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Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
1/77
Rapport : 2ème
année de DUT GEII en alternance
BRUNO BARTOLI 2007/2008
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
2/77
Sommaire
Remerciements
Introduction
Émetteur de Télévision
Introduction à la notion d’émission d’onde télé
1) Des studios à nos téléviseurs
2) La diffusion hertzienne
3) La couverture du signal
Émetteurs
1) Émetteurs analogiques
Introduction sur le signal vidéo
1.1) Installation et raccordement des émetteurs
1.2) Vérification bas niveau des circuits passifs
1.3) Configuration des émetteurs
1.4) Mise sous tension et démarrage selon la procédure
1.5) Réglage en puissance
1.6) Rédaction du PV de mesures
2) Émetteurs numériques
2.1) explications préliminaires
2.2) Les réglages
2.3) Le PV de mesure
2.4) Organisation des différents types d’émetteurs
2.5) Avantages de l’émission numérique
Conclusion
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
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Remerciements
L’entreprise Thomson Broadcast & Multimédia que j’ai intégré en début
d’année scolaire m’a permis d’apprendre beaucoup aussi bien au niveau
professionnel que personnel. Cela grâce à plusieurs personnes dans l’entreprise
qui m’ont apporté leur aide et leur soutient, tout en me faisant partager leur
savoir, mais aussi les personnes qui m’encadrent au sein de l’université.
Je remercie Mr. Guérineau, qui m’a permis d’avoir un entretien avec
l’entreprise, Mr. Neffati pour son soutient et Mr Dufrier pour nous avoir livré
toutes les informations en temps et en heure.
Je remercie aussi toutes les personnes qui, au sein de l’entreprise, m’ont
aidé, conseillé et conduit dans mes semaines d’apprentissage.
Je remercie messieurs Le Goff, Simon, Soumagnac, Grilo, Mirgot, Guillet,
Kaufmann, Martinusi, Jullien, Chlous et à madame Françoise Barré pour leur
accueil en plateforme, leurs explications et le temps qu’ils m’ont accordé, toujours
avec de la bonne humeur.
Merci également à Mme Baton et Mr. Toussaint sans qui je n’aurais pu
intégrer cette entreprise.
Mr. Alain Liger, mon maître d’apprentissage qui m’a encadré et expliqué le
fonctionnement de l’entreprise et permis de bien m’intégrer au sein de celle-ci.
C’est aussi lui que je me dois de remercier pour les 3 mois qu’il a passé à
m’apprendre les bases du réglage analogique avant d’être « autonome ».
Je tiens aussi à remercier tout particulièrement messieurs Pédroni et Adin
pour les innombrables heures qu’ils ont passées à m’expliquer les finesses du
métier…
Ainsi qu’à tout le personnel de l’entreprise, pour leur accueil et leur
convivialité.
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
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Introduction
Thomson Broadcast & Multimédia, anciennement Thalès Broadcast &
Multimédia m’a ouvert ses portes le 15 octobre 2007. J’ai donc effectué ma
seconde année de DUT Génie Électrique et Informatique Industrielle en
alternance hebdomadaire au sein de cette entreprise.
C’est ce jour là que j’ai rencontré mon tuteur Alain Liger, technicien
d’intégration en entreprise et sur site. En ce moment nous travaillons à
l’entreprise en « plateforme d’intégration ».
Ma mission est l’installation de la baie en plateforme, l’intégration des
modules dans celle-ci, de son réglage précis pour répondre au cahier des charges
des clients et de la rédaction du PV de mesures.
Durant ces quelques semaines j’ai beaucoup appris et j’ai la certitude d’être
dans ma voie de prédilection…
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
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Émetteur de Télévision
Introduction à la notion d’émission d’onde télé
Avant tout développement sur mon travail, cette première partie traite du
cadre dans lequel il évolue : Le monde des télétransmissions, et particulièrement
celui de la transmission TV hertzienne.
Nous verrons l'émetteur, son utilité, son fonctionnement ainsi que ses
étapes de production.
1) Des studios à nos téléviseurs
L'émetteur est un outil qui répond à un besoin, celui exprimé par les
studios de télévision, qui doivent transmettre leurs signaux vidéo jusqu'à nos
téléviseurs. Actuellement il existe de nombreuses techniques : par le câble, par
ADSL ou par satellite.
La technique la plus utilisée est par la voie dite hertzienne, c'est à dire par
les ondes électromagnétiques. C'était en effet la seule existante lors des débuts de
la télévision, qui utilisant uniquement des signaux analogiques, rendait
extrêmement délicat une distribution de type filaire.
C’est celle qui demande les infrastructures les plus simples, pas de réseau à
entretenir et à mettre en place jusqu'à chaque utilisateur, les ondes ne demandant
aucun support matériel pour évoluer. Enfin c'est une technique qui était déjà
fonctionnelle grâce à la diffusion radio.
Ci-après un schéma représentatif.
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
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Les chaînes de télévisions récupèrent les signaux des différents studios. Elles les envoient par câbles, par
satellites, ou par faisceaux hertziens aux émetteurs qui les diffusent jusqu’aux habitations.
2) La diffusion hertzienne
La diffusion hertzienne est une technique connue depuis très longtemps.
Elle fut inventée en 1895 par Marconi Guglielmo (1874-1937) et permettait de
dialoguer en morse sur quelques kilomètres. La technique à beaucoup évoluée
depuis et se retrouve dans de très nombreux domaines : de la voiture
télécommandée au GPS, en passant par le wifi, le téléphone portable, ou même la
sonde de température posée dans le jardin. La transmission hertzienne est
omniprésente.
Le principe de la transmission hertzienne est de produire une onde
électromagnétique modulée en haute fréquence par le signal à transmettre. Ces
ondes peuvent être captées sur des distances plus ou moins grandes, suivant la
puissance de l'émetteur et la fréquence de modulation.
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
7/77
Afin d'ordonner tout ceci, les fréquences d'émissions sont coupées en
plusieurs bandes, ces bandes sont attribuées à différents domaines : télévision,
armée, satellite... Elles sont ensuite découpées en plusieurs canaux pour lesquels
un seul signal sera attribué.
De 54 à 82 MHz (VHF Bande 1)
De 88 à 108 MHz (Bande FM)
De 174 à 230 MHz (VHF Bande 3)
De 470 à 884 MHz (Bande UHF)
Ces valeurs peuvent varier légèrement suivant le standard du pays.
On observe des bandes de fréquence libres, elles sont pour la plupart
occupées par l’armée. Les canaux sont attribués aux chaînes par l'état, qui
surveille qu'aucune ne dépasse du canal qui lui est réservé.
Ci-après un schéma représentatif.
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
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Voici un exemple de la répartition des canaux pour le standard M/N
(Amérique), en sachant qu’il existe dans le monde une dizaines de standards
différents.
Bande Canal Fréquence Image (MHz) Fréquence son (MHz) Transposition (MHz)
FI 45,75 41,25
I
A2 55,25 59,75 101
A3 61,25 65,75 107
A4 67,25 71,75 113
A5 77,25 81,75 123
A6 83,25 87,75 129
III
A7 175,25 179,75 221
A8 181,25 185,75 227
A9 187,25 191,75 233
A10 193,25 197,75 239
A11 199,25 203,75 245
A12 205,25 209,75 251
A13 211,25 215,75 257
IV
14 471,25 475,75 517
15 477,25 481,75 523
16 483,25 487,75 529
17 489,25 493,75 535
18 495,25 499,75 541
19 501,25 505,75 547
20 507,25 511,75 553
21 513,25 517,75 559
22 519,25 523,75 565
23 525,25 529,75 571
24 531,25 535,75 577
25 537,25 541,75 583
26 543,25 547,75 589
27 549,25 553,75 595
28 555,25 559,75 601
29 561,25 565,75 607
30 567,25 571,75 613
31 573,25 577,75 619
32 579,25 583,75 625
33 585,25 589,75 631
34 591,25 595,75 637
35 597,25 601,75 643
36 603,25 607,75 649
37 609,25 613,75 655
38 615,25 619,75 661
39 621,25 625,75 667
40 627,25 631,75 673
41 633,25 637,75 679
V
42 639,25 643,75 685
43 645,25 649,75 691
44 651,25 655,75 697
45 657,25 661,75 703
46 663,25 667,75 709
47 669,25 673,75 715
48 675,25 679,75 721
49 681,25 685,75 727
50 687,25 691,75 733
51 693,25 697,75 739
52 699,25 703,75 745
53 705,25 709,75 751
54 711,25 715,75 757
55 717,25 721,75 763
56 723,25 727,75 769
57 729,25 733,75 775
58 735,25 739,75 781
59 741,25 745,75 787
60 747,25 751,75 793
61 753,25 757,75 799
62 759,25 763,75 805
63 765,25 769,75 811
64 771,25 775,75 817
65 777,25 781,75 823
66 783,25 787,75 829
67 789,25 793,75 835
68 795,25 799,75 841
69 801,25 805,75 847
70 807,25 811,75 853
71 813,25 817,75 859
72 819,25 823,75 865
73 825,25 829,75 871
74 831,25 835,75 877
75 837,25 841,75 883
76 843,25 847,75 889
77 849,25 853,75 895
78 855,25 859,75 901
79 861,25 865,75 907
80 867,25 871,75 913
81 873,25 877,75 919
82 879,25 883,75 925
83 885,25 889,75 931
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
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3) La couverture du signal
L’émission TV se fait sur des fréquences pouvant aller de 50 MHz à 900
Mhz. À ces fréquences, le signal est très limité par les aspérités du terrain : il ne
passera jamais à travers une montagne. Ainsi, pour couvrir complètement un
territoire, un émetteur de forte puissance ne suffit généralement pas. De
nombreux autres sont nécessaires pour couvrir les zones d'ombres.
Voici un exemple:
Couverture TNT du sud-ouest de la France
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
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Nous voyons sur cette carte les nombreuses zones non couvertes
actuellement par la TNT, les plus importantes sont situées sur les Pyrénées et le
Massif Central, là ou le relief est le plus accidenté.
Il faut donc plusieurs émetteurs pour couvrir un large territoire, et le
problème de la règle « un signal par canal » se pose : en effet, les zones couvertes
par un émetteur forment des cercles ou des arcs de cercles, il apparaitra
forcement des zones dans lesquelles les deux signaux seront présents si le
territoire est couvert en totalité.
Les émetteurs d'une même chaîne doivent donc émettre sur des canaux
différents :
Le schéma met en évidence le fait que les zones d'émissions se chevauchent. Il faut alors utiliser plusieurs
fréquences d'émission; repérées ici par les différentes couleurs.
L'arrivée de la modulation numérique COFDM (Coded Orthogonal
Frequency Division Multiplex), utilisée pour la TNT, à permis d'améliorer ce
dernier point : grâce à une synchronisation de tous les émetteurs par GPS, et en
contrôlant parfaitement les temps de propagations, il est maintenant possible de
régler tous les émetteurs d'un signal à la même fréquence. Ce mode de
fonctionnement est appelé SFN (Single Frequency Network), à opposer au mode
de fonctionnement classique, le MFN (Multi Frequency Network).
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
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Émetteurs
1) Émetteurs analogiques
Introduction sur le signal vidéo
Le signal vidéo analogique est un signal variant de -0,3 V à 0,7V, il détient
les variations des niveaux de luminance et de couleur toutes les lignes
composants une image…
Le signal ci-dessus présente une ligne vidéo. Il est composé de deux parties.
L’information de synchronisation est l’impulsion négative de 0,3V.
Les télévisions s’en servent pour se synchroniser avec le signal.
L’information vidéo, de 0,7V d’amplitude.
La luminance est dessinée en rouge, le noir est le niveau d’énergie le plus bas, le
blanc le plus haut (pour le standard Français, pour le reste du monde c’est
l’inverse). On superpose à la luminance le signal de chrominance (couleur). C’est
un signal à fréquence fixée selon le standard (en France : 4,48MHz). Les
variations d’amplitude et de phase de la chrominance définissent la couleur.
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
12/77
Il existe trois standards de signaux vidéo : NTSC, PAL, SECAM.
