It's raining elephants – VA2GKA / F4GKA

Dernièrement, j’ai craqué pour l’achat d’une tripotée de tores Amidon. Je n’ai pas vraiment besoin de tout un stock pour mes bidouilles, mais les petits tores sont généralement vendu par paquet, alors allons-y… Me voilà paré pour un bout de temps, quoi que, le composant dont on a besoin pour finir un montage est généralement celui que l’on a pas…

Réception du petit colis de tores commandé chez Kits & Parts

Pour entamer le stock, je vais commencer par un petit TP oscillateur. J’adore les petits montages d’oscillateurs car c’est vraiment la base du trip ! Une poignée de composants, plein de topologies différentes et tellement d’expérimentations. C’est aussi l’occasion de confronter les calculs et la réalité (prendre une baffe au passage) et de rebondir sur de nouvelles idées.

Alors prochainement, je réaliserais au lab (Foulab) l’oscillateur 10 MHz que j’avais précédemment posté.

Les phénomènes d’oscillations entretenues, c’est les fondamentaux. Les vieux amateurs auraient certainement plutôt (plus tôt) écrit : La CW, c’est les fondamentaux :o)

Au final, on est bien d’accord !

Je continue tout doucement la réalisation de mon PA. Le cœur de la bête à beau être plus ou moins fixé, il y a encore pas mal d’électronique qui gravite autour. Je me suis attaqué au séquenceur dernièrement. Bien que la fonctionnalité soit assez triviale, je n’ai pas trouvé beaucoup de montage sur le Net, du moins pas de montages qui ne soient pas de usine à gaz et/ou qui me conviennent.

Le but me mon séquenceur est d’arriver à :

• PTT on : switch antenne on, puis switch {polar/ signal} on (delta typique de 30 ms)
• PTT off : switch {polar/ signal} off, puis switch antenne off

Je saurais le faire facilement avec un petit Microchip, mais cette réponse au problème me semble démesurée… Je me suis donc un peu creusé la tête pour sortir un montage simple. La ligne de délais à été faite avec un simple petit condensateur qui se charge et se décharge au travers des résistances et le séquençage des deux signaux est réalisé avec un peut de logique (une porte ET et une porte OU).

Voila le montage avec des FET en sortie permettant de piloter les commutateurs :

Le schéma de mon séquenceur

Je ne sais pas trop ce que vaut mon petit montage… Il fonctionne sur le papier — heuu, sur la simulation — mais comme je n’ai pas de source de comparaison, je le testerais soigneusement avant utilisation.

Ça serait con de flinguer les deux MOSFET du PA, tout neufs, à 60 euros pièce :) héhé

Note : Pour rappel, je suis toujours preneur de remarques constructives et cela me fait plaisir.

Ce week-end, je me suis empressé d’assembler le petit kit que je venais juste de recevoir. Il s’agit d’un générateur de fréquence (HF). Comme je réalise actuellement mon nouveau SDR modulable, je me suis dit que cela pourrait être pas mal de disposer d’une source HF externe, facilement pilotable, notamment par les logiciels SDR comme Rocky ou PowerSDR. En effet, je dispose déjà d’une source HF sur mon oscilloscope numérique, mais le contrôle n’est ni aisé, ni rapide. Le duo Si570 et ATtiny45 est nativement reconnu par Rocky et d’autre logiciels SDR et c’est donc plutôt pratique. Je me suis donc orienté sur un kit “QRP2000 USB-Controlled Synthesizer” qui a su se faire sa place dans le petit monde du SDR amateur. Voici à quoi ressemble le kit :

Le kit “QRP2000 USB-Controlled Synthesizer” à la réception

Il y a un peu de CMS à souder. Une nouvelle fois, j’ai utilisé la technique de la soudure au four (reflow sodering). Ça marche bien et je commence à être rodé :)

Assemblage au four des composants montés en surface

Le coté traversant ne pose pas de problème, mais j’ai trouvé que le PCB aurait pu être mieux routé. Les écarts pour les composants ne sont jamais identiques (ex: résistances ou diodes) et le marquage est incomplet. Coté conception, j’aurais préféré un FIN1002 à la place du transformateur binoculaire, mais c’est uniquement parce que je compte utiliser une logique derrière (double flip-flop pour la génération du signal en quadrature). Par rapport à ce transformateur binoculaire, je me demande s’il tient bien en fréquence (le Si570 sort sur le papier jusqu’à 900MHz). Ce générateur est qualitativement inférieur à un générateur DDS, mais au niveau rapport qualité/prix, il est très intéressant.

Le kit assemblé

La tortue sur le dos…

Encore des petits tests à l’oscillo pour vérifier la tête du signal et les niveaux, mais un essai rapide montre que le système est opérationnel et qu’il fonctionne correctement.

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 :)

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

… bonne nouvelle ! Ça fait un petit bout de temps que je ne suis pas venu tapoter sur mon blog. Non pas que le sujet ne m’intéresse plus, mais parce que j’étais plutôt occupé ces derniers temps.

Je travaille sur la conception de plusieurs petits montages et je commence avec des circuits faciles avant de monter la barre. Ce qui me bouffe pas mal de temps, c’est de réapprendre un logiciel de conception de CI. Mes anciens acquis ne me sont plus vraiment utiles et les possibilités de simulation des logiciels récents sont attrayantes, pour ne pas dire indispensables. Les grandes lignes des futures constructions :

• un  adaptateur d’impédance à base de JFET pour une antenne cadre, une antenne ferrite et une zepp.
• un pré-ampli d’antenne à base de LMH6624 pour une antenne cadre, une antenne ferrite et une  zepp.
• un SDR perso, avec quartz fixe et sortie audio (basé sur un ADG704 et un INA163).

Si je m’en sort bien, j’attaque avec l’ajout d’un DDS commandé par USB pour le SDR. La dessus, je greffe un AD7762 (convertisseur A/N) pour me passer des standards des cartes son. Avec cette dernière config, fini la compatibilité avec les logiciels SDR (Rocky, Spectrum Lab, Winrad…), mais la programmation n’est pas le point qui me pose problème. QT pour l’interface qui va bien et FFTW pour pas s’ennuyer à débugger les algos des transformées de Fourier.

J’ai du pain sur la planche, j’y retourne !

J’ai pris le temps de coller mon SoftRock RX v9 dans une boite avec une carte son USB. La sélection des fréquences se faisant également en USB, c’est un petit récepteur tout USB :)

Bon, l’USB, c’est une source de pollution supplémentaire pour le récepteur. Mais le SoftRock à déjà quelques dispositions par rapport à ceci, et les résultats ne sont pas mauvais. La sensibilité est la même que pour la série des récepteurs SoftRock Lite II.

SoftRock RX v9 avec une carte son M-Audio USB

Pour terminer, quelques résultat visualisés sur “Reverse Beacon Network” sur la bande des 40m.