It's raining elephants – VA2GKA

Lorsque l’on utilise un récepteur SDR IQ, une bonne réception avec une bonne sélectivité (et donc une bonne réjection de la fréquence image) requiert un ajustement précis. Sur ce point, Rocky est pas excellent car il calcule automatiquement les offsets amplitude et phase. Spectrum Lab ne sait pas faire ceci automatiquement et il faut se taper l’ajustement de la suppression de la fréquence image manuellement (avec par exemple une petite source à coté du récepteur).

L’alternative faignante mais maline consiste à laisser bosser Rocky et à recopier les paramètres dans Spectrum Lab. Attention toutefois, car Rocky utilise un coefficient multiplicateur et Spectrum Lab un pourcentage relatif. Pensez également à vérifier si votre récepteur utilise le mode Q/I ou I/Q (dispatch stéréo). Pour le second cas, il sera nécessaire d’ajouter le signe négatif devant vos paramètres. La vérification est facile, si le signal image ne disparaît pas, c’est qu’il y a boulette :)

Paramétrage de la correction I/Q pour Spectrum Lab

Magnifique, génial, surpuissant ! Voila un petit post dédié à Spectrum Lab, un logiciel à conseiller à tout les bidouilleurs radio et les possesseurs de récepteurs SDR.

Cela fait un petit bout de temps que j’utilisais Spectrum Lab pour mes comparatifs et mes captures d’écrans des bandes amateur mais je dois bien avouer que je le sous utilisait largement. Cependant, à force de le patouiller, j’ai finis par en apprendre un peu plus et dernièrement, je me suis penché plus sérieusement sur le logiciel et sa documentation.

Bien sur, il n’a pas que des aspects positifs, et il faut reconnaître que le programme est complexe et peu ergonomique. Le fait qu’il soit difficile à prendre en main est certainement du au large panel de possibilités qu’il offre.

Je ne me lancerais pas ici dans une description exhaustive des possibilités, mais je citerais juste quelques exemples d’applications et de cas concrets :

• Récepteur SDR I/Q avec correction amplitude/phase pour l’affichage d’un spectrogramme en mode waterfall.
• Grabber QRSS avec capture d’écran automatisée et calcul statistique (utilisation en mode direct ou IQ)
• Pour les récepteurs SDR qui ont une fréquence fixe comme le Genesis G3020 (quartz) ou le SoftRock RXTX v6.3 (16 presets sur Si570), possibilité de décaler (via OSC numérique) la bande à une fréquence précise et de redirigé le signal dans un câble audio virtuel (VAC) pour utiliser des programmes comme WSPR qui ne savent pas fonctionner avec des récepteurs IQ.
• Possibilité de filtrage FFT du signal avec des flancs très raides (élimination de QRM) et toute une panoplie de filtrage du signal.
• Décodeur et encodeur pour quelques modes  numériques / modulation (PSK, ASK, FSK, BPSK [ex : PSK31], QBSK…) et aussi de modes QRSS (CW QRSS, DFCW, CASTLE)
• Analyseur spectral waterfall en CDF (Color Direction Finding)
• Générateur de signaux complexes (exemple d’application : tests et mesures d’intermodulation)

Vue sur quelques boites de dialogue du logiciel Spectrum Lab

Pour conclure, ce logiciel un peu trop lourd et complexe pour du trafic ordinaire, mais pour de ce qui est des expérimentations et des essais, c’est un outil à découvrir absolument.

• La page Web dédiée à Spectrum Lab (DL4YHF)
• Téléchargement
• Documentation

La suite logique de mes expérimentations QRSS à été de poursuivre sur un test du mode Feld-Hell (texte lisible visuellement et sans décodage sur un analyseur spectral). Dans la foulée, j’ai donc procédé à quelques émissions en utilisant le logiciel Spectrum Lab (Note : Comme à mon habitude, je blogue toujours avec 1 à 2 semaines de retard…).

Tout comme les précédentes, ces émissions ont étés réalisées avec une puissance d’émission de 200mW sur la bande des 30m (juste au dessus de 10.140 000 MHz). Spectrum Lab intégrant trois méthodes de génération de contenu, j’ai testé Chirped Hell et sequential MT-Hell (MFSK).

Visualisation de mon émission avec mon indicatif arrivé aux Pays-Bas (autres captures chez : G4CWX et I2NDT)

La première méthode citée ne permet pas de définir la bande passante utilisée par le signal. Aussi, il faut faire des tests pour trouver la bonne vitesse correspondant à l’affichage le plus courant des grabbers QRSS en ligne. Sur l’image ci-dessus, le texte est un peu étiré et il faudrait que je transmette plus lentement pour compenser.

