F6AZZ 12 Octobre 2007
SDR : Software Defined Radio
Rupture ou continuité ?
Première Partie
F6AZZ
F6AZZ 12 Octobre 2007
- SDR : Mais qu’est-ce c’est ? Quel intérêt ?SDR, DRM ? Différence
- Les récepteurs à conversion directe ou FI Zéro, Les RX à changement de fréquence
- SDR : Nouvelle structure de Récepteur,Nouveaux circuits : Echantillonneur, Détecteur de Tayloe
- Une SDR sans ordinateur ?!!!
- Quelques exemples de réalisation de récepteurs OM, commerciaux et professionnels
- Conclusions
SOMMAIRE
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La SDR : Software Defined Radio ou Radio logicielle
CMS, Circuits Intégrés exotiques, Ordinateur, logiciels ….
C’est tout nouveau !!!! ?
Peut-être pas autant qu’on le croit ….
Encore une activité de plus, pourquoi en ferais-je ?
J’en ai bien assez avec mon trafic, l’ATV, l’APRS, le Packet, etc…
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SDR : Mais qu’est-ce c’est ?
Quel intérêt ?
SDR, DRM ? Différence
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Radio logicielle http://fr.wikipedia.org/wiki/Radio_logicielle
En anglais : Software Radio ou Software Defined Radio (SDR). On entend par radio logicielle, une radio définie principalement par logiciel et dans une moindre mesure par le matériel.
Les radios logicielles sont par exemple utilisées dans les réseaux radio mobiles (GSM, UMTS, ...) au niveau des stations de base (BTS : Base Transceiver Stations).
Elles présentent les avantages suivants :
- possibilité d'émettre (et de recevoir) des signaux simultanément dans plusieurs canaux, à l'aide d'un unique émetteur/récepteur
- performances accrues en réception par rapport à des technologies radio traditionnelles
- possibilité de mettre à jour logiciellement les BTS pour supporter de nouvelles modulations (exemple : migration de la norme GSM à la norme EDGE)
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SoftRock-40 V.4
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SoftRock-40 V.5
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SoftRock-40 V.6
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Récepteur DRM Elektor Mars 2004
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SDR : Software Defined Radio, Radio logicielle
Modulations analogiques et numériques
Nouvelle structure du récepteur
DRM : Digital Radio Mondiale
Modulation Numérique multi porteuses
Récepteur “classique”
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Les récepteurs :
à changement de fréquence,
à conversion directe ou FI Zéro
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Récepteur Superhétérodyne
Mélange infradyne ou supradyne :
OL Station AFréquence Image
FA – FOL = FI FOL – FImage = FI
FI Fréquence Intermédiaire – IF Intermediate Frequency
FIFI
OL : Oscillateur local
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Récepteur Superhétérodyne
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Emetteur-récepteur CW Toucan (40, 30 ou 20m)...Mégahertz Avril 2003
://f5ad.free.fr/
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Récepteur le plus simple, le moins cher :
Débutants, QRP
Le récepteur à conversion directe ou FI Zéro
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Le récepteur à conversion directe ou FI Zéro
Défaut majeur : Pas de suppression de la Fréquence Image
FI
FIFI
14,101 MHz – 14,100 MHz = + 1 KHz
14,099 MHz – 14,100 MHz = - 1 KHz
Fréquence Négative ? !!!
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Récepteur simple pour débutants...Mégahertz Mars 1999
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Récepteur simple BLU-CW 80, 40 et 20 mètres... Mégahertz Décembre 2001
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SDR : Nouvelle structure du Récepteur
Nouveaux circuits :
Echantillonneur, Détecteur de Tayloe
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Mesure de l’Amplitude et de la Phase :
Le Plan I & Q, le Phaseur (Phasor)
- Démodulation Amplitude : ex AM, SSB
Analogie Réception « Mono » : UNE information : l’AMPLITUDE
- Démodulation tout type : AMPLITUDE et PHASE
Analogie Réception « Stéréo » : DEUX informations
Exemple : Phase, QAM
Analogie : Stéréophonie, jumelle stéréoscopique
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Rappel : Impédance Z = R + j X
Avec X = j L ou/et - j/ C
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Mesure de l’Amplitude et de la Phase :
Le Plan I & Q, le Phaseur
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These pictures were taken using a SoftRock V5, with a 14.060 MHz crystal.