Le PAL et le SECAM utilisent 625 lignes par image, à 25 images par
seconde.
Le NTSC utilise 525 lignes par image, à 30 images par seconde.
Le même principe de luminance est utilisé pour les trois standards. Les
principales différences apparaissent sur le signal de chrominance et sur la façon
de transmettre le niveau des trois couleurs (Rouge Vert Bleu) sur une seule
porteuse.
Voici quelques exemples de signaux télé.
Signal test ligne 330 Signal test appelé « multiburst »
Signal test escalier avec chrominance Signal test situé ligne 17
Utilisé pour les réglages DG/DP
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
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Le poste que j’ai occupé toute cette année est « intégrateur » mais le titre
n’est pas explicite quant aux taches à accomplir.
En premier lieu, d’octobre 2007 à juin 2008 j’ai réglé des émetteurs
analogiques, en majeur partie ils sont achetés par les pays qui ne sont pas encore
passés au numérique, tel que l’Amérique du Sud ou l’Europe de l’est. La France est
l’un des derniers pays Européens à continuer l’émission d’onde TV en analogique,
mais cette activité cessera en 2012.
L’ensemble des taches à accomplir pourrait être séparé en six fonctions :
• Installation et raccordement des émetteurs.
• Vérification bas niveau des circuits passifs.
• Configuration des émetteurs.
• Mise sous tension et démarrage selon la procédure.
• Réglage en puissance.
• Rédaction du PV de mesures.
Toutes ces fonctions regroupées sur une seule personne sont un ensemble
très diversifié de taches.
Nous ne sommes jamais situés au même endroit, car les émetteurs sont
installés en plateforme par pays et donc nous sommes placés en fonction de la
commande qui est traitée.
L’entreprise à plusieurs fois tenté de robotiser ce travail, mais, a finalement
du se résigner à laisser ceci à une main humaine. Il survient tout au long des
opérations de réglage des problèmes techniques dus à une infinité de paramètres
que nous ne sommes toujours pas capable aujourd’hui de résoudre.
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
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Video
Audio
Précorrection
linéaire
Récepteur&Diplexeur
Filtrage
Porteuse & Bande
Supérieure
Mélange avec
fréquence
intermédiaire
(transposition)
Filtrage
Porteuse & Bande
Supérieure
Sommateur
Image et Son Précorrection
Non Linéaire
Filtrage
Porteuse & Bande
Supérieure
Filtrage
Porteuse & Bande
Supérieure
Mélange avec
fréquence locale
(transposition)
AMPLIS
10 MHz
Synthé
Fréquence locale
Oscillateur
10 MHz
EXTERNE
Modulation FM
Fréquence inter carier : 5,5
Mhz
Synthé
Synthé
Modulation AM
FI: 38,9 Mhz
Fréquence ligne
vidéo
FI Vidéo
FI Audio
Voici en image le système de la modulation analogique d’un signal TV (ici c’est un standard B/G en voie commune):
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
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2
1.1) Installation et raccordement des émetteurs
A la base les émetteurs nous sont livrés vides, seuls les raccordements
électriques internes et les cartes de fond de panier et de brassage ont été
installés.
Avant toute installation se fait une vérification de chaque matériel pour
savoir s’il est conforme et qu’il n’agira pas de manière néfaste sur l’émetteur.
Le but de cette étape est d’installer dans la baie (autre nom de l’émetteur),
tous les composants nécessaires au bon fonctionnement de celle-ci, tel que :
- Les modules à mettre sur la carte fond de panier:
* Le tiroir vidéo : 1
* Le tiroir Fi/RF vidéo : 2
* Le tiroir Fréquence locale : 3
* Le tiroir Fi/RF audio : 4
* Le tiroir audio : 5
* La carte CPU : 6
* Le synthétiseur de fréquence (ici absent) : 7
* Les deux alimentations (+12V, -12V) et (+12V, +5V, +24V) : 8
1 3 4 5 6
7
8
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
16/77
- Les autres composants indispensables à l’intérieur de la baie:
* Les alimentations des amplificateurs.
* Les amplificateurs.
* L’écran tactile de contrôle de l’émetteur.
Les alimentations.
Les amplificateurs.
L’écran tactile.
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
17/77
- Les autres composants indispensables à l’extérieur de la baie:
* Le filtre de sortie.
* L’antenne fictive (aussi appelée charge).
* Les portes sondes.
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
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1.2) Vérification bas niveau des circuits passifs
Cette partie n’est pas la plus longue mais elle nécessite une grande rigueur,
c’est avec les résultats obtenus que l’on conditionnera tout les réglages suivants.
Le but ici est de savoir si l’ensemble filtre + charge est conforme aux
exigences. Il nous faut pour cela savoir si le taux d’ondes stationnaires est bien en
dessous des normes (ici -26 dB) et de pouvoir étalonner la sonde, pour le contrôle
final
Nous branchons un analyseur de réseau entre l’entrée RF du filtre et l’une
des sondes du porte-sonde mise en entrée de la charge.
Avant tout il faut pour être sûr des mesures, étalonner l’analyseur de réseau
en suivant la procédure adéquate.
Voici l’un des analyseurs de marque « Rohde & Schwartz » que l’on utilise :
Voici quelques clarifications sur l’analyseur de réseau :
L’analyseur réseau est un instrument de mesure électronique permettant
d’observer les paramètres d’une ligne de transmission.
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
19/77
Une ligne de transmission est caractérisée par son impédance
caractéristique. L’impédance caractéristique dépend des matériaux, du type de
diélectrique, et de la distance b entre le conducteur et le blindage.
Les lignes de transmissions utilisées pour guider l’onde de l’émetteur
jusqu’à l’antenne ont une impédance caractéristique de 50 .
Si cette caractéristique varie, l’onde qui la parcourt est réfléchie
proportionnellement à la variation. Si la ligne de transmission est ouverte, la
caractéristique varie tant que l’onde est totalement réfléchie.
L’analyseur injecte à l’entré de la ligne de transmission un signal
sinusoïdal. Il relève ensuite les niveaux de l’onde transmise et réfléchie pour les
comparent au niveau de l’onde émise et ainsi les exprimer en Décibels. Le signal
envoyé varie en fréquence, nous obtenons alors une réponse en fréquence de la
caractéristique de la ligne de transmission.
Une ligne de transmission parfaite sur un analyseur réseau parfait aura 0
dB en transmission (pas de perte) et dB en réflexion.
Les filtres
Il existe différents types de filtres utilisés chez Thomson, mais pour les
émetteurs analogiques nous n’utilisons que le type de filtre suivant:
- Les filtres passe bandes tels que celui-ci-après :
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
20/77
A savoir qu’il n’y aucun circuit électronique à l’intérieur, pour ce genre de
filtre. Le filtrage est fait par ajustement des éléments de hauteur variable situées
au-dessus.
Nous le voyons de manière claire ici :
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
21/77
Voici un exemple de graphique que l’on obtient à l’analyseur réseau et qui
nous montre le bon réglage du filtre :
En rouge le gabarit du filtre en transmission et de l’adaptation en réflexion.
En bleu la courbe réelle en transmission.
En jaune la courbe réelle en réflexion.
On voit bien sur la courbe jaune 8 pics qui justifient des 8 cavités de notre
filtre, puisque 8 fréquences différentes pour réussir à avoir une bande assez
large.
En ce qui concerne l’adaptation, on parle d’une bonne adaptation lorsqu’on
est en dessous de 26 dBm de réflexion.
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
22/77
Nous allons continuer sur le calibrage d’une sonde.
Nous avons en tête que nos appareils de mesure fonctionnent bien lorsque
le signal qui leur est appliqué en entrée est de 25 mW maximum, c’est donc avec
un analyseur de réseau que l’on règle l’atténuation de la sonde.
Sur la sonde « allée » on fait un calcul simple, prenons par exemple un
émetteur qui sort 1 KW :
On sait que 0 dBm = 1 mW
Donc 1 KW = +60 dBm
Et 25 mW = +14dBm soit 46 dB de moins que 1 KW.
Nous devons faire en sorte d’avoir un couplage entre l’onde aller de la
sonde et la transmission directe de 46 dB, ceci s’obtient en enfonçant plus ou
moins profond la sonde.
Nous devons aussi avoir minimum 30 dB de moins sur l’onde retour de la
sonde par rapport à la sonde allée, ce que l’on appel le réglage de la directivité
puisque c’est en tournant la sonde que l’on obtient la bonne mesure.
Voici un graphique représentant en rouge l’onde aller de la sonde et en
bleu l’onde retour :
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
23/77
Voici en image un porte sonde :
Vue en coupe
1.3) Configuration des émetteurs
Dans cette partie on s’occupe plus particulièrement de la carte de brassage
qu’il nous faut configurer en fonction de la procédure qui correspond aux
équipements.
Onde
Âme de la ligne de
transmission
Principe du
couplage
Sonde
Prise BNC
Conducteur
Sortie
Onde aller
Air
Air
Air
Charge 50Ω
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
24/77
Le paramétrage s’effectue par des Switchs (sur la photo ce sont les ) à
vérifier :
- Ceux qui gère l’alimentation des amplificateurs en 24V,36 V ou 48V.
- CAG
- Type de refroidissement, à eau ou à air.
- Position et nombre d’amplis dans la baie
- Il y a encore maintes directives que je ne citerai pas.
Il nous faut aussi configurer l’armoire et les disjoncteurs selon s’ils sont
alimentés en 3 x 220V triphasé ou 3 x 380V triphasé.
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
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A savoir : si on alimente en 380V une installation qui doit fonctionner en
220V, tout sera détruit. A l’inverse si on alimente un système 380V en 220V il ne
fonctionnera pas, sans détruire quoique ce soit.
Il existe cependant des détrompeurs sur les alimentations Base tension qui
permettent de ne pas se tromper.
Ci-dessous est représenté l’un des disjoncteurs qui est utilisé :
Il faut aussi simuler quelques sécurités car nous n’avons pas tous les
éléments nécessaires tels des boucles de sécurités uniquement disponible dans
les stations.
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
26/77
La majeure partie du temps les straps doivent s’effectuer sur le toit de
l’émetteur, comme montré ci-dessous.
Cette partie terminée nous attaquons la mise en puissance de l’émetteur.
1.4) Mise sous tension et démarrage selon la procédure
Cette partie est l’une des plus importantes, c’est vraiment ici que l’on règle
l’émetteur.
Chaque émetteur est différent : soit en fonction de sa tension
d’alimentation, soit en raison de son standard ou encore à son canal.
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
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Tout d’abord on ne peut pas penser régler sans baies de mesures adéquates.
La photo suivante illustre ma baie de mesure, celle qui m’est indispensable :
Procédons à la description des appareils :
- Générateur de fréquence jusqu'à 900 Mhz et précis à l’hertz près :
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
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- Générateur de signal test vidéo :
Celui-ci nous donne des signaux tels que les suivants présentés page 12.
- Analyseur de spectre analogique (les analogiques ne se fabriquent plus,
pourtant dans notre métier ils sont plus utiles que les numériques car ils nous
permettent de voir plus de choses, comme les battements que l’on pourrait
confondre avec l’une des fréquences car elle serait trop près ou encore quelques
harmoniques indécelables numériquement) :
- Analyseurs waveform qui nous permet de voir les signaux vidéo à la ligne près
(nous en disposons de plusieurs pour pouvoirs faire différents mesures en même
temps) :
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
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- L’oscilloscope :
- Générateur de signaux audio (donc de 20 Hz à 20 KHz) :
- Démodulateur audio :
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
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- Démodulateur vidéo :
- Le SOKF (appareil aux multiples fonctions très utile pour beaucoup de mesures,
tel la bande passante RF et vidéo)
- Le VM700 qui est lui l’appareil le plus polyvalent et le plus utilisé, il nous permet
un nombre considérable de mesures qui nous seraient impossible de réaliser avec
n’importe quel autre appareil :
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Les réglages consistent en majeur partie à réviser les defaults occasionnés
par les amplificateurs et le filtres pour que nous obtenions en sortie une vraie
image à l’écran.
