Power Point SDR RADIO - F6ECI

Software Defined Radio
Site http://f6eci.pagesperso-orange.fr/
Christian POUMIER
F6ECI
20 juin 2015 BRIVE
F6KLO
SOMMAIRE
Historique
– Réception Directe
– Super hétérodyne
Théorie
Conversion Analogique Numérique
Conversion Numérique Analogique
Direct Direct Synthesyzer
Filtre démodulation
Architecture SDR
Traitement numérique après démodulation
Traitement numérique sur le Fréquence Inter.
Echantillonneur Bloqueur
Echantillonnage Direct
Produit
Questions
2
SDR
SDR est un récepteur et émetteur réalisé en partie par
logiciel et numérique
RECEPTION la partie réception consiste a une numérisation
par un Convertisseur Analogique Numérique puis un
traitement logiciel permettant de réaliser les fonctions de
filtrages, démodulations, Noise Blanker, ...
EMISSION la partie émission consiste a un traitement
logiciel pour le filtrage, modulation, compresseur, ... Puis
une conversion par un Convertisseur Numérique
Analogique
3
Récepteur a amplification directe
4
Récepteur super hétérodyne
5
Récepteur a conversion directe
6
Récepteur double changement de fréquence
7
Conversion Analogique Numérique
Signal
Analogique
Horloge
A chaque coup d'horloge on
enregistre une valeur
L'interrupteur fonctionne
comme un mélangeur
Signal Numérique
sous forme de
valeur
20
70
80
50
-20
8
Conversion Analogique Numérique
Amplitude
Horloge
H1
H2
Fréquence
Amplitud
e
Fréquenc
e
9
Convertisseur Analogique Numérique
CAN Flash
CONVERTISSEUR ANALOGIQUE NUMERIQUE