This trace is of the IQ Audio output when the antenna input is driven with a -21 dBm 14.065 MHz input. KD5TFD
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Une SDR sans ordinateur ? !!!
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Quadrature phase-shift keying (QPSK)
Binary phase-shift keying (BPSK)
π / 4–QPSK π / 4–QPSK
π / 4–QPSK 8–QPSK
16-QAM
Quadrature amplitude modulations (QAM)
8-QAM 16-QAM
Quelques exemples de modulations numériques
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Un nouveau circuit :Le détecteur de Tayloe
Tayloe detector :
The switch rotates at the carrier frequency so that each capacitor samples the signal once each revolution.
The 0° and 180° capacitors differentially sum to provide the in-phase (I) signal and the 90° and 270° capacitors sum to provide the quadrature (Q) signal.
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Echantillonage du signal
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Vous prendrez bien une tranche de spectre ?
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Tout se passe ensuite en BF ! :
Selon la carte son :48 KHz96 KHz192 KHz
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F6AZZ 12 Octobre 2007Elektor Mai 2007
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Elektor Mai 2007
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Elektor Mai 2007
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SoftRock-40 V.4
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Les Logiciels :
Conversion AD/DA
Filtrage (FFT)
Pilotage RX, TRX
Affichage
Analyseur de spectre
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Une SDR sans ordinateur ? !!!
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NC2030 Receiver Specs
• MDS (3db S+N/N) : -135 dbm (0.1 uV)• Receiver Bandwidth (-6db) : 350-800 Hz• IP3 DR: 93db (2KHz), 105 db (5 KHz), 109 db (10 KHz)• BDR: 119db (2 KHz), 128.5db (5 KHz), 139db (10 KHz), 142db (20 KHz)• Image rejection : ~ >45 db over the band• Receiver current drain : ~11 ma at 12v
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NC2030 at 5 KHz is 13 dbbetter than the best.
NC2030 at 2 KHz is still better than all the rest at 5 KHz.
Not a true apple-to-applescomparison since NC2030 isat full sensitivity while otherrigs have pre-amps off
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Récepteur R2 Prévisions pour un récepteur du futur
KK7B QST Janvier 1993
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Récepteur R2 KK7B QST Janvier 1993
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9A2HL experimenting with his Tayloe receiver
The Polyphase network on perfoboard 45 x 60mm
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OH7SV / PA0RWE
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Quelques exemples de réalisation de
récepteurs :
amateurs, commerciaux et professionnels
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Récepteur SDR 1000
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Récepteur SDR 1000
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20 m Antenna, Reflection mode
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Report of the ARRL Software Defined Radio Working Group DOC #23B
This year saw real improvement. Flex modified the front-end only slightly, by changing one active device and a few capacitors and resistors and made the SDR-1000 receiver one of the best in the world.
Flex has measured the front-end performance at >30 dBm IP3 without the preamp and >20 dBm IP3 with the preamp.
They also measured the best 2 Khz dynamic range of ANY receiver in comparison with the receivers listed on the well-known Sherwood Engineering web page comparisons.
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SDR-14 Software Defined Receiver
& Spectrum Analyzer
SDR-IQ™ Software Defined Receiver and Panoramic Adapter
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PERSEUS - High Performance SDR Receiver for VLF-LF-HF
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FireFly Transceiver by Dan Tayloe, N7VE
Hendricks QRP Kits Surface Mount Board
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FireFly Transceiver by Dan Tayloe, N7VE Hendricks QRP Kits Through Hole Board
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SDR projects built by author Tasa YU1LM/QRP
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Soft66DB JA7TDO
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SoftRock v.6.1 - IF module for the Elecraft K2
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Attention FDM 77 : ça a la couleur …..
1750 €
www.wimo.de
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CONCLUSIONS
Du 137 KHz à l’EME ….!
« So Many Interests... So Little Money ... »
La SDR un pont entre :
le QRP, les techniques numériques (PSK, TNT, DATV etc.)
Une réception simple et des performances élevées
Un peu de HF, beaucoup de BF, de l’informatique.
La possibilité d’expérimenter comme au début de la radio
Un retour aux circuits de base tout en utilisant les circuits les plus récents
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Elektor Septembre 2007Récepteur Ultra-sons / Chauve-Souris