Le but est que le son soit diffusé en même temps que l’image aussi. C’est un
concept simple à représenter mais très complexe à mettre en œuvre.
Les appareils présentés, il nous faut pour clôturer cette partie entamer les
réglages, mais sans sortir de puissance.
Nous vérifions (pour les différents standards, ici nous prendrons le M) bien
que les fréquences de :
- Synthétiseur soit à 10 MHz.
- Fréquence intermédiaire vidéo soit à 45,75MHz (ici cette fréquence
diffère selon les standards).
- Fréquence intermédiaire audio soit à 41,25MHz (ici cette fréquence
diffère selon les standards).
Focalisons-nous sur le tiroir vidéo :
- Vérification que le signal d’entrée est bien de 1 volt avec un oscilloscope.
- En démodulant la sortie FI du tiroir nous devons avoir les bonnes proportions
du signal.
- Réglage de la synchronisation à 0,3V.
- A l’analyseur de spectre réglage du niveau FI à – 4 dBm.
- A l’aide du VM700 nous réglons la profondeur de modulation, voici une
illustration prise à l’oscilloscope :
En rouge c’est ce que l’on
appelle la profondeur de
modulation et il faut
qu’elle fasse 12,5% du
signal total (flèche jaune).
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- Nous réglons le limiteur de blanc, c'est-à-dire que nous faisons en sorte que
le signal d’entrée soit supérieur à 1 volt. En regardant la sortie FI démodulée il
faut que ce signal soit écrêté à la valeur voulue.
- Vérifions la phase incidente, le but de cette mesure est de savoir si en
mettant un signal en escalier à l’entrée, chacun des paliers ne soient pas
déphasés.
La mesure consiste à mettre la vidéo démodulé sur la voie X de l’oscilloscope
et la sortie du démodulateur en quadrature de phase sur la voie Y, l’oscilloscope
en mode XY nous vérifions que tous les points soient alignés.
Si la mesure n’est pas dans les normes, cela peu occasionner du bruit vidéo
dans le son et des déformations du signal vidéo.
Nous pouvons passer au réglage en puissance.
1.5) Réglage en puissance
Tout d’abord parlons du répartiteur :
C’est un système de couplage qui va permettre de diviser un signal sur
plusieurs sorties. Le système utilisé est le coupleur 3dB c'est-à-dire la moitié de
niveau du signal.
Remarque :
Principe du couplage :
Physiquement ce sont des ondes électromagnétiques qui se propagent d’un
conducteur à l’autre.
Voici un coupleur représenté de façon schématique :
Charge 50Ω
Conducteur 1
Conducteur 2
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Le déphasage entre l’onde direct et l’onde couplée est provoqué par l’écart
entre les deux conducteurs. Cet écart est calculé pour que le déphasage soit
exactement de 90° mais aussi pour que la puissance soit divisée en 2 c'est-à-dire
P/2->P-3dB.
Pour que tous ces critères soient remplis il faut ajouter la condition
suivante : l’impédance qui est caractérisée par l’écartement entre les conducteurs
et la masse c'est-à-dire la structure du coupleur, doit être respectée.
On peut voir l’allure du phénomène électromagnétique sur la vue en
coupe :
Exemple :
La relation liée au couplage est la suivante :
Ps = (P1+P2)/2 + √(P1.P2.cosφ)
Avec φ = déphasage entre les voies couplées et direct – 90°
Pour P1=P2=1W Ps= 1+ √ (1.cos(0)) = 2W
On obtient bien P1+P2 en sortie totale.
Coupleurs 3dB
Charge
Charge
Répartition Sommation
Conducteur 1
Conducteur 2
Champ magnétique
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Ci-dessous un répartiteur 12 voies. Il est composé de plusieurs coupleurs :
Suivant la puissance demandée, l'amplification est repartie dans plusieurs
amplificateurs. De 470 W à 25 KW, le nombre d'amplificateur varie de 1 à 20.
Le signal en sortie de l'EMB est reparti sur tous les amplificateurs. En sortie
de ces derniers, la puissance est couplée pour être envoyée vers l'antenne par
liaison coaxiale.
Le coût d'un amplificateur est très élevé, aussi leur nombre dans un
émetteur est réduit au minimum. Leurs capacités en puissance sont exploitées au
maximum, le signal se voit alors déformé sur certains paramètres (temps de
groupe, phase et gain).
Amplificateur 1600W crête.
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Pour pouvoir émettre à des distances raisonnables il faut amplifier le
signal, car l’air absorbe l’énergie. Donc il faut une puissance importante pour que
le signal aille loin.
La puissance maximale que peut atteindre un amplificateur est de 1600 W
crête (400W RMS).
Pour réaliser l’amplification ce sont les montages à transistors LDMOS qui
ont été choisis car moins coûteux.
On peut voir ci-dessous deux amplificateurs qui ont un gain de 60dB :
L’amplification se fait en 4 étages :
Voici le schéma de principe simplifié d’un amplificateur :
G = 12 dB
2ème
étage
3ème
étage
Pré-amplification
4ème
étage
Atténuateur
Compensateur
de phase
Amplificateur
G = 45 dB
G = 12 dB
G = 0 dB
RF
Vers FICS
1er
étage
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1er étage : Étage de sécurité.
Le signal passe par un atténuateur variable commandé. Il sert à :
- ajuster le niveau,
- et atténuer le signal d’entrée si celui-ci est trop élevé.
Puis le signal passe par un compensateur de phase, réglé au préalable pour
que tous les amplificateurs rentrent dans un gabarit afin qu’il soit en phase pour
chaque bande de fréquence.
Et pour compenser l’atténuation entrainée par ces deux premières étapes
le signal est amplifié.
2ème étage : première étage d’amplification.
C’est un montage de type classe A. Les avantages d’un tel montage sont :
son gain très élevé, environ 45dB, son coût et sa linéarité. Ci-dessous l’allure de la
courbe de la puissance de sortie en fonction de la puissance d’entrée :
En revanche il a un inconvénient : son rendement est de 20%.
3ème étage : étage de pré-amplification avant l’attaque des amplificateurs de
puissance.
C’est un montage de type classe AB qui est utilisé pour réaliser cette
fonction. Son rendement est de 45% mais sa courbe d’amplification n’est pas
linéaire. Ci-après l’allure de cette courbe :
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Pour cet étage, la plage d’utilisation va se réduire plutôt à la partie linéaire.
L’amplification n’est pas maximale. Elle sert juste à augmenter le niveau afin qu’il
soit assez élevé pour attaquer l’étage suivant. Le gain de cette amplification est de
12 dB.
4ème étage : étage d’amplification de puissance.
Il est constitué de plusieurs amplificateurs en parallèle de gain égal à 12
dB. Ce sont tous des montages de classe AB. Mais ils sont exploités en fin de plage
d’utilisation c'est-à-dire dans la partie non linéaire. C’est ce défaut qui doit être
compensé par les émetteurs de base.
En additionnant toutes les valeurs de gain on obtient un gain total de 69
dB. Mais la valeur typique d’amplification est de 60 dB car il y a un atténuateur
après le 1er étage. De plus la répartition après la pré-amplification entraine des
pertes. Et pour finir on se laisse une marge pour la CAG.
Sachant que les amplificateurs ont un gain de 60 dB il faut ajuster la
puissance qui y rentre pour avoir la puissance d’émission souhaitée.
Exemple :
Pour un émetteur de 10 kW il faut, en entrée des amplificateurs, une
puissance de 10 mW ( 10 dBm).
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Ci-dessous la photo d’un amplificateur avec les différents étages :
On peut voir en vert trajet du signal (schématiquement) dans l’amplificateur.
Les amplificateurs doivent être alimentés par une tension de l’ordre de 30
Volts. Ce sont les alimentations qui font la transformation de la tension provenant
du secteur. On peut voir ci-dessous un exemple d’alimentation qui transforme le
230V en une tension pouvant aller de 24V à 32V continue :
Une telle alimentation peut fournir du courant à 2 amplificateurs à la fois.
Il faut savoir que de tels modules chauffent à cause de la haute consommation en
courant par les transistors.
Elle peut atteindre jusqu’à 200A avec une température pouvant aller
jusqu’à 40°C au dessus de la température ambiante.
Suite à ces explications nous pouvons continuer le réglage de l’émetteur.
ENTREE
SORTIE
1er
étage
2ème
étage
3ème
étage
4ème
étage
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- Maintenant nous nous axerons sur le tiroir convertisseur, nous branchons
notre analyseur de spectre sur la sortie RF du caisson, le but étant de régler le
niveau à 8 dBm pour les tiroirs fournis sans préamplis et 18 dBm pour les autres.
En faisant ceci nous avons gardé une marge de 2dBm pour toutes corrections
éventuelles.
- Branchons un atténuateur variable entre cette sortie RF et le coupleur 3dB
(pour les émetteurs à 2 amplis) ou le répartiteur (pour les émetteurs à plus de 2
amplis). Nous changeons progressivement la valeur de l’atténuateur pour
atteindre la puissance de sortie désirée, comme souvent avec l’atténuateur nous
n’arrivons jamais à la valeur exacte c’est là que l’on peut retoucher le gain du
tiroir.
- Maintenant il nous faut régler la correction automatique de gain, pour cela
nous devons régler le clamp, petite explication :
Forme du signal vidéo tel que le montrerait un oscilloscope.
On appel palier de suppression la droite BC que l’on règle à 5 volts ici.
Ensuite nous devons placer ce clamp au milieu du palier de suppression :
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C’est à la suite de cette opération que l’on vérifie bien que le son soit 10
dB moins puissant que l’image, ce que l’on voit en prenant le signal d’une des
sondes de sortie sur l’analyseur de spectre :
Porteuse image
Porteuse son
Porteuse couleur
Ensuite vient le réglage de toutes les précorrections. Il y en a cinq :
Temps de groupe,
Bande vidéo,
Linéarité basse fréquence,
Différence de gain et
Différence de phase.
Elles servent à annuler les effets de distorsions du signal issus de l’amplification.
Temps de groupe
On regarde sur cette mesure les différences de temps de propagation des
composantes du signal vidéo suivant leurs fréquences. Il faut que le temps de
groupe soit absolument plat afin que toutes les composantes du signal vidéo
soient traitées en même temps.
On doit ensuite régler la précorrection récepteur : Au début de la télévision,
les filtres séparant le signal vidéo du signal audio sans perturber le temps de
groupe étaient trop couteux pour la commercialisation. Il a donc été installé des
filtres moins couteux le modifiant selon une courbe précise. La courbe inverse est
appliquée sur l'émetteur par la précorrection récepteur pour corriger le tout.
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Temps de groupe du signal vidéo démodulé AVEC filtre son au démodulateur.
Temps de groupe du signal vidéo démodulé SANS filtre son au démodulateur.
Bande vidéo
On observe ici la différence de gain de l'émetteur suivant la fréquence des
composantes du signal vidéo. Le gain doit être identique pour toutes fréquences
sur toute la bande.
Bande du signal vidéo démodulé.
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Linéarité basse fréquence
Cette mesure concerne linéarité des amplificateurs sur les signaux basses
fréquences de la bande vidéo : la luminance.
Pour effectuer cette mesure ainsi que les mesures qui suivent, on injecte en
entrée de l'émetteur un signal vidéo composé de 10 « marche » de luminance de
même niveau, avec une chrominance constante.
Pour cette mesure, le niveau des 10 marches de luminance doit rester
identique après amplification.
Signal vidéo test
Sans précorrection
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Avec précorrection
Le signal est observé démodulé après amplification dans un analyseur
analogique de signaux vidéo. Un filtre est appliqué au signal, permettant de
mesurer la taille des marches de la luminance.
DGDP
Différence de gain :
Cette mesure concerne la linéarité des amplificateurs sur les hautes
fréquences de la bande vidéo : la chrominance.
Le signal test à 10 marches est appliqué avec la couleur. On relève ensuite le
niveau de la couleur en sortie de l'émetteur, qui doit être identique quelque soit le
niveau de luminance sur lequel elle est appliquée.
Différence de phase :
Cette mesure est l'image de l'alignement de la couleur sur la luminance, elle
est calculée par l'analyseur vidéo et exprimée en degré.
Un signal parfaitement aligné à une différence de phase de 0° sur toutes les
marches.
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Gain Différentiel
Phase Différentiel
Sans précorrection
Gain Différentiel
Phase Différentiel
Avec précorrection
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Le signal est observé démodulé après amplification dans un analyseur
numérique de signaux vidéo, Le VM700. Il calcule les différences de gain (en %) et
les différences de phases (en degrés).
Toutes ces précorrections sont réglées en vue de la sortie totale de
l'émetteur.
La difficulté tient du fait que ces précorrections ne sont pas indépendantes
les unes des autres, il faut savoir les équilibrer toutes ensembles.
Un émetteur ne se limite pas qu'à ces deux blocs modulation et
amplification, il intègre aussi un contrôle automatique de la puissance, diverses
sécurités protégeant l'émetteur (température, adaptation de la ligne...), une
interface homme-machine par écran tactile ou sur PC, et dans certains cas, le
système de refroidissement à air y est intégré.
Schéma synoptique d’un émetteur :
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La plupart des émetteurs sont équipés « double drive ». Ils ont deux
émetteurs de bases, un seul fonctionne à la fois. S’il tombe en panne, l’autre prend
le relais immédiatement, limitant ainsi le temps de non transmission.
Les informations remontent des amplificateurs et des sondes de couplages
par la gestion vers les émetteurs de bases.
Les amplificateurs envoient les tensions de CAG, ce sont les tensions images
du gain qu’ils fournissent. Elles sont utiles au contrôle automatique du gain
assurant une puissance d’émission stable.
L’onde retour est extraite avant filtre et envoyée à la gestion qui en calcule
la puissance. Elle permet une surveillance de l’état de la ligne de transmission
(filtre, ligne coaxiale, antenne).
Cette description correspond à la majorité des émetteurs actuels, ceux sur
lesquels j’ai travaillé.
1.6) Rédaction du PV de mesures
Avant de passer à cette partie il nous faut absolument faire une vérification
des performances de l’émetteur.
C’est lorsqu’on est sûr que toutes les contraintes du cahier des charges sont
remplies et respectées que l’on peut s’atteler à la rédaction du procès verbal de
mesures.
Ici il nous faut :
- Relever les numéros de séries des appareils de mesures.
- Il faut faire de même avec tous les composants mis dans la baie.
- Nous devons fournir toutes les courbes que nous avons tracées durant les
réglages.
- Nous devons également donner toutes les valeurs de celles-ci.
Un PV fait en moyenne 60 pages.
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2) Émetteurs numériques
2.1) Explication préliminaires
Afin de comprendre la fonction d’un émetteur numérique il faut le localiser
dans la chaîne de l’image. Nous pouvons voir dans le schéma ci-dessous les
différentes étapes du studio d’enregistrement à la télévision du particulier :
Avant d’arriver dans le démodulateur de nos télévisions, le signal utilisé pour
transporter l’image et le son, passe par différentes étapes où il est transformé et
transporté par différents moyens. On peut les décomposer en 4 étapes.
La collecte
La vidéo et l’audio proviennent directement des studios. Les programmes sont
collectés sous forme numérique et encodés en MPEG (voir glossaire) sous forme
de mot binaire. Tous les programmes sont regroupés pour être envoyés aux têtes
de réseau. Comme on peut le voir sur le dessin, il y a une première collecte au
niveau national puis une seconde au niveau régional.
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Les têtes de Réseau
Les têtes de réseau se chargent du multiplexage fréquentiel.
Cette technique est utilisée pour pouvoir émettre jusqu’à 6 programmes dans un
même canal.
Cela permet d’augmenter la capacité des bandes de fréquence utilisées
(VHF et UHF). Les deux techniques utilisées sont SFN ou MFN (voir glossaire).
C'est-à-dire que deux émetteurs proche l’un de l’autre peuvent avoir la
même fréquence pour un même signal comprenant plusieurs programmes.
Le transport entre les têtes de réseau peut se faire soit par câble soit par
satellite
La diffusion hertzienne
C’est à ce moment là que les émetteurs interviennent.
Pour la diffusion numérique, on utilise les signaux encodés en MPEG2 et MPEG4
(voir glossaire) pour les programmes payants. La couche physique de transport
est l’ASI (voir glossaire).
Sachant que THOMSON est une multinationale et que 80% des émetteurs
sont exportés, il a fallut s’adapter aux différents standards de diffusion
numérique mis en place sur chaque continent.
On s’intéressera plus particulièrement aux deux standards les plus
courants chez Thomson :
Le DVB-T :
(Digital Video Broadcasting – Terrestre) pour l’Europe :
Le signal RF émis est constitué de porteuses (de 6000 à 8000 suivant le
standard) modulée en 64 QAM qui véhicule un signal numérique bas débit On
retrouve dans chaque porteuse des informations redondantes, comme le canal.
On est capable de réaliser un signal sous forme de plusieurs porteuses grâce à
l’OFDM (voir glossaire).
Ce traitement de signal permet de le rendre plus résistant aux perturbations
extérieurs et plus facile à démoduler.
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Porteuse pilote
On peut visualiser ci-dessous la photo du spectre d’un signal de type DVB-T :
Ici nous observons toutes les porteuses, mais c’est simplement pour expliciter
le fait que le DVB-T est une succession de porteuses, mais en réalité l’analyseur de
spectre n’étant pas assez rapide, nous ne voyons qu’une bande.
l’ATSC :
(Advanced Television Systems Committee) pour le continent américain :
Son signal est constitué d’une seule porteuse véhiculant un signal numérique à
débit très rapide (il équivaut à la somme des débits de chaque porteuse en
DVBT). Pour retrouver le canal, le modulateur utilise la porteuse pilote. Cette
manipulation rend la démodulation plus complexe, et la qualité des décodeurs
mis sur le marché varie beaucoup. La modulation pratiquée est la 8 VSB c'est-à-
dire 8 états.
Ci-dessous un signal ATSC visualisé sur un analyseur de spectre :
Fc = fréquence centrale
Fp = fréquence pilote =
Fc – 2,7 MHz
Porteuses
f (Hz)
A (dB)
f (Hz)
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Remarque :
Il existe d’autres standards utilisés pour d’autres genres de transmission
comme la télévision mobile. Pour cela il a été mis en place les standards suivants :
- DVB-H (voir glossaire) pour l’Europe,
- FLO (voir glossaire) pour l’Amérique.
Les standards se différencient par leur modulation, donc pour les mesures
il faudra utiliser un démodulateur différent.
La réception
La TNT peut être reçue par tout le monde à la seule condition de se trouver
dans les zones couvertes.
Nul besoin de changer de télévision. Il faut uniquement s’équiper d’un
décodeur TNT. A contrario de la télévision analogique, une sensibilité du
récepteur insuffisante ne permet pas de recevoir les services (image+ son…),
dans ce cas, un changement d’antenne avec un gain plus important est nécessaire.
On aura une réception de qualité constante mais il n’y a pas d’entre deux, c’est du
tout ou rien.
Description d’un émetteur numérique
Il réceptionne sous forme électrique (suite de 1 et de 0) les différents
programmes, amplifie le signal et l’émet sous forme d’ondes via une antenne. Un
seul émetteur peut envoyer plusieurs programmes en même temps.
Voici le synoptique d’un émetteur TV numérique :
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Émetteur de base (EMB)
C’est le cœur de l’émetteur. Il traite le signal afin qu’il puisse être émis. Il faut
savoir qu’une coupure de l’émission sur site coûte cher à l’exploitant. Il faut alors
prendre toutes les précautions nécessaires pour que cela ne se produise pas. Les
principales solutions sont :
- On utilise deux Sirius afin que l’un serve de secours à l’autre,
- On envoie deux signaux ASI(voir glossaire) en cas de problème en amont.
Les émetteurs de base produit par THOMSON sont appelés SIRIUS :
Sirius face arrière et avant
Les connectiques placées en face avant sont utilisées pour les réglages et
celles placées à l’arrière servent d’entrées/sorties pour les différentes
informations utiles au Sirius et à l’émetteur. Le rôle du Sirius est de transposer le
signal vidéo (TS : Transport Stream), encodé au format MPEG, en RF (Radio
Fréquence) afin qu’il puisse être émis après avoir été amplifié.
Voici une présentation des fonctions détaillé du Sirius :
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Synoptique du Sirius
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
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Comme on peut le voir sur le schéma ci-avant, un Sirius se décompose en 3
grandes fonctions :
La modulation numérique
On trouve en entrée le signal Mpeg. Il est d’abord codé suivant différents
procédés qui vont le rendre plus robuste face aux perturbations. Ensuite il est
modulé en fonction du standard. En sortie du bloc on retrouve le signal modulé
divisé en deux, mathématiquement parlant on traite le signal sous forme
complexe : Q correspond à la partie Réelle et I à la partie imaginaire. Si on fait le
diagramme des constellations du signal on obtient ceci, pour une modulation 64
QAM :
Chaque tache correspond à un symbole. On peut voir sur ce relevé que le
signal est très peu bruité car c’est une mesure effectuée directement en sortie
d’émetteur.
Le traitement de signal gère les différentes fonctions suivantes :
- la transposition en Fi (fréquence intermédiaire) égale à 27,5 MHz,
- Le Contrôle Automatique de Gain (CAG) via une tension mesurée sur
les amplificateurs.
- La Correction Non-Linéaire (NLC) qui permet de corriger le défaut de
non linéarité des amplificateurs en générant une non-linéarité inverse.
- La correction linéaire (ALE) pour améliorer la bande qui est détériorée
par le filtre de sortie (en option) mais aussi par certains défauts de
l’émetteur.
I
Q
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- le convertisseur, effectue les conversions montantes (UP),c’est à dire
sortantes, en transposant la Fi en RF (Haute fréquence) à la fréquence du canal,
mais elle fait aussi les conversions descendantes (DOWN) c’est-à-dire entrantes
pour qu’elles puissent être interprétées par le traitement de signal (transposition
RF vers Fi). On l’appelle convertisseur complexe car il fait une conversion des
complexes vers une forme dite naturelle.
Voici une photo intérieure du Sirius :
On y trouve :
- Le synthétiseur est principalement constitué d’un oscillateur à quartz de
type OCXO (voir glossaire), il s’agit d’une technique utilisée pour éviter les
changements de température qui affectent la fréquence de résonance d’un quartz
piézoélectrique.
On place le quartz à une température bien au dessus de la température de
son environnement de fonctionnement, environ à 80°C. Dans notre cas ceci
améliore la stabilité du quartz en fréquence.
Il est plus précis et nous pouvons changer sa fréquence d’oscillation.
L’oscillateur est placé dans une boucle à verrouillage de phase qui va permettre
d’asservir l’oscillateur.
- La carte TX qui est celle qui créé les deux fréquences Q et I avant la
modulation QAM 64.
Alimentation
Synthétiseur
Carte TS
Carte
TC/TS
Carte digital
Carte TX
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- La carte la plus grande (cadre vert) est la « carte Digital » : elle gère
toute la fonction modulation. Pour cela elle utilise un Power PC avec linux
embarqué mais aussi un FPGA (voir glossaire) c’est beaucoup plus
modulable qu’un microcontrôleur.
- On trouve ensuite la carte TS (cadre violet) où est fait tout le traitement
de signal (CAG (voir glossaire), NLC…) ici c’est aussi un FPGA qui s’en charge.
- La dernière carte est la TC/TS : c’est une interface pour véhiculer
certaines informations entre l’émetteur et la gestion.
Les langages de programmation utilisés sont :
- Le VHDL pour les FPGA,
- Le Java et html pour l’interface web,
- Ensuite le reste est programmé en C et C++.
Préamplificateur
La puissance de sortie d’un Sirius est environ de 0 dBm (1mW) il faut pré-
amplifier le signal pour qu’il puisse être exploité par les modules suivants.
