fonctionne plutôt bien. Je n’ai pas été vérifier la tronche des signaux à l’oscillo, mais les waterfalls ont une bonne tête. Voici ce que l’on peut voir :

Vue spectrale -waterfall- avec à gauche le signal pré-amplifié, et à droite, la connexion directe à l’antenne

La partie à gauche, c’est avec le pré-ampli, et à droite, c’est la connexion directe à l’antenne. Voici une autre vue avec une autre palette de couleur. Les transitions des couleurs sont plus rapides et l’on peut mieux apprécier les gains en dB.

Vue similaire avec une autre palette à transitions rapides

On peux noter une jolie différence de 15dB entre la version avec pré-ampli et la connexion directe. Le gain souhaité à la base était de 20dB. Pour un montage qui -en principe, pour ces conditions- ne devait pas fonctionner, il s’en sort plutôt bien :)

L’amateur averti aura tout de même noté que bien qu’il y ait une amplification, elle n’apporte pas grand chose. En effet, aucun autre signal ne ressort en plus, et on peut en conclure une fois de plus que le récepteur SoftRock RXv9 à une plage de travail relativement bien étudiée. On peut confirmer ceci avec un waterfall qui fait automatiquent l’ajustement du rapport signal/bruit. Rocky fait très bien ce travail :

Rocky, utilisé pour apprécier l’absence de différence qualitative des deux configs (avec SpectrumLab ici).

Et la seconde version ? Ahh, et bien comme on pouvait le prévoir, elle ne fonctionne pas aussi bien. Je suis tombé à coté de la fréquence désirée (7.040MHz) d’un peu plus de 900kHz… Rien que cela :)

MiniVNA utilisé pour caractériser le pré-ampli

Comme le pic était très raide, le préampli fait bien son travail : En dehors de la bande, il commence jouer le role de filtre. Je perds donc du signal utile comme en peut le voir sur ces deux derniers graphiques : ici et ici.

Encore pas mal de petits tests à faire, mais ces expériences étaient intéressantes !

Cela faisait un petit moment que je planchais sur la réalisation de mon récepteur SDR personnel, avec en parallèle deux autres petits projets pour un adaptateur d’impédance et un pré-ampli. Bien que les schémas soient relativement simples et présentent au final peu de composants, cela m’a pris un bon moment, car je n’avais pas mis les pieds dans ce type de réalisation électronique depuis bien longtemps. A ceci s’ajoute le fait de devoir choisir un logiciel de routage (j’ai longuement hésité entre Eagle, Proteus et Target 3001) et apprendre à s’en servir.

Enfin voila, le plus gros du travail est fait, et les circuits tant attendus que j’ai fais réaliser sont enfin arrivés. Hé oui, pour le coup là, j’ai fait faire mes plaques par un professionnel ! Mais un vrai amateur, LE VRAI, touille lui même son perchlo (en faisant des taches partout) et révèle lui même ses typons en se faisant bouffer les doigts à la soude ! (souvenirs… souvenirs…) Cependant, quelques détails m’ont invité à changer d’optique.

Mon matériel resté à croupir au grenier n’était plus fonctionnel et ne permettait la réalisation que d’une seule face (insolation simple face). Le double face est toujours possible, mais l’alignement est plus délicat pour les via. Par ailleurs, les composants que j’utilise sont ridiculement petit… Les plus petits sont au format µSOIC, et je ne pense pas réussir à graver des pistes aussi petites sans me planter d’un petit pourcentage sur l’ensemble du circuit. Bref, c’était aussi l’occasion de tester le service d’un pro avec quelques options sympathiques comme le verni épargne et le test électrique des pistes. Voici donc les plaques réalisées (après une découpe manuelle. Le fabricant propose une découpe -propre-, mais c’est une option payante, et ‘faut pas déconner, je suis pas Crésus non plus… : )

Les différents circuits imprimés pour mes trois types de montages

Le premier circuit que j’ai assemblé concernait mon adaptateur d’impédance à base d’un JFET-N. Conceptuellement, rien de bien nouveau, c’était juste pour voir si cela marchait bien et si je pouvais avoir un gain substantiel sur une antenne non accordée et/ou avec une impédance différente de 50 ohms. J’ai procédé à l’assemblage des composants par soudure au four. Voici le résultat :

L’adaptateur d’impédance assemblé (avec un petit patch tout baveux…)

Bien que le résultat visuel soit plutôt correct, l’aspect fonctionnel n’est en revanche pas au rendez-vous. Après plusieurs tests, rien à faire, l’adaptateur d’impédance reste muet… Je me gratte la tête en cherchant la panne et je commence par vérifier mon montage et mon routage. Rien à signaler, je sort alors mon miniVNA pour caractériser les entrées et sorties du CI dans l’espoir de déduire ce qu’il ne va pas. Et là, surprise, je retrouve en entrée le comportement que j’attendais en sortie. Bizarre… Je retourne voir le datasheet du constructeur pour finalement m’apercevoir que les numéros des pinoches utilisées ne sont pas les même que celles que mon logiciel de routage m’a indiqué. J’ai fais une confiance aveugle aux données pré-enregistrées, et visiblement, ce n’est pas une bonne idée. Il faut être pris pour être appris, on ne m’y reprendra plus ! Pour corriger le tir, rien de plus facile avec un composant à 3 papatounnes. Une petite rotation de 120° et mon montage est redevenu parfaitement fonctionnel.

J’ai alors effectué quelques tests avec mon récepteur SDR (SoftRock RX v9) pour vérifier le bon fonctionnement du montage et évaluer son intérêt. Pour cela, j’ai choppé un morceau de câble de longueur quelconque que j’ai mis à l’entrée de mon adaptateur d’impédance. Avec cette pseudo-antenne (antenne long fil partiellement à terre), j’avais toute les chances d’avoir une impédance différente de 50 ohms, et certainement très élevée. Voici un petit comparatif de la réception sans l’adaptateur puis avec l’adaptateur :

A gauche, la connexion directe avec l’antenne et à droite l’utilisation de l’adaptateur d’impédance

La différence n’est pas flagrante mais on peut noter un signal un peu plus prononcé avec l’adaptateur. L’adaptateur ajoute aussi un poil de bruit supplémentaire, mais si le signal ressort mieux (rapport signal/bruit) c’est tout de même intéressant.

Au final, un premier montage concluant après un faut départ. Je doute néanmoins que ce type de montage intéresse beaucoup de monde vu qu’il est axé réception uniquement.

Pour terminer, une petite capture d’écran de la sortie de l’adaptateur d’impédance mesurée avec le miniVNA :

Caractérisation de la sortie de l’adaptateur d’impédance avec miniVNA