Limites des composants







1 Mhz
10 Mhz
125 Mhz
250 Mhz
1 Ghz
24 bits 5$
9 mW
18 bits 21$ 200 mW
16 bits 180$ 400 mW
14 bits 83$ 1400 mW
14 bits 270$ 3500 mW
Facteur de bruit de 30 à 40 dB
Réponses parasites de – 50 dBc a -90 dBc
Convertisseur Numérique Analogique
Synthèse Direct de fréquence (DDS)
A chaque coût d'horloge on additionne
une valeur.
Fsortie = Freq Horloge * N/ Pro l'accu
Fs = 200 Mhz* 100/10000 = 2 Mhz
Le signal de la dent de scie est converti
en sinus et cosinus pour trouver un signal
sinusoidal avec une table de conversion
Des composants existe pour réaliser la
fonction complète
Bruit de Phase
DB/Hz
VCO Libre
0
Synthèse a boucle de
phase
-40
-80
DDS
-120
Ecart F
10
100
1000
10000
100000
Hz
Architecture SDR
SDR c'est quoi ?
Des que l'on utilise une fonction numérique le transceiveur
peut être un SDR
SDR type I Les fonctions numériques sont après la détection
SDR Type 2 les fonctions numériques sont a partir de la
fréquence intermédiaire
SDR Type 3 les fonctions numériques sont partir de la HF
Version 1 le Convertisseur Analogique Numérique est après un
mélangeur numérique réalisé en composants discrets
Version 2 Le convertisseur Analogique Numérique est avant le
mélangeur Numérique réalisé en FPGA
SDR Type 1 et 2
Type 1
Type 2
SDR Type III conversion indirecte
Numérisation type 3
Le principe est d'utiliser une carte son comme convertisseur
analogique numérique Carte intégrer dans les ordinateurs
Avantages
Dynamiques élevé > 100 dB
Facilité d'utilisation
Linéarité ( absence de distorsion)
Inconvénients
Bruit des convertisseurs FB de 30 à 40 dB
Bruit aux fréquence < 1 kHz
Choix d'un fréquence intermédiaire de 9 à 30 kHz ce qui
nécessite d'avoir un mélangeur a réjection d'image
Carte SON
Fréquence d'échantillonnage varie de 44 kHz à 192 Khz
Plus la fréquence est élevé plus la bande passante sera
grande de 10 KHz a 92 kHz de bande passante
Nombre de bit d'échantillonnage on trouve des cartes de 16 et
24bits une carte 16 bits est suffisante et donne une
dynamique de 96dB auquel il faut ajouter la bande bruit 20
kHz minimum soit 40 dB de dynamique complémentaire
Il faudra compenser le bruit du CAN par un gain
complémentaire Facteur de bruit du CAN 30 dB un gain de
30 dB avant le CAN sera suffisant Ce gain sera réaliser en
grande partie en BF 20 dB au moins le reste en RF 10 dB
afin d'avoir une bonne sensibilité du récepteur
TYPE III Montage Mélangeur
BREVET US20120264364 A1
Exemple de schéma
Exemple récepteur
TYPE III type 2 ( conversion directe)
La fonction mélangeur est réalisé en numérique
Amp
CAN
FPGA
DDC
DDC Digital Downconverter
DSP ou
Ordinateur
FPGA
RECEPTEUR WEB SDR
FPGA SparTan XC3S500E et
LTC2216 A/D A/D converter
Transceiver et kit SDR
Beaucoup de produits disponibles
Transceiver
FlexradioSystem
Apache
Elad
RFHamFox
Coffret
Funcude dongle Pro
Perseus , RF space Dx Patrol
Kit
Genesis, Elektor, RTL SDR, SoftRock
LOGICIEL SDR
Plusieurs Logiciel Libre
POWER SDR (Window/Mac)
SDR (Window)
HDSDR(Window)
SDR-RADIO (Windows)
Linrad (Windows/Linux/Mac)
GQRX (Mac/linux)
CubicSDR (Windows/Linux/Mac)
WebRadio
…
Interface à prévoir pour les commandes
POWER SDR
WEB SDR
Différents sites proposent des réceptions SDR en live
Programmation à distance
•
•
•
Fréquence
Bande passante
Type de modulation LSB USB CW AM FM
Niveau du signal reçu
Liaison internet minimum 1 Mbits pour limiter les coupures
Les bandes disponibles Bande HF 0 à 30 MHz quelques
bandes VHF et hyper
Le nombre d'utilisateur varie de 5 à 30 suivant les sites
Liste des sites WEBSDR
WEBSDR
Les websdr permettent
De tester la différence de signal reçu entre antennes
De vérifier sa modulation mais décalage de temps 300 ms
Voir si l'on est reçu dans certaines zones
De voir la densité de trafic
En concours permet de contrôler certain report mais pas trop
étique
Possibilité d'interfacé en local des logiciels de mode
numériques mais il faut un bon débit internet 2 Mbits
souhaitable
Ecouter les bandes amateurs sans transceiver et antenne
•
WEB SDR
AVANTAGE TRANSCEIVER SDR
Séparation de perturbateur proche en fréquence avec un
écart de niveau important Ex Ecart 100 Hz différence de
niveau 60 dB
Linéarité de la chaîne de réception
Filtrage sans variation de phase dans la bande important
pour certaines modulations numériques
Adaptation de la bande de manière Linéaire de 50 Hz a 30
kHz voir plus
Possibilité d'avoir plusieurs récepteurs avec la même chaîne
de réception
Fonction Numérique de traitement de signal multiples (
réjecteur, réduction de bruit, linéarisation de la chaîne
d'amplification, ...)
Inconvénient SDR
Beaucoup de réponses parasites ( fréquence image ,
oiseaux, … ) mais peuvent souvent être supprimés par
une modification de quelques paramètres
Limité en fréquence de fonctionnement pour les types 3 et 4
120 MHz environ avec de bonnes performances
Pour les bandes 144 et au dessus SDR en fréquence
intermédiaire donc perte un peu en dynamique et linéarité
Nécessite d'avoir un PC et un logiciel donc pas autonome
Consommation supérieur a un transceiver traditionnel en
réception
QUESTIONS