L’autre mode permet de définir la bande passante (hauteur du texte). Je l’ai fixé à 15Hz.

Le même point de réception chez PA1SDB avec une autre méthode de génération (autres captures chez : ON5EX et VE1VDM)

Mon indicatif est cette fois-ci bien lisible et il arrive bien en Europe et de l’autre coté de l’atlantique.

Une autre modeste expérimentation concluante ! Ça marche bien, donc j’enchaîne :)

Update : Deux petits liens en plus sur le sujet pour ceux qui voudraient en savoir plus sur les Hellschreiber :

• F1ULT
  
• ZL1BPU

Petit retour en arrière et petit complément d’information quant-à l’un de mes derniers billets nommé “Grabber QRSS en ligne“, en commençant par quelques explications pour les non-amateurs :

Le QRSS est une technique consistant à envoyer des signaux à très basse vitesse. Le terme QRSS est empreint de QRS (code Q) qui signifie “Transmettez plus lentement”. Par extension, ceci signifie une transmission très lente, voir extrêmement lente. Le but de l’opération est de faciliter la détection du signal lorsque celui-ci est très faible (proche du bruit atmosphérique). En effet, en réduisant la vitesse de transmission, on laisse plus de temps au récepteur pour collecter des informations et on améliore ainsi le rapport signal/bruit.

Ainsi, on peut ainsi gagner facilement 20dB pour un message émis très lentement.

Sans taper dans la théorie de l’information de Shannon, on peut comprendre intuitivement le phénomène en observant le principe de la transformé de Fourrier utilisé par nos décodeurs informatiques. Une excellente page sur le sujet à été réalisée par ON7YD : Extreme narrow bandwidth techniques.

Virer donc votre ampli, émettez à la plus faible puissance possible, rajouter encore le plus gros atténuateur dont vous disposer et pour pourrez vous amuser à faire le tour du monde en QRSS ! :)

Certains records sont bluffants ! Si l’on utilise le rapport distance sur puissance, certains dépassent la dizaine de millions de km par watt…

La contrepartie c’est qu’il faut être patient et que les amateurs de QRSS ne sont pas légion. Ceci dit, il existe sur le net des grabbers qui permettent à l’expérimentateur qui émet de savoir en temps réel si son signal arrive à l’autre bout du monde. Les grabbers QRSS se présentent sous la forme d’une page Web qui se met à jour automatique toutes les 5 minutes par exemple. Il existe aussi des sites qui recoupent plusieurs grabbers et en font des planches contacts pour différentes positions géographiques (exemple avec la page de i2NDT’s QRSS Knights – Grabber Compendium). Certes ça ne vaut pas le report d’un copain à l’autre bout du monde, mais c’est un outil précieux pour les expérimentateurs.

Pour ma part, je viens juste me mettre en place mon grabber pour la bande des 30m. J’utilise mon récepteur SoftRock RX v9 (récepteur SDR IQ) avec une antenne dipôle à 5 mètres du sol. La plage de réception est comprise entre 10.140 000 et 10.140 200 MHz.

Vous pouvez tester et regarder les petits signaux qui transitent (peut-être) à coté de chez moi. Ça se passe sur cette page : QRSS Grabber (également accessible par le menu QRSS). Vous trouverez également sur ces pages toutes les configurations techniques du système. Si vous souhaitez également partager vos antennes, n’hésitez pas à me solliciter pour des infos ou pour les config’s de Spectrum Lab.

Pour accéder au grabber temps réel, cliquez sur l’image

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.

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

Sans vouloir chercher à comparer ce qui n’est pas vraiment comparable, je me suis amusé à faire un petit montage avec une capture d’écran de WebSDR et une autre de Spectrum Lab avec mon SoftRock RX v9 sur une antenne cadre.

Sur le montage suivant, en première partie haute, on peut voir WebSDR. A notre que la vue à été inversée (flip horizontal) pour être dans le même sens de défilement que Spectrum Lab. En dessous, la capture du SoftRock RX v9. Pour comparer les deux sonogrammes, il faut les reprendre tous les deux à partir de la petite bande bleu clair (Note : L’ajustement à été fait approximativement, mais on s’y retrouve).

Capture d’écran partielle de WebSDR (en haut) et de Spectrum Lab avec le SoftRock RX v9 (en bas)

Il est intéressant de noter les différences de réception à quelques 350 Km de distance. L’essentiel est là, mais il y a certaines émissions présentes sur l’une et pas sur l’autre.

La granularité me semble meilleure avec le SoftRock, ceci est peut-être du au fait que j’utilise une carte 24 bits et que WebSDR travaille avec un ADC 16 bits. Une autre explication possible pourrait être que PA3FWM utilise un traitement numérique en vue de gagner en bande passante pour le serveur. Ce petit bijou online gère tout de même plus de 100 utilisateurs simultanément ! Les tailles de FFT peuvent aussi jouer sur le rendu graphique. Beaucoup d’interrogations, il faudrait que je consulte Pieter-Tjerk.

Pour achever ma comparaison bancale, rappelons que les antennes sont différentes, avec une géolocalisation différente et des orientations différentes… Mais bon, les écrans étant tout de même relativement similaires, on peut dire qu’il y a une certaine cohérence des ces projets SDR. Les deux approches sont excellentes.

Qu’es-ce donc ? Un décor lunaire ? Un agrandissement au microscope électronique ?

Non, rien de tout cela, c’est un spectrogramme (mode waterfall) d’une émission DRM, avec un défilement assez long. J’avais déjà pu observer le phénomène de fading se produisant sur les ondes lors de l’écoute de conversations en morse. Pour ce dernier cas de figure, l’atténuation est plus pénible qu’autre chose. Graphiquement et auditivement, on constate une diminution, voir une disparition du signal. Si j’ai bien compris, ceci est principalement du au fait que les ondes arrivent par différents chemins, et donc avec des distances de trajets légèrement différents, d’ou le phénomène d’interféromètrie qui annule l’amplitude de l’onde en certains points.

Et bien je constate que sur une large bande, cela fait de jolis dessins étranges :)

Phénonène d’interférométrie sur les ondes HF. Capture d’écran de Spectrum Lab ici.

Les week-end d’été sont visiblement propices aux tests HF, à moins que ce ne soit les contests :) Bref, j’ai encore eu de bonnes conditions pour tester mes deux nouveaux petits joujoux (cf. post précédent). J’ai écouté un peu de phonie sur la bande des 40 mètres, et pour le coup, lors des contests, ya pas grande chose à écouter à part des indicatifs et des rapports RST. Les signaux n’arrivant jamais parfaitement, je me dis que faire un contest assez long, cela doit être fatigant. Ca pompe effectivement sur l’attention, enfin… je verrais ça dans quelques temps !

Un bon paquet de contacts CW aux US et au Canada relevés par CwSkimmer sur la bande des 20 mètres. Ça fait toujours plaisir :) Le tout avec un bout de câble téléphonique tendu à une grille… Merci la propag’ au passage.

Voila pour le blabla, je dépose ici une petite série de screenshot avec des bandes bien chargées et des couleurs pétantes.

Rocky ici et la, section CW ici et la, section SSB ici et la.

Spectrum Lab avec différentes couleurs 1, 2, 3 et 4.

Pour les amateur du vert matrix : 1, 2, 3, 4 et 5.

Note : Toutes ces images sont CopyLeft, alors gavez-vous si besoin.

Monsieur Wiki nous dit que la compatibilité électromagnétique (CEM) est l’aptitude d’un appareil ou d’un système électrique ou électronique à fonctionner dans son environnement électromagnétique de façon satisfaisante et sans produire lui-même des perturbations électromagnétiques intolérables pour tout ce qui se trouve dans cet environnement.

Sur le spectre de mon récepteur 80m, j’avais justement toute une ribambelle de signaux suspects… Après quelques tests très simples, on identifie facilement des appareils de notre quotidien. Ainsi, lorsque je décroche mon téléphone connecté à une box, une porteuse disparaît et une autre plus baveuse se décale. Hummm… continuons, lorsque je débranche ma box on voit apparaître différents profils lors de la phase d’initialisation/synchronisation. Mais le plus bizarre, c’est lorsque je débranche l’alim’ de la box mais que le transformateur reste branché sur le 230, les perturbations sont plus large ! C’est en effet le transformateur chinois à deux balle qui génère des perturbations dans tous les sens… Le câble d’alimentation et le secteur doivent lui fournir de belles antennes.

Cette illustration présente une analyse spectrale temporelle (sonogramme). En bas, les signaux les plus anciens, la box et le transformateur débranché. Après le contact (perturbation sous la forme d’une ligne blanche) le transformateur est connecté (4 jolies grosses bandes en plus – Cadres bleus). Dans le dernier tiers supérieur, l’alimentation de la box, avec la phase de synchro (Cadre vert).

Je sens que je vais me marrer lorsque je vais bencher le CPL :/