Juste après la pré-amplification se trouve le relais coaxial. Il commute
lorsque l’émetteur de base, sur antenne, se met en défaut.
Filtre de canal
C’est un filtre passif de type passe-bande et réjecteur qui sert à supprimer
la fréquence porteuse (la locale) mais aussi la bande latérale supérieure générée
lors de la modulation. On ne veut amplifier que le signal utile.
Ci-dessous, on peut voir le genre de filtre utilisé, il entraine une atténuation de 1
dB au signal, ce paramètre est à prendre en compte pour la mise en puissance :
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Exemple d’un spectre de type ATSC avec la bande passante du filtre :
Par exemple voici la courbe de notre filtre de canal (passe bande et réjecteurs) :
En Bleu la courbe réelle de l’adaptation du filtre.
En rouge la courbe réelle du filtre en transmission.
Bande
inférieur
Bande
supérieur
Locale
Bande
passante
du filtre
f (Hz)
A (dB)
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2.2) Réglages
Toujours en suivant la procédure de réglages, tout doit être fait de manière
précautionneuse car toute erreur de manipulation peut endommager un élément
de l’émetteur particulièrement les amplificateurs. Pour éviter ce genre de
problème on débranche la sortie RF du Sirius. Les différents réglages se font
principalement sur le Sirius à l’aide du PC.
La Rejection
Elle permet de supprimer la bande supérieure et la porteuse qui sont
générées lors de la modulation, on peut voir l’exemple sur un signal ATSC :
Avant réjection
Après réjection :
Remarque :
Grâce à un algorithme particulier, la fonction de réjection se fait
automatiquement.
Sur notre interface nous jouons sur l’offset des fréquences I et Q, sur
le gain de Q et sur la phase entre elles deux.
Bande
inférieur
Bande
supérieur
Locale
Locale
Bande supérieur
f (Hz)
A (dB)
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Voici une image de l’interface qui nous permet de réjecter:
La seconde étape est le réglage de la CAG, c’est la mise en puissance.
La CAG
La CAG est un système asservi qui contrôle et corrige les niveaux de sortie
des amplificateurs. Il faut donc lui donner une référence.
Pour cela on utilise le menu suivant:
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On s’intéresser aux atténuateurs numériques : ils fonctionnent en série mais
ils ne sont pas spécialement linéaires. Il faut d’abord les mettre à leur valeur
maximale (20dB pour l’atténuateur et 30dB pour limiteur, soit 50dB en tout)
avant de commencer, pour que le signal de sortie soit très faible.
A partir de là, on règle l’atténuateur et le limiteur, mais toujours en se
laissant les « dB de réserve » sur l’atténuateur, qui nous serviront si nous
n’arrivons pas atteindre les niveaux souhaités après les manipulations, son
réglage étant beaucoup plus fin que celui du limiteur.
C’est avec un wattmètre calibré précisément que l’on observera la
puissance à l’aide d’une sonde de sortie.
Il faut diminuer le limiteur progressivement jusqu’à atteindre la puissance
souhaitée en sortie totale. Cependant, cette manipulation doit être progressive,
tout en vérifiant plusieurs paramètres :
- Le courant circulant dans chacun des amplificateurs ne soit pas
trop élevé,
- Contrôler la puissance de sortie,
- Regarder à l’analyseur de spectre que le signal ne se dégrade pas.
Une fois le réglage terminé on peut donner la référence de CAG au Sirius
avec la fonction « SET REF » de l’écran.
Le contrôle du bon fonctionnement se fait avec les valeurs :
- « CURENT » qui est une image du niveau de CAG actuel
- « REFERENCE » qui est l’image de la référence choisie.
Ces deux valeurs doivent être identiques. Nous passons en mode
automatique. L’émetteur est en puissance, il ne reste plus que les réglages
d’appoint.
Correction
La non-linéarité des amplificateurs se superpose sur chaque porteuse de la
bande et se défaut s’additionne autant de fois qu’il y a de porteuses.
Défaut
De non linéarité
Des amplificateurs
Porteuse
Shoulder
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On peut voir en vert le signal du spectre obtenu en additionnant les défauts
superposés sur chaque spectre.
Donc pour corriger ce défaut on va créer une non-linéarité inverse pour l’annuler.
Voici un signal ATSC non corrigé relevé directement en sortie du Sirius:
*
Une fois que la correction est appliquée on a le signal suivant :
La correction de non-linéarité (NLC = No Linear Correction) est un système
asservi. La mesure est effectuée en sortie totale (après amplification) et est
retournée au Sirius. De cette manière elle compense le défaut en temps réelle.
La correction linéaire (ALE = Adaptative Linear Equalization) est aussi un
système asservi qui corrige le rapport amplitude-fréquence et aussi le temps de
propagation de groupe.
Non-linéarité
f (Hz)
A (dB)
f (Hz)
A (dB)
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Voici une image de l’interface utilisée :
La PLL
La PLL (voir glossaire) est un système asservi dont la phase du signal
d’entrée est constamment comparée à celle du signal de sortie, de cette manière
on peut régler la fréquence de la locale précisément. La marge d’erreur est de
1Hz. Voici une image de l’interface utilisée:
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La valeur affichée (1740) est la valeur numérique de l’erreur de phase qui
sera convertie en analogique pour être envoyé à l’OCXO (voir glossaire). Pour
effectuer le réglage on ajuste la fréquence de la locale (qui dépend de la référence
10MHz) avec l’écran et on contrôle en branchant un fréquencemètre à la sortie
« LO Monitoring » des Sirius.
Fréquencemètre piloté
Par 10MHz provenant
D’un récepteur GPS
Face avant des Sirius :
Le ROS (VSWR)
Pour régler le niveau de retour d’onde stationnaire, sachant que notre
émetteur est adapté sur 50 ohms, nous remplaçons la résistance qui est mise sur
« l’onde allée » de la sonde utilisée par les Sirius pour calculer le ROS, par une de
75 ohms.
Ce qui a pour but de désadapter légèrement la sonde, nous prenons la valeur
de VSWR indiquée par l’interface comme référence, elle sera la valeur maximum
que l’émetteur pourra atteindre avant de se couper.
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Une image de l’interface du contrôle de ROS :
2.3) Le PV de mesures
Un émetteur est toujours expédié avec son procès verbal de mesures. Ce
document est un gage de qualité pour le client. Il regroupe toutes les mesures
faites pour certifier le bon fonctionnement de l’équipement. Chaque gamme
d’émetteur à son PV de mesures.
Le technicien qui règle l’émetteur a la responsabilité de le remplir.
Domaine d’application
On y référence les différents détails de l’émetteur :
- Tous les numéros associé à l’émetteur (n° de contrat, d’article, de série…)
- Le canal d’émission,
- La fréquence,
- La puissance RF,
- La tension de secteur et sa fréquence.
- D’autres détails tel que les courbes ou les valeurs de nos mesures.
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Vérifications préliminaires
On y relève les conditions de mesures :
- La liste des appareils de mesure avec leur numéro d’immatriculation et le
modèle.
Les relevés sont effectués avec un banc de test adéquat qui doit être :
- dans les dates de validations.
- et approprié au standard de diffusion.
Comme dit précédemment, les deux standards les plus courants sont :
ATSC :
Wattmètre
Générateur ATSC
Mpeg ASI
Analyseur de spectre
Démodulateur
ATSC
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DVB-T :
On peut constater que les deux bancs de mesures contiennent le même
genre d’appareil. Seuls les démodulateurs changent. En DVB-T nous n’avons pas
besoin de générateur car partout en plateforme il est possible de récupérer un
signal ASI, par l’une des nombreuses connectiques qui arrive par rail aérien
jusque là.
Mesures de performance
Les relevés sont effectués en sortie totale. Il faut les effectuer pour chaque
émetteur de base.
Les mesures principales sont :
- La puissance : à l’aide du wattmètre, branché sur l’onde allée d’une sonde
située sur le tronçon de mesure en sortie totale.
- La fréquence centrale du canal : pour cela on utilise la fonction « marker
counter »de l’analyseur de spectre synchronisé par un signal de 10MHz.
Wattmètre
Analyseur de
spectre
Démodulateur
DVB-T
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Exemple d’un spectre en DVB-T :
Fc = fréquence centrale du canal.
Ici elle est égale à 522 MHz.
La valeur de la fréquence centrale
doit être exacte.
- La fréquence du synthétiseur aussi appelée fréquence locale, c’est elle que
l’on doit régler au hertz près.
- La bande passante : on la caractérise par les shoulders. On les mesure en
comparant le niveau du signal de la bande et celui du bord du canal.
Le niveau hors de la bande (autrement dit le canal d’émission) doit être le plus
faible possible. Il faut alors diminuer les shoulders pour que ce défaut ne
perturbe pas les autres émissions.
On peut voir ci-dessous un exemple de canal d’émission :
La valeur des shoulders doit être supérieure à 36 dB.
Sur la photo ci-dessus, elle est supérieure à 40 dB.
- Les émissions non essentielles sans filtre : on relève en sortie totale avant
filtre, les harmoniques 2 et 3. Pour les visualiser il faut un analyseur de spectre
ayant une bande passante de 3GHz.
Canal
d’émission
f (Hz)
f (Hz)
A (dB)
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Ci-dessous un exemple visualisé à l’analyseur de spectre :
Les mesures suivantes ne sont pas les mêmes pour chaque standard car
elles sont effectuées avec un démodulateur spécifique.
Mesure en DVBT :
- La réponse amplitude fréquence. C’est la mesure de la variation
d’amplitude du signal dans tout le canal. La bande doit être la plus plate possible.
Voici la courbe d’une mesure d’erreur amplitude/fréquence et
phase/fréquence pour un signal dont la largeur de canal vaut 8kHz contenant
6816 porteuses:
La mesure révèle une réponse amplitude/fréquence de 0,20 dB. Pour une
valeur typique devant être inférieure à 0,50 dB.
Harmonique 2
Harmonique 3
Fondamentale
f (Hz)
A (dB)
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La mesure d’erreur phase/fréquence est la réponse de la phase par rapport
à la fréquence du signal.
- Le taux d’erreur (BER = Bit Error Rate) : le démodulateur calcul le
nombre de bit reçu correcte à plusieurs étapes de décodage par rapport au
nombre de bit émis. En temps normal il ne doit y avoir aucune erreur de bit.
- Le MER (Modulation Error Rate) : ce taux est obtenu en calculant le
rapport entre la valeur de la puissance du vecteur d’erreur (décrivant la position
réelle de chaque point par rapport à sa position théorique) et la puissance des
vecteurs des symboles idéaux.
Ci-dessous l’exemple en image :
Représentation graphique pour une 16 QAM :
Cette mesure est calculé en dB elle provient de la relation suivante en
faisant la somme des carrés des amplitudes des vecteurs symboles idéaux qui est
divisée par la somme des carrés des amplitudes des vecteurs symboles d’erreurs :
Avec : I et Q désignant le vecteur idéal ; δI et δQ désignant le vecteur
d’erreur.
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2.4) Organisation des différents types d’émetteurs
L’intégration des différents modules a été préalablement définie par
Thomson afin de respecter une norme de qualité et de rigueur.
Les amplificateurs génèrent tous la même puissance : 250W (sauf pour le
125W, dérivé du 250W qui permet d’obtenir un émetteur 100W RMS sortie filtre
RF).
La gamme Elite 100 a été crée afin de pouvoir être montée en baie, elle
permet d’avoir des émetteurs qui génèrent une puissance de 1,2 kW, comme on
peut le voir ci-dessous.
Organisation en SD ou Single Drive (1 seul Sirius)
Représentation de baie Elite100 en mode Simple Drive.
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Les émetteurs ci-dessus sont tous en SD (Simple Drive), ce qui signifie qu’il
possède un seul exciter (émetteur de base) et les amplificateurs associés.
L’inconvénient de ce type de montage est que si l’exciter (le Sirius) ou bien un
amplificateur tombe en panne, la baie ne pourra fonctionner correctement, le
signal de sortie RF en sera plus émis.
Il existe deux autres types de montage d’émetteur possible, le DD (Double
Drive), et le PR (Passif Réserve) :
Organisation en DD ou Double Drive (2 seul sirius)
Représentation de baie Elite100 en mode Double Drive.
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Dans ce cas nous avons des émetteurs en Double Drive, ce qui signifie que
si un Sirius tombe en panne, un deuxième prend automatiquement le relais via un
commutateur se situant dans le caisson de gestion et les indicateurs de panne
seront transmis à distance.
Organisation en PR ou Passive Reserve
Représentation de baie Elite100 en mode Passif Réserve.
Dans ce cas nous avons des émetteurs en Passif Réserve (PR), ce qui
signifie que si un Sirius tombe en panne ou une chaine d’amplificateurs, un
deuxième émetteur prend le relais via un commutateur de moyenne ou grosse
puissance se situant à l’intérieur de la baie.
Le choix du type d’équipement appartient au(x) client(s), notre but est de
respecter sa demande, son cahier des charges et d’obtenir sa satisfaction.
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
73/77
2.5) Avantage de l’émission numérique
L’émission numérique comporte un certain nombre d’avantages sur
l’émission analogique :
- Le signal émit étant numérique nous obtenons une image parfaite sur le
récepteur.
- Il suffit d’une journée pour monter et régler un émetteur numérique, au lieu
d’une semaine pour l’analogique.
- Il est possible de piloter et d’ajuster les réglages de l’émetteur à distance, via
internet.
- A puissance similaire un émetteur numérique émettra plus loin.
- Nous pouvons envoyer jusqu'à 6 programmes en même temps sur un même
canal donc sur un même émetteur grâce au multiplexage numérique.
D’où un gain important en économie d’énergie. D’un point de vue
écologique et financier cette nouvelle gamme d’émetteur est une révolution.
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
74/77
5) Conclusion
5.1) Conclusion
Ma formation dans l’entreprise Thomson Broadcast & Multimédia qui m’a
accueilli afin d’effectuer ma deuxième année de DUT Génie Electrique et
Informatique Industrielle est pour moi une expérience riche et intéressante aussi
bien sur le point professionnel que personnel.
Thomson Broadcast & Multimédia est une grande entreprise. Les employés,
en général, ont une activité bien spécifique ; mais en tant que « monteur
intégrateur », je suis obligé d’être en continuel contact avec tous les services qui
s’occupent des différentes parties de l’émetteur. Ce qui m’a permit d’acquérir
assez rapidement une certaine polyvalence et autonomie.
Sur le plan professionnel, l’entreprise m’a permis d’avoir une meilleure
analyse, de mieux appréhender les problèmes et d’avoir un nouveau regard sur le
monde du travail et du fonctionnement d’une entreprise.
Cela m’a permis de faire un lien direct entre la théorie que l’on étudie à
l’université et la pratique dans l’entreprise. J’ai donc eu un aspect de ce que
pouvait être les évolutions possibles dans le milieu industriel.
Sur le plan personnel, l’entreprise m’a apporté un meilleur relationnel, une
plus grande sociabilité, appris à m’organiser et gérer les priorités, lorsque celles-
ci se font plus ou moins importantes.
Cette expérience au sein de Thomson GV m’a permis de prendre mes
responsabilités et de mûrir.
Cette année passée en plateforme m’a donnée envie de continuer mes études
avec eux, chose faite puisque je travaillerai pour Thomson GV dans le secteur
recherche et développement pendant 3 ans.
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
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5.2) bibliographie
L’entreprise possède son propre serveur : l’intracast, sur lequel j’ai trouvé la
plus grande partie de mes recherches.
 L’intracast : serveur de l’entreprise Thomson Broadcast &
Multimédia
 Moteur de recherche : www.altavista.com
 Moteur de recherche : www.google.com
 Site de Thomson image & beyond : www.thomson.net/FR/home
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
76/77
Glossaire
ASI : Asynchronous Serial Interface = Interface Serial asynchrone. Les bits sont
envoyés en séries et il n’y a pas de synchronisation entre l’émetteur et le
récepteur. C’est un signal variant entre 0 mV et 700 mV.
CAG : Contrôle Automatique de Gain. C’est un système d’asservissement du
niveau de sortie des amplificateurs.
DVB-H : Digital Video Broadcasting – Handheld. C’est un dérivé du DVB-T qui est
adapté aux réceptions mobile.
FICS : Fully Isolated Coopling System = système de couplage complètement isolé
qui utilise le principe du coupleur 3dB.
FLO : Forward Link Only = émission uniquement dans un sens. Equivalent du
DVB-H au Etats-Unis.
FPGA : Field-Programmable Gate Array = réseau de portes (logiques)
programmables embarquées. Se programme en VHDL (Very High Speed
Integrated Circuit Hardware Description Language).
MPEG : Moving Picture Experts Group. Groupe de travail chargé du
développement de normes internationales pour la compression, la
décompression, le traitement et le codage de la vidéo, de l'audio.
MPEG-2 : Standard couvrant le codage de l'audio et la vidéo, ainsi que leur
transport pour la télévision numérique : télévision numérique par satellite,
télévision numérique par câble, télévision numérique terrestre, et (avec quelques
restrictions) pour les vidéo-disques DVD ou SVCD. C'est notamment le format
utilisé jusqu'à présent pour la TV sur ADSL. Les débits habituels sont de 2 à 6
Mbit/s pour la résolution standard (SD), et de 15 à 20 Mbit/s pour la haute
résolution (HD).
MPEG-4 : Norme comblant le vide des bas débits (jusqu'à 2 Mbit/s) pour lesquels
MPEG-2 n'avait pas été développé.
PLL : Phase Loop Locked = boucle à verrouillage de phase.
QAM : Quadrature Amplitude Modulation = modulation d’amplitude et de phase.
Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008
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OCXO : Oven Controlled X-tal Oscillator = oscillateur à quartz thermostaté.
OFDM : Orthogonal frequency-division multiplexing. C’est une modulation de
signaux numériques par répartition en fréquences orthogonales.
ROS : Rapport d’ondes stationnaire. Dans une ligne de transmission coexistent
une onde incidente (directe), d’amplitude Vi et une onde réfléchie, d’amplitude Vr.
Le ROS est défini comme étant le rapport des extremums :
SFN : Single Frenquency Network = une seule fréquence d’émission sur tout le
réseau. Ce mode de fonctionnement a été mis en place pour remédier au
problème du MFN (Multi Frequency Network).
MFN : un réseau recouvrant une zone géographique importante est constitué de
plusieurs émetteurs dont le signal doit être identique. L’onde se propage en arc
de cercle il se créera donc des zone où deux signaux se superposeront. Pour
résoudre le problème on utilise des fréquences d’émission différentes.
Afin de ne pas encombrer les bandes de fréquences utilisées, on utilise le SFN qui
permet de n’utiliser qu’une seule fréquence sur un même réseau en
synchronisant tous les émetteurs.

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  • 1. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 1/77 Rapport : 2ème année de DUT GEII en alternance BRUNO BARTOLI 2007/2008
  • 2. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 2/77 Sommaire Remerciements Introduction Émetteur de Télévision Introduction à la notion d’émission d’onde télé 1) Des studios à nos téléviseurs 2) La diffusion hertzienne 3) La couverture du signal Émetteurs 1) Émetteurs analogiques Introduction sur le signal vidéo 1.1) Installation et raccordement des émetteurs 1.2) Vérification bas niveau des circuits passifs 1.3) Configuration des émetteurs 1.4) Mise sous tension et démarrage selon la procédure 1.5) Réglage en puissance 1.6) Rédaction du PV de mesures 2) Émetteurs numériques 2.1) explications préliminaires 2.2) Les réglages 2.3) Le PV de mesure 2.4) Organisation des différents types d’émetteurs 2.5) Avantages de l’émission numérique Conclusion
  • 3. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 3/77 Remerciements L’entreprise Thomson Broadcast & Multimédia que j’ai intégré en début d’année scolaire m’a permis d’apprendre beaucoup aussi bien au niveau professionnel que personnel. Cela grâce à plusieurs personnes dans l’entreprise qui m’ont apporté leur aide et leur soutient, tout en me faisant partager leur savoir, mais aussi les personnes qui m’encadrent au sein de l’université. Je remercie Mr. Guérineau, qui m’a permis d’avoir un entretien avec l’entreprise, Mr. Neffati pour son soutient et Mr Dufrier pour nous avoir livré toutes les informations en temps et en heure. Je remercie aussi toutes les personnes qui, au sein de l’entreprise, m’ont aidé, conseillé et conduit dans mes semaines d’apprentissage. Je remercie messieurs Le Goff, Simon, Soumagnac, Grilo, Mirgot, Guillet, Kaufmann, Martinusi, Jullien, Chlous et à madame Françoise Barré pour leur accueil en plateforme, leurs explications et le temps qu’ils m’ont accordé, toujours avec de la bonne humeur. Merci également à Mme Baton et Mr. Toussaint sans qui je n’aurais pu intégrer cette entreprise. Mr. Alain Liger, mon maître d’apprentissage qui m’a encadré et expliqué le fonctionnement de l’entreprise et permis de bien m’intégrer au sein de celle-ci. C’est aussi lui que je me dois de remercier pour les 3 mois qu’il a passé à m’apprendre les bases du réglage analogique avant d’être « autonome ». Je tiens aussi à remercier tout particulièrement messieurs Pédroni et Adin pour les innombrables heures qu’ils ont passées à m’expliquer les finesses du métier… Ainsi qu’à tout le personnel de l’entreprise, pour leur accueil et leur convivialité.
  • 4. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 4/77 Introduction Thomson Broadcast & Multimédia, anciennement Thalès Broadcast & Multimédia m’a ouvert ses portes le 15 octobre 2007. J’ai donc effectué ma seconde année de DUT Génie Électrique et Informatique Industrielle en alternance hebdomadaire au sein de cette entreprise. C’est ce jour là que j’ai rencontré mon tuteur Alain Liger, technicien d’intégration en entreprise et sur site. En ce moment nous travaillons à l’entreprise en « plateforme d’intégration ». Ma mission est l’installation de la baie en plateforme, l’intégration des modules dans celle-ci, de son réglage précis pour répondre au cahier des charges des clients et de la rédaction du PV de mesures. Durant ces quelques semaines j’ai beaucoup appris et j’ai la certitude d’être dans ma voie de prédilection…
  • 5. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 5/77 Émetteur de Télévision Introduction à la notion d’émission d’onde télé Avant tout développement sur mon travail, cette première partie traite du cadre dans lequel il évolue : Le monde des télétransmissions, et particulièrement celui de la transmission TV hertzienne. Nous verrons l'émetteur, son utilité, son fonctionnement ainsi que ses étapes de production. 1) Des studios à nos téléviseurs L'émetteur est un outil qui répond à un besoin, celui exprimé par les studios de télévision, qui doivent transmettre leurs signaux vidéo jusqu'à nos téléviseurs. Actuellement il existe de nombreuses techniques : par le câble, par ADSL ou par satellite. La technique la plus utilisée est par la voie dite hertzienne, c'est à dire par les ondes électromagnétiques. C'était en effet la seule existante lors des débuts de la télévision, qui utilisant uniquement des signaux analogiques, rendait extrêmement délicat une distribution de type filaire. C’est celle qui demande les infrastructures les plus simples, pas de réseau à entretenir et à mettre en place jusqu'à chaque utilisateur, les ondes ne demandant aucun support matériel pour évoluer. Enfin c'est une technique qui était déjà fonctionnelle grâce à la diffusion radio. Ci-après un schéma représentatif.
  • 6. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 6/77 Les chaînes de télévisions récupèrent les signaux des différents studios. Elles les envoient par câbles, par satellites, ou par faisceaux hertziens aux émetteurs qui les diffusent jusqu’aux habitations. 2) La diffusion hertzienne La diffusion hertzienne est une technique connue depuis très longtemps. Elle fut inventée en 1895 par Marconi Guglielmo (1874-1937) et permettait de dialoguer en morse sur quelques kilomètres. La technique à beaucoup évoluée depuis et se retrouve dans de très nombreux domaines : de la voiture télécommandée au GPS, en passant par le wifi, le téléphone portable, ou même la sonde de température posée dans le jardin. La transmission hertzienne est omniprésente. Le principe de la transmission hertzienne est de produire une onde électromagnétique modulée en haute fréquence par le signal à transmettre. Ces ondes peuvent être captées sur des distances plus ou moins grandes, suivant la puissance de l'émetteur et la fréquence de modulation.
  • 7. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 7/77 Afin d'ordonner tout ceci, les fréquences d'émissions sont coupées en plusieurs bandes, ces bandes sont attribuées à différents domaines : télévision, armée, satellite... Elles sont ensuite découpées en plusieurs canaux pour lesquels un seul signal sera attribué. De 54 à 82 MHz (VHF Bande 1) De 88 à 108 MHz (Bande FM) De 174 à 230 MHz (VHF Bande 3) De 470 à 884 MHz (Bande UHF) Ces valeurs peuvent varier légèrement suivant le standard du pays. On observe des bandes de fréquence libres, elles sont pour la plupart occupées par l’armée. Les canaux sont attribués aux chaînes par l'état, qui surveille qu'aucune ne dépasse du canal qui lui est réservé. Ci-après un schéma représentatif.
  • 8. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 8/77 Voici un exemple de la répartition des canaux pour le standard M/N (Amérique), en sachant qu’il existe dans le monde une dizaines de standards différents. Bande Canal Fréquence Image (MHz) Fréquence son (MHz) Transposition (MHz) FI 45,75 41,25 I A2 55,25 59,75 101 A3 61,25 65,75 107 A4 67,25 71,75 113 A5 77,25 81,75 123 A6 83,25 87,75 129 III A7 175,25 179,75 221 A8 181,25 185,75 227 A9 187,25 191,75 233 A10 193,25 197,75 239 A11 199,25 203,75 245 A12 205,25 209,75 251 A13 211,25 215,75 257 IV 14 471,25 475,75 517 15 477,25 481,75 523 16 483,25 487,75 529 17 489,25 493,75 535 18 495,25 499,75 541 19 501,25 505,75 547 20 507,25 511,75 553 21 513,25 517,75 559 22 519,25 523,75 565 23 525,25 529,75 571 24 531,25 535,75 577 25 537,25 541,75 583 26 543,25 547,75 589 27 549,25 553,75 595 28 555,25 559,75 601 29 561,25 565,75 607 30 567,25 571,75 613 31 573,25 577,75 619 32 579,25 583,75 625 33 585,25 589,75 631 34 591,25 595,75 637 35 597,25 601,75 643 36 603,25 607,75 649 37 609,25 613,75 655 38 615,25 619,75 661 39 621,25 625,75 667 40 627,25 631,75 673 41 633,25 637,75 679 V 42 639,25 643,75 685 43 645,25 649,75 691 44 651,25 655,75 697 45 657,25 661,75 703 46 663,25 667,75 709 47 669,25 673,75 715 48 675,25 679,75 721 49 681,25 685,75 727 50 687,25 691,75 733 51 693,25 697,75 739 52 699,25 703,75 745 53 705,25 709,75 751 54 711,25 715,75 757 55 717,25 721,75 763 56 723,25 727,75 769 57 729,25 733,75 775 58 735,25 739,75 781 59 741,25 745,75 787 60 747,25 751,75 793 61 753,25 757,75 799 62 759,25 763,75 805 63 765,25 769,75 811 64 771,25 775,75 817 65 777,25 781,75 823 66 783,25 787,75 829 67 789,25 793,75 835 68 795,25 799,75 841 69 801,25 805,75 847 70 807,25 811,75 853 71 813,25 817,75 859 72 819,25 823,75 865 73 825,25 829,75 871 74 831,25 835,75 877 75 837,25 841,75 883 76 843,25 847,75 889 77 849,25 853,75 895 78 855,25 859,75 901 79 861,25 865,75 907 80 867,25 871,75 913 81 873,25 877,75 919 82 879,25 883,75 925 83 885,25 889,75 931
  • 9. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 9/77 3) La couverture du signal L’émission TV se fait sur des fréquences pouvant aller de 50 MHz à 900 Mhz. À ces fréquences, le signal est très limité par les aspérités du terrain : il ne passera jamais à travers une montagne. Ainsi, pour couvrir complètement un territoire, un émetteur de forte puissance ne suffit généralement pas. De nombreux autres sont nécessaires pour couvrir les zones d'ombres. Voici un exemple: Couverture TNT du sud-ouest de la France
  • 10. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 10/77 Nous voyons sur cette carte les nombreuses zones non couvertes actuellement par la TNT, les plus importantes sont situées sur les Pyrénées et le Massif Central, là ou le relief est le plus accidenté. Il faut donc plusieurs émetteurs pour couvrir un large territoire, et le problème de la règle « un signal par canal » se pose : en effet, les zones couvertes par un émetteur forment des cercles ou des arcs de cercles, il apparaitra forcement des zones dans lesquelles les deux signaux seront présents si le territoire est couvert en totalité. Les émetteurs d'une même chaîne doivent donc émettre sur des canaux différents : Le schéma met en évidence le fait que les zones d'émissions se chevauchent. Il faut alors utiliser plusieurs fréquences d'émission; repérées ici par les différentes couleurs. L'arrivée de la modulation numérique COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex), utilisée pour la TNT, à permis d'améliorer ce dernier point : grâce à une synchronisation de tous les émetteurs par GPS, et en contrôlant parfaitement les temps de propagations, il est maintenant possible de régler tous les émetteurs d'un signal à la même fréquence. Ce mode de fonctionnement est appelé SFN (Single Frequency Network), à opposer au mode de fonctionnement classique, le MFN (Multi Frequency Network).
  • 11. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 11/77 Émetteurs 1) Émetteurs analogiques Introduction sur le signal vidéo Le signal vidéo analogique est un signal variant de -0,3 V à 0,7V, il détient les variations des niveaux de luminance et de couleur toutes les lignes composants une image… Le signal ci-dessus présente une ligne vidéo. Il est composé de deux parties. L’information de synchronisation est l’impulsion négative de 0,3V. Les télévisions s’en servent pour se synchroniser avec le signal. L’information vidéo, de 0,7V d’amplitude. La luminance est dessinée en rouge, le noir est le niveau d’énergie le plus bas, le blanc le plus haut (pour le standard Français, pour le reste du monde c’est l’inverse). On superpose à la luminance le signal de chrominance (couleur). C’est un signal à fréquence fixée selon le standard (en France : 4,48MHz). Les variations d’amplitude et de phase de la chrominance définissent la couleur.
  • 12. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 12/77 Il existe trois standards de signaux vidéo : NTSC, PAL, SECAM. Le PAL et le SECAM utilisent 625 lignes par image, à 25 images par seconde. Le NTSC utilise 525 lignes par image, à 30 images par seconde. Le même principe de luminance est utilisé pour les trois standards. Les principales différences apparaissent sur le signal de chrominance et sur la façon de transmettre le niveau des trois couleurs (Rouge Vert Bleu) sur une seule porteuse. Voici quelques exemples de signaux télé. Signal test ligne 330 Signal test appelé « multiburst » Signal test escalier avec chrominance Signal test situé ligne 17 Utilisé pour les réglages DG/DP
  • 13. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 13/77 Le poste que j’ai occupé toute cette année est « intégrateur » mais le titre n’est pas explicite quant aux taches à accomplir. En premier lieu, d’octobre 2007 à juin 2008 j’ai réglé des émetteurs analogiques, en majeur partie ils sont achetés par les pays qui ne sont pas encore passés au numérique, tel que l’Amérique du Sud ou l’Europe de l’est. La France est l’un des derniers pays Européens à continuer l’émission d’onde TV en analogique, mais cette activité cessera en 2012. L’ensemble des taches à accomplir pourrait être séparé en six fonctions : • Installation et raccordement des émetteurs. • Vérification bas niveau des circuits passifs. • Configuration des émetteurs. • Mise sous tension et démarrage selon la procédure. • Réglage en puissance. • Rédaction du PV de mesures. Toutes ces fonctions regroupées sur une seule personne sont un ensemble très diversifié de taches. Nous ne sommes jamais situés au même endroit, car les émetteurs sont installés en plateforme par pays et donc nous sommes placés en fonction de la commande qui est traitée. L’entreprise à plusieurs fois tenté de robotiser ce travail, mais, a finalement du se résigner à laisser ceci à une main humaine. Il survient tout au long des opérations de réglage des problèmes techniques dus à une infinité de paramètres que nous ne sommes toujours pas capable aujourd’hui de résoudre.
  • 14. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 14/77 Video Audio Précorrection linéaire Récepteur&Diplexeur Filtrage Porteuse & Bande Supérieure Mélange avec fréquence intermédiaire (transposition) Filtrage Porteuse & Bande Supérieure Sommateur Image et Son Précorrection Non Linéaire Filtrage Porteuse & Bande Supérieure Filtrage Porteuse & Bande Supérieure Mélange avec fréquence locale (transposition) AMPLIS 10 MHz Synthé Fréquence locale Oscillateur 10 MHz EXTERNE Modulation FM Fréquence inter carier : 5,5 Mhz Synthé Synthé Modulation AM FI: 38,9 Mhz Fréquence ligne vidéo FI Vidéo FI Audio Voici en image le système de la modulation analogique d’un signal TV (ici c’est un standard B/G en voie commune):
  • 15. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 15/77 2 1.1) Installation et raccordement des émetteurs A la base les émetteurs nous sont livrés vides, seuls les raccordements électriques internes et les cartes de fond de panier et de brassage ont été installés. Avant toute installation se fait une vérification de chaque matériel pour savoir s’il est conforme et qu’il n’agira pas de manière néfaste sur l’émetteur. Le but de cette étape est d’installer dans la baie (autre nom de l’émetteur), tous les composants nécessaires au bon fonctionnement de celle-ci, tel que : - Les modules à mettre sur la carte fond de panier: * Le tiroir vidéo : 1 * Le tiroir Fi/RF vidéo : 2 * Le tiroir Fréquence locale : 3 * Le tiroir Fi/RF audio : 4 * Le tiroir audio : 5 * La carte CPU : 6 * Le synthétiseur de fréquence (ici absent) : 7 * Les deux alimentations (+12V, -12V) et (+12V, +5V, +24V) : 8 1 3 4 5 6 7 8
  • 16. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 16/77 - Les autres composants indispensables à l’intérieur de la baie: * Les alimentations des amplificateurs. * Les amplificateurs. * L’écran tactile de contrôle de l’émetteur. Les alimentations. Les amplificateurs. L’écran tactile.
  • 17. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 17/77 - Les autres composants indispensables à l’extérieur de la baie: * Le filtre de sortie. * L’antenne fictive (aussi appelée charge). * Les portes sondes.
  • 18. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 18/77 1.2) Vérification bas niveau des circuits passifs Cette partie n’est pas la plus longue mais elle nécessite une grande rigueur, c’est avec les résultats obtenus que l’on conditionnera tout les réglages suivants. Le but ici est de savoir si l’ensemble filtre + charge est conforme aux exigences. Il nous faut pour cela savoir si le taux d’ondes stationnaires est bien en dessous des normes (ici -26 dB) et de pouvoir étalonner la sonde, pour le contrôle final Nous branchons un analyseur de réseau entre l’entrée RF du filtre et l’une des sondes du porte-sonde mise en entrée de la charge. Avant tout il faut pour être sûr des mesures, étalonner l’analyseur de réseau en suivant la procédure adéquate. Voici l’un des analyseurs de marque « Rohde & Schwartz » que l’on utilise : Voici quelques clarifications sur l’analyseur de réseau : L’analyseur réseau est un instrument de mesure électronique permettant d’observer les paramètres d’une ligne de transmission.
  • 19. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 19/77 Une ligne de transmission est caractérisée par son impédance caractéristique. L’impédance caractéristique dépend des matériaux, du type de diélectrique, et de la distance b entre le conducteur et le blindage. Les lignes de transmissions utilisées pour guider l’onde de l’émetteur jusqu’à l’antenne ont une impédance caractéristique de 50 . Si cette caractéristique varie, l’onde qui la parcourt est réfléchie proportionnellement à la variation. Si la ligne de transmission est ouverte, la caractéristique varie tant que l’onde est totalement réfléchie. L’analyseur injecte à l’entré de la ligne de transmission un signal sinusoïdal. Il relève ensuite les niveaux de l’onde transmise et réfléchie pour les comparent au niveau de l’onde émise et ainsi les exprimer en Décibels. Le signal envoyé varie en fréquence, nous obtenons alors une réponse en fréquence de la caractéristique de la ligne de transmission. Une ligne de transmission parfaite sur un analyseur réseau parfait aura 0 dB en transmission (pas de perte) et dB en réflexion. Les filtres Il existe différents types de filtres utilisés chez Thomson, mais pour les émetteurs analogiques nous n’utilisons que le type de filtre suivant: - Les filtres passe bandes tels que celui-ci-après :
  • 20. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 20/77 A savoir qu’il n’y aucun circuit électronique à l’intérieur, pour ce genre de filtre. Le filtrage est fait par ajustement des éléments de hauteur variable situées au-dessus. Nous le voyons de manière claire ici :
  • 21. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 21/77 Voici un exemple de graphique que l’on obtient à l’analyseur réseau et qui nous montre le bon réglage du filtre : En rouge le gabarit du filtre en transmission et de l’adaptation en réflexion. En bleu la courbe réelle en transmission. En jaune la courbe réelle en réflexion. On voit bien sur la courbe jaune 8 pics qui justifient des 8 cavités de notre filtre, puisque 8 fréquences différentes pour réussir à avoir une bande assez large. En ce qui concerne l’adaptation, on parle d’une bonne adaptation lorsqu’on est en dessous de 26 dBm de réflexion.
  • 22. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 22/77 Nous allons continuer sur le calibrage d’une sonde. Nous avons en tête que nos appareils de mesure fonctionnent bien lorsque le signal qui leur est appliqué en entrée est de 25 mW maximum, c’est donc avec un analyseur de réseau que l’on règle l’atténuation de la sonde. Sur la sonde « allée » on fait un calcul simple, prenons par exemple un émetteur qui sort 1 KW : On sait que 0 dBm = 1 mW Donc 1 KW = +60 dBm Et 25 mW = +14dBm soit 46 dB de moins que 1 KW. Nous devons faire en sorte d’avoir un couplage entre l’onde aller de la sonde et la transmission directe de 46 dB, ceci s’obtient en enfonçant plus ou moins profond la sonde. Nous devons aussi avoir minimum 30 dB de moins sur l’onde retour de la sonde par rapport à la sonde allée, ce que l’on appel le réglage de la directivité puisque c’est en tournant la sonde que l’on obtient la bonne mesure. Voici un graphique représentant en rouge l’onde aller de la sonde et en bleu l’onde retour :
  • 23. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 23/77 Voici en image un porte sonde : Vue en coupe 1.3) Configuration des émetteurs Dans cette partie on s’occupe plus particulièrement de la carte de brassage qu’il nous faut configurer en fonction de la procédure qui correspond aux équipements. Onde Âme de la ligne de transmission Principe du couplage Sonde Prise BNC Conducteur Sortie Onde aller Air Air Air Charge 50Ω
  • 24. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 24/77 Le paramétrage s’effectue par des Switchs (sur la photo ce sont les ) à vérifier : - Ceux qui gère l’alimentation des amplificateurs en 24V,36 V ou 48V. - CAG - Type de refroidissement, à eau ou à air. - Position et nombre d’amplis dans la baie - Il y a encore maintes directives que je ne citerai pas. Il nous faut aussi configurer l’armoire et les disjoncteurs selon s’ils sont alimentés en 3 x 220V triphasé ou 3 x 380V triphasé.
  • 25. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 25/77 A savoir : si on alimente en 380V une installation qui doit fonctionner en 220V, tout sera détruit. A l’inverse si on alimente un système 380V en 220V il ne fonctionnera pas, sans détruire quoique ce soit. Il existe cependant des détrompeurs sur les alimentations Base tension qui permettent de ne pas se tromper. Ci-dessous est représenté l’un des disjoncteurs qui est utilisé : Il faut aussi simuler quelques sécurités car nous n’avons pas tous les éléments nécessaires tels des boucles de sécurités uniquement disponible dans les stations.
  • 26. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 26/77 La majeure partie du temps les straps doivent s’effectuer sur le toit de l’émetteur, comme montré ci-dessous. Cette partie terminée nous attaquons la mise en puissance de l’émetteur. 1.4) Mise sous tension et démarrage selon la procédure Cette partie est l’une des plus importantes, c’est vraiment ici que l’on règle l’émetteur. Chaque émetteur est différent : soit en fonction de sa tension d’alimentation, soit en raison de son standard ou encore à son canal.
  • 27. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 27/77 Tout d’abord on ne peut pas penser régler sans baies de mesures adéquates. La photo suivante illustre ma baie de mesure, celle qui m’est indispensable : Procédons à la description des appareils : - Générateur de fréquence jusqu'à 900 Mhz et précis à l’hertz près :
  • 28. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 28/77 - Générateur de signal test vidéo : Celui-ci nous donne des signaux tels que les suivants présentés page 12. - Analyseur de spectre analogique (les analogiques ne se fabriquent plus, pourtant dans notre métier ils sont plus utiles que les numériques car ils nous permettent de voir plus de choses, comme les battements que l’on pourrait confondre avec l’une des fréquences car elle serait trop près ou encore quelques harmoniques indécelables numériquement) : - Analyseurs waveform qui nous permet de voir les signaux vidéo à la ligne près (nous en disposons de plusieurs pour pouvoirs faire différents mesures en même temps) :
  • 29. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 29/77 - L’oscilloscope : - Générateur de signaux audio (donc de 20 Hz à 20 KHz) : - Démodulateur audio :
  • 30. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 30/77 - Démodulateur vidéo : - Le SOKF (appareil aux multiples fonctions très utile pour beaucoup de mesures, tel la bande passante RF et vidéo) - Le VM700 qui est lui l’appareil le plus polyvalent et le plus utilisé, il nous permet un nombre considérable de mesures qui nous seraient impossible de réaliser avec n’importe quel autre appareil :
  • 31. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 31/77 Les réglages consistent en majeur partie à réviser les defaults occasionnés par les amplificateurs et le filtres pour que nous obtenions en sortie une vraie image à l’écran. Le but est que le son soit diffusé en même temps que l’image aussi. C’est un concept simple à représenter mais très complexe à mettre en œuvre. Les appareils présentés, il nous faut pour clôturer cette partie entamer les réglages, mais sans sortir de puissance. Nous vérifions (pour les différents standards, ici nous prendrons le M) bien que les fréquences de : - Synthétiseur soit à 10 MHz. - Fréquence intermédiaire vidéo soit à 45,75MHz (ici cette fréquence diffère selon les standards). - Fréquence intermédiaire audio soit à 41,25MHz (ici cette fréquence diffère selon les standards). Focalisons-nous sur le tiroir vidéo : - Vérification que le signal d’entrée est bien de 1 volt avec un oscilloscope. - En démodulant la sortie FI du tiroir nous devons avoir les bonnes proportions du signal. - Réglage de la synchronisation à 0,3V. - A l’analyseur de spectre réglage du niveau FI à – 4 dBm. - A l’aide du VM700 nous réglons la profondeur de modulation, voici une illustration prise à l’oscilloscope : En rouge c’est ce que l’on appelle la profondeur de modulation et il faut qu’elle fasse 12,5% du signal total (flèche jaune).
  • 32. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 32/77 - Nous réglons le limiteur de blanc, c'est-à-dire que nous faisons en sorte que le signal d’entrée soit supérieur à 1 volt. En regardant la sortie FI démodulée il faut que ce signal soit écrêté à la valeur voulue. - Vérifions la phase incidente, le but de cette mesure est de savoir si en mettant un signal en escalier à l’entrée, chacun des paliers ne soient pas déphasés. La mesure consiste à mettre la vidéo démodulé sur la voie X de l’oscilloscope et la sortie du démodulateur en quadrature de phase sur la voie Y, l’oscilloscope en mode XY nous vérifions que tous les points soient alignés. Si la mesure n’est pas dans les normes, cela peu occasionner du bruit vidéo dans le son et des déformations du signal vidéo. Nous pouvons passer au réglage en puissance. 1.5) Réglage en puissance Tout d’abord parlons du répartiteur : C’est un système de couplage qui va permettre de diviser un signal sur plusieurs sorties. Le système utilisé est le coupleur 3dB c'est-à-dire la moitié de niveau du signal. Remarque : Principe du couplage : Physiquement ce sont des ondes électromagnétiques qui se propagent d’un conducteur à l’autre. Voici un coupleur représenté de façon schématique : Charge 50Ω Conducteur 1 Conducteur 2
  • 33. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 33/77
  • 34. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 34/77 Le déphasage entre l’onde direct et l’onde couplée est provoqué par l’écart entre les deux conducteurs. Cet écart est calculé pour que le déphasage soit exactement de 90° mais aussi pour que la puissance soit divisée en 2 c'est-à-dire P/2->P-3dB. Pour que tous ces critères soient remplis il faut ajouter la condition suivante : l’impédance qui est caractérisée par l’écartement entre les conducteurs et la masse c'est-à-dire la structure du coupleur, doit être respectée. On peut voir l’allure du phénomène électromagnétique sur la vue en coupe : Exemple : La relation liée au couplage est la suivante : Ps = (P1+P2)/2 + √(P1.P2.cosφ) Avec φ = déphasage entre les voies couplées et direct – 90° Pour P1=P2=1W Ps= 1+ √ (1.cos(0)) = 2W On obtient bien P1+P2 en sortie totale. Coupleurs 3dB Charge Charge Répartition Sommation Conducteur 1 Conducteur 2 Champ magnétique
  • 35. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 35/77 Ci-dessous un répartiteur 12 voies. Il est composé de plusieurs coupleurs : Suivant la puissance demandée, l'amplification est repartie dans plusieurs amplificateurs. De 470 W à 25 KW, le nombre d'amplificateur varie de 1 à 20. Le signal en sortie de l'EMB est reparti sur tous les amplificateurs. En sortie de ces derniers, la puissance est couplée pour être envoyée vers l'antenne par liaison coaxiale. Le coût d'un amplificateur est très élevé, aussi leur nombre dans un émetteur est réduit au minimum. Leurs capacités en puissance sont exploitées au maximum, le signal se voit alors déformé sur certains paramètres (temps de groupe, phase et gain). Amplificateur 1600W crête.
  • 36. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 36/77 Pour pouvoir émettre à des distances raisonnables il faut amplifier le signal, car l’air absorbe l’énergie. Donc il faut une puissance importante pour que le signal aille loin. La puissance maximale que peut atteindre un amplificateur est de 1600 W crête (400W RMS). Pour réaliser l’amplification ce sont les montages à transistors LDMOS qui ont été choisis car moins coûteux. On peut voir ci-dessous deux amplificateurs qui ont un gain de 60dB : L’amplification se fait en 4 étages : Voici le schéma de principe simplifié d’un amplificateur : G = 12 dB 2ème étage 3ème étage Pré-amplification 4ème étage Atténuateur Compensateur de phase Amplificateur G = 45 dB G = 12 dB G = 0 dB RF Vers FICS 1er étage
  • 37. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 37/77 1er étage : Étage de sécurité. Le signal passe par un atténuateur variable commandé. Il sert à : - ajuster le niveau, - et atténuer le signal d’entrée si celui-ci est trop élevé. Puis le signal passe par un compensateur de phase, réglé au préalable pour que tous les amplificateurs rentrent dans un gabarit afin qu’il soit en phase pour chaque bande de fréquence. Et pour compenser l’atténuation entrainée par ces deux premières étapes le signal est amplifié. 2ème étage : première étage d’amplification. C’est un montage de type classe A. Les avantages d’un tel montage sont : son gain très élevé, environ 45dB, son coût et sa linéarité. