Dans la série des idées reçues concernant les transceivers commerciaux (Icom, Yaesu, Kenwood, etc…), je pensais que les constructeurs avaient depuis longtemps explosé en terme de performance tout ce qui pouvait se faire en réalisation amateur, si bien que le modeste radioamateur rivaliserait difficilement avec son fer à souder face aux centaines de milliers d’euros d’investissement de ces grosses firmes.
Et bien c’est totalement faux ! J’ai pris connaissance des travaux du laboratoire de test & mesure de l’ARRL ainsi que du groupe de travail de DF9IC. Les résultats de ces benchs sont plus qu’intéressants ! J’ai noté bien souvent que les transceivers des grosses firmes étaient loin d’être des bons élèves et que pas mal de constructions maison, même anciennes, disposaient de meilleures performances (dynamique d’intermodulation, dynamique de blocage, NF…). J’en retiens que les firmes intègrent volontiers le dernier gadget accrocheur et que pour le reste, les compromis financiers vont bon train pour dégager un bonne marge (réalité économique de l’entreprise…).
Tout ceci me donne plutôt le sourire car : j’aime bien bricoler mes petit montages, je ne suis pas hors jeu et je peux potentiellement réaliser des systèmes de meilleurs facture que les grosses babasses qui brillent ! Yeaarr :)
Au delà de ces chiffres, je me suis avant tout intéressé à ces protocoles de tests. J’étais déjà bien attiré par le coté mesure & instrumentation, aussi sur le coup là, j’ai mis le deuxième pied dedans :) Les publications et le domaine en lui même sont plus qu’enrichissant et j’ai encore appris pas mal de choses.
Si cette thématique vous intrique, vous pouvez consulter la très bonne page Web de F6CRP : Comprendre les bancs d’essai. La page de DF9IC est également très intéressante (merci au passage à F5MBM pour le lien).
Au même rayon des idées reçues, lorsque je me suis intéressé à la radio et à la HF, je voyais les technologies SDR comme seule porte d’accès aux hautes performances (avec des coups réduits) permettant de concurrencer les derniers récepteurs commerciaux. Pour les coups réduits (15 dollars le SoftRock Lite 2) et les bonnes performances, c’est bien vrai, mais je m’aperçois que l’on fait tout aussi bien avec des technologies plus classiques. Ohhh, j’arrête ma réflexion car sinon je pourrais me mettre à utiliser des tubes :p héhé
Une chose que l’on pourrait objecter en lisant ce post : La course à la performance c’est bien, mais si c’est pour écouter le bruit de la bande des 80m, cela ne sert pas à grand chose… Vrai, mais dans un futur proche, je m’attaquerais à 2 ou 3 gammes au dessus de la HF. Là, cela prend un peu plus de sens :)
Du home made (conception & réalisation) : mon second récepteur SDR modulaire pour des tests comparatifs.
Parallèlement à mon projet de récepteur SDR, je planche sur la conception d’un petit émetteur QRSS basse puissance. Comme premier projet d’émetteur, c’est plutôt simple et accessible. Coté oscillateur, je cherchais un peu de doc sur les différents types d’oscillateurs et je suis tombé sur une publication très bien faite sur les oscillateurs à inverseur.
Oscillateur de Pierce – Oscillateur avec un inverseur CMOS
Il y a quelques temps, alors que je nageais parmi les oscillateurs Colpitts et Hartley, je suis tombé sur l’oscillateur à inverseur (oscillateur de Pierce) que j’ai trouvé plutôt sympa. Un feedback avec inversion d’état et un retard. Génial ! Moi qui viens du monde numérique, c’est pile-poil ce qu’il me fallait :) Je note au passage que ce type d’inverseur est utilisé par YU1LM dans le transceiver Genesis et par G0UPL dans ses petits transmetteurs originaux.
Je rédige une page sur la technique de la soudure au four et à ce sujet, j’ai réalisé une vidéo en utilisant le dernier SoftRock RX Ensemble comme exemple :
Les détails techniques seront prochainement sur cette page. La vidéo HD est téléchargeable ici “ReflowSoldering.wmv“.
Le week-end dernier, j’ai terminé l’assemblage du “Genesis G3020“, un transceiver SDR QRP (5W).
La face avant du Genesis G3020 assemblé (autre photo ici)
Une fois achevé, le rendu visuel est plutôt sympa. A priori, on ne penserait pas qu’il y a plus de 350 composants sur cette plaque.
Coté verso, il n’y a aucun composant, juste quelques patchs qui font tout de suite un peu moins pro…
Face arrière du Genesis G3020
Le travail de conception de l’auteur est très impressionnant et la réalisation du typon est soignée. Cependant, j’ai tout de même noté quelques points négatifs qui viennent noircir le tableau. Certains détails auraient pu être mieux pensé en comparaison de la qualité globale de ce kit. Aussi, une bonne partie des pads reliés à la masse sont placés au milieu d’une large surface de cuivre, ce qui fait que lorsque l’on soude ce pad, l’énergie thermique est dissipée par la surface de cuivre et il faut du temps et un fer bien puissant pour faire une bonne soudure. Une illustration est plus parlante :
A gauche, les pads à la masse tel qu’ils sont réalisés sur le G3020 et à droite des pads que j’aurais préféré voir
Certes c’est un détail, mais vu le nombre de composants, cela devient vite pénible et long. Dans pas mal de cas, les pads sont également un petit peu petits et comme tout est en traversant et qu’il y a de la place, ils auraient pu être plus gros pour des soudures plus belles.
Autre détail, certains perçages sont un peu limites et un diamètre plus gros aurait été souhaitable. Une remarque précise toutefois de ne pas étamer le fil de cuivre sinon le passage ne sera pas possible…
Dernier détail noté, il ne faut pas suivre la sérigraphie imprimée sur le PCB car les valeurs ne correspondant pas toujours à la réalisation du G3020 (toutes les indications sont sur le site). En revanche, j’ai trouvé sympa que les valeurs des composants soient inscrites à la place de la notation incrémentielle habituelle R1,R2,R3… En contrepartie, toutes les cotes ne sont pas lisible et il y a des chevauchements pour les zones assez denses.
Je ferais prochainement quelques tests et comparatifs une fois que j’aurais terminé la mise au point.
Ayant tout juste assemblé mon SoftRock RXTX v6.3, j’ai fais un test d’émission dans la foulée (week-end du 19-20/06/2010). J’ai commencé par ajuster correctement l’annulation de la fréquence image de l’émetteur SDR. Pour la calibration, j’ai utilisé mon récepteur SoftRock RX v9 connecté à un atténuateur en pi faisant également office de charge fictive (1W de puissance à dissiper). Aucun potentiomètre à régler, tout se fait au niveau logiciel dans Rocky pour l’ajustement de l’amplitude et de la phase.
Coté antenne, j’ai ré-analysé mon antenne dipôle 30m avec le miniVNA pour me rendre compte que la fréquence d’accord s’était un peu décalée. La bougre d’antenne filaire à du s’allonger un peu car la fréquence de résonance a légèrement baissée. J’ai laissé la pince coupante dans le tiroir pour cette fois et je me suis accommodé d’un ROS de 1.5 sur la fréquence désirée.
Hop, aussitôt positionné sur 10.140 080 MHz, j’ai émis une porteuse d’un peu plus de 2 minutes en guettant les grabbers QRSS en ligne pour vérifier la présence ou non de mon signal. Et là, bonne surprise, j’ai pu constater visuellement mon émission sur un paquet de grabbers, notamment en Angleterre, en Italie, en Belgique, au Pays-bas et aux US (en Floride) :
G4CWX
I2NDT
ON5EX
PA0TAB
PA1GSJ
PA1SDB
W4HBK
Tracé de mon émission continue sur un grabber QRSS (bande des 30m)
Ça passe bien, même avec une petite puissance :) Bon, dans la zone QRSS, un peu moins d’un watt fait déjà figure d’émission puissante et je compte bien atténuer tout ceci. J’ai par ailleurs constaté une légère dérive de mon émetteur, d’environ 1.4Hz par minute. Rien qui ne soit pas en accord avec la réglementation :o) La faute est à mettre sur le compte de la montée en température du CI et de l’oscillateur programmable non compensé en température.
Prochainement, je retournerais donc bricoler/ajuster au mieux mon antenne et je ferais certainement mes premiers contacts en PSK31.
En attendant, je vais retourner bosser mon morse, car bien que je ne le maîtrise pas, c’est le mode qui m’intéresse le plus et il me fera défaut si je ne me bouge pas pour le bosser. Simple, efficace, minimaliste mais bien pensé avec en plus une histoire très riche, assurément, c’est du bon :)
Sur le coup là, j’ai un petit temps de retard ! Le “SoftRock RXTX Ensemble” vient de sortir et voila seulement que j’assemble mon RXTX v6.3 :o) Comme toujours, WB5RVZ à réalisé une super documentation et l’assemblage se passe sans accroc.
Le SoftRock RXTX v6.3 assemblé
Le RXTX v6.3 à été conçu de façon modulaire et l’on peut échanger le PA monobande et les filtres de réception. Je parle de –PA– mais tout est relatif, vu qu’il ne sort qu’un Watt :p Mais sur le principe, tout y est. La dernière mouture “RXTX Ensemble” ne prend en charge qu’une seule bande, ce qui n’est pas plus mal je trouve (simplicité & efficacité).
Comme d’habitude, j’ai fais la CMS avec la technique de la soudure au four et la finition est nickel. Je vais d’ailleurs faire une page dédiée sur le sujet car j’ai régulièrement des questions par courriel.
Le dos de la platine en CMS du SoftRock RXTX v6.3
La suite, ce sera quelques réglages suivi de petits tests d’émission vu que je viens de recevoir un bel indicatif :)
Je poursuis mes tests qualitatifs sur mon SDR modulaire et ce week-end, je me suis occupé de comparer les deux étages de mixage à base de ADG787 et de ADG704.
Diagramme général du ADG787 (utilisé dans le mixer 1) et du ADG704 (utilisé dans le mixer 2)
Les deux composants sont des multiplexeurs/démultiplexeurs analogiques pour une architecture de montage légèrement différente. Les caractéristiques techniques et la réponse en fréquence sont relativement proches sur ces deux composants, aussi, l’idée était au passage de voir s’il pouvait exister des différences par rapport au principe de fonctionnement. Une brève réflexion et une vérification par simulation semblait indiquer des performances similaires (mais non identique) et une vérification hard était la bienvenue car l’on a parfois des surprises entre la réalité et ce que l’on pensait obtenir…
Voici à présent les comparatifs visuels pour les deux types de mux :
A gauche, le mixer 1 avec le ADG787 et à droite le ADG704 du mixer 2 (oui… le rose bonbon ça pique les yeux ! promis je ne recommencerais pas :) - Autre capture d’écran ici
Test similaire au précédent avec le logiciel Rocky (qui réalise le rapport S/B automatiquement) – Autre capture d’écran ici
A la vue de ces écrans, si vous arrivez à tirer des conclusions, vous êtes plus doué que moi ! Je ne vois pas de différence significative et je rappelle que les deux mesures sont prises à des intervalles de temps différents, les échanges audio/CW et les phénomènes de propagation ne sont donc pas identique. Pour pallier à ce problème récurent de variation de mesure, je vais prochainement me bricoler un générateur couplé à un atténuateur variable. L’autre solution étant de disposer d’une carte son double et de faire des mesures simultanées avec deux récepteurs.
Mais pour l’heure, le problème initial reste entier. L’ADG787 tout comme le ADG704 donnent de bons résultats pour les gammes de fréquences visées. C’est je pense une bonne alternative au FST3253 très souvent rencontré dans beaucoup de montages SDR.
Conceptuellement, le montage avec le ADG787 me plaît plus, et c’est lui que je pense utiliser pour mon nouveau SDR intégrant un convertisseur analogique-numérique AD7762 et un microcontrôleur PIC32.
Mais avant de passer à la phase suivante, il me restait encore pas mal de compositions à tester, notamment avec les différents amplis BF. Mais voila, mon alimentation à décidée de me jouer un vilain tour. Elles s’est mise à yoyoter en faisant des pics de tension jusqu’à 19V (pour une alimentation régulée de 12V). Mon circuit n’étant pas prévu pour absorber ce genre de caprice, mes condensateurs au tantale sont partis en fumé. J’aime bien les condensateurs au tantale car ils sont très compacts. Mais je comprends bien à présent pourquoi ils sont interdits dans l’industrie automobile… Ça crache des flammes et pour mettre le feux, ça doit être pas mal !!! Après investigation, je me rends compte que le régulateur principal de mon circuit a lui aussi déclaré forfait dans la bataille. Il me sort à présent 10V au lieu de 5V :/ Les étages en aval sont donc potentiellement morts et les comparaisons à venir ont été réduites au silence en une fraction de seconde. Bon, je retrousse mes manches et je me remets au travail !
Condensateurs tantale n’ayant pas supporté la surtension appliquée…
Lors de l’essai de mon grabber QRSS pour la bande des 30 mètres, j’ai accumulé quelques milliers de captures d’écran et je les ai assemblées pour en faire un petit film. 62 heures de capture sont ainsi été résumé en 74 secondes. A défaut d’expliquer quoi que ce soit sur la propagation, cette animation –illustre– localement le phénomène.
La vidéo HD est téléchargeable ici : “QRSS-VIDEO-30m-JN39AB.avi” et vous pouvez également la consulter via YouTube ci-dessous :
Il a tenu bon ! Mon modeste assemblage “récepteur SDR + antenne dipôle” à correctement fonctionné et il a rempli sa mission de 2 semaines. J’ai gardé un œil sur le système via la page QRSS de mon blog et j’ai vu passer quelques indicatifs. Les reports et captures d’écran sont consignés dans la page dédiée QRSS Reports.
Bien que la localisation géographique ou il était implanté n’était pas avantageuse, j’ai pu constater que ses performances n’avaient rien à envier aux grabber existant et consultables sur le Net (planches contacts sur la page Web i2NDT’s QRSS Knights – Grabber Compendium).
Parallèlement à la mise en ligne des images en temps réel, 8197 captures d’écran ont été stockés pour un volume total de 1.48 Go. Après coup, ces données semblent présenter peu d’intérêt, mais je les ai fait défiler à grande vitesse pour résumer ces 2 semaines en quelques minutes et cette animation m’a parue intéressante. A défaut d’expliquer quoi que ce soit concernant la propagation, cette animation illustre bien la non homogénéité du phénomène. Aussi, ce sont les signaux sous forme de courbes qui sont les plus intéressants (ex : multivibrateur astable). Ces signaux présentant peu d’information sont facilement repérables à l’œil et permettent de bien suivre les évolutions du phénomène.
Je mettrais prochainement sur le Net une vidéo d’un montage sur plusieurs jours afin de vous faire profiter de ce curieux sapin de noël :)
Pour le moment, je m’active à préparer le retour de mon grabber avec cette fois une configuration basse consommation (5 W). Je recycle mon Alix 3D3 en le couplant avec mon SoftRock RX v9. Ce mini PC pourra facilement tenir une semaine avec une batterie au plomb, et il est en plus doté d’une connectivité Wifi et filaire 100-baseT. Que demander de plus :)
Ce week-end, je me suis attaché à assembler et à tester la nouvelle mouture de mon SRD de conception personnelle. Ce récepteur SDR est avant tout une plate-forme de test, car j’avais envie de comparer différentes architectures et différents composants autrement qu’avec des spec’ et des simulations.
Mais c’est avant tout un projet personnel et j’y ai consacré pas mal d’énergie et de temps. Alors, une fois assemblé, lorsque l’on est près à brancher la connectique, on retient en général un peu son souffle… Et lorsque l’on peut voir un écran comme celui ci-dessous, on peut laisser échapper un gros “Yeeaaaarrrrr !” :D
Vue de la bande des 40 m avec mon récepteur SDR perso (logiciel : Rocky)
C’est toujours plaisant de voir fonctionner au poil les petits bricolages que l’on a réalisé. Ça ma fait particulièrement plaisir car j’ai tout réalisé moi même, de la conception à l’assemblage. Bien sur je n’ai rien inventé et il n’y a rien d’extraordinaire, mais le fait d’étudier les problématiques, de faire des choix judicieux et de produire quelque chose d’original (les composants principaux ne sont pas les mêmes que dans la plupart des SDR) est gratifiant. Me voila donc encouragé à poursuivre la construction de récepteurs et d’outils d’instrumentation !
A présent, un petit retour en arrière pour retracer cette réalisation et présenter ce récepteur de test.
Comme décrit un un récent post, j’ai fais tirer le circuit par un professionnel, principalement parce que j’utilise le format µSoic (CMS avec un pas très petit) et des pistes de 0.2 mm qui mettent hors jeu ma vielle installation de révélation. Pour cette seconde édition, plus question d’une construction monolithique, j’ai découpé toutes les fonctions en modules clipsables, afin de tester différentes combinaisons.
Découple des différents modules
Il ne m’a pas fallu longtemps pour câbler tout ces modules car j’utilise la technique de la soudure au four (vidéo ici et alternative ici). Je met des pointes de pâte à souder et je dépose délicatement les composants sur les pads. Avec un peu d’expérience, ça va très vite et le résultat est de qualité professionnelle. Je préfère à présent largement souder de la CMS que du traversant et en plus, je suis sur que le coût énergétique est inférieur :) Voici le résultat :
Les différents modules assemblés (autre photographie des modules alignés ici et ici)
Toutes les photos ont été prises au soleil, question éclairage, je ne pouvais rêver mieux :) Pour les curieux, voici le détail des différents modules :
Ça fait un peu vaisseau Minmatar ^^ Mais bon le système pluggable est nickel et je ne me suis pas planté dans mes cotes :) J’induis certainement des pertes pour la partie HF, mais pour du debug et de l’analyse comparative, ça ira pour l’objectif visé.
J’en viens justement à l’analyse comparative. Que vaut-il par rapport à un SoftRock et quelles sont ses performances ? Commençons par rappeler que comme à mon habitude, je fais des comparaisons visuelles avec un analyseur de spectre en mode waterfall. Je ne dispose pas encore d’une carte son avec une double entrée ligne pour faire des comparaisons numériques mais cala ne saurait tarder. Pour les captures d’écran présentées, j’utilise les logiciels “Spectrum Lab” et “Rocky“. Spectrum Lab me donne une représentation des signaux sans traitement additionnel avec une palette de couleur de mon choix et Rocky réalise automatiquement l’affichage en tenant compte du rapport signal/bruit. La vue présentant le rapport S/B est certainement la plus intéressante pour les comparaisons.
Le fond plus foncé indique que le gain de mon récepteur est légèrement supérieur à celui du SoftRock. Mais encore une fois, ceci n’est pas un avantage et il faut plutôt regarder le rapport signal/bruit. Voici donc une vue similaire prise avec Rocky :
A première vue, pas beaucoup de différence, mais les signaux de mon récepteur (à droite) sont un peu plus plus contrastés et un peu plus brillants je trouve. Je dirais donc que mon modeste petit récepteur perso est au moins aussi bon qu’un très recommandable SoftRock RX v9.
A noter par ailleurs que Rocky est calibré (réjection I/Q, sélectivité) sur mon SoftRock RXv9 et que le gain et le déphasage sont différents entre les deux platines (au désavantage me mon récepteur). Un œil attentif n’aura pas manqué de repérer des traces de phonie sur la bande CW pour l’écran de droite (un peu présent sur l’écran de gauche tout de même). Soit c’est la réjection, soit c’est une interférence avec une bande plus haute (mon SDR n’est pas équipé d’un filtre passe bande pour le moment), soit… c’est un amateur égaré :o)
Voila donc des résultats encourageants qui montrent bien encore une fois que les récepteurs SDR sont à la porté de tout radioamateur motivé. L’aspect matériel est grandement simplifié, une partie du travail étant délégué à l’ordinateur.
Le récepteur câblé, en fonctionnement.
Prochainement je ferais un post présentant les comparaisons des différentes compositions de mixers et d’amplificateurs. Je publierais également le meilleur compromis trouvé ainsi que le schéma de la configuration qui aura retenu mon attention.
En décamétrique, s’il y a un bande qui m’amuse particulièrement en ce moment, c’est celle du 30m. On n’y trouve pas mal d’expérimentations sur les modes numériques, les transmissions à très faible puissance (QRPP) ainsi que les émissions à basse vitesse (QRSS). Je trouve qu’elle fait un peu page de fréquence laboratoire pour techniciens éclairés :)
Concernant les pratiques que j’ai observé et parmi les amateurs qui utilisent cette bande, certains placent des balises QRSS basse puissance à tourner pendant quelques jours. Par rapport au cadre légal, cette bande ayant le statut secondaire, les utilisateurs primaires devraient avoir le droit de réclamer sa mise à disposition en demandant une cessation des émissions en cours. Lorsque c’est une petite balise qui délivre son message, je me doute que son propriétaire ne sera pas forcément la pour en prendre connaissance et l’arrêter… Bien entendu, ces balises de quelques centaines ou de quelques dizaines de milliwatts ne sont probablement pas perceptibles par la plupart des récepteurs (en mode non QRSS). Par ailleurs, les amateurs de microwatt et de QRSS ne sont pas légion et il est peu probable que cela dérange un jours quelqu’un, mais ma question légale reste entière et je me doute de la réponse.
Tout ceci pour dire que j’adore cette bande et que j’y ferais certainement mes premières émissions :)
Exemple de réception QRSS sur la bande des 30m. En haut, les émissions WSPR, au centre des balises QRSS en morse, le tout sur fond d’orage (lignes verticales homogènes) Le grabber temps réel est consultable ici.
This blog follows my radio experiments and my circuits design, focused on SDR technology. No rocket science promises here, just my errands in this domain. Hope you'll appreciate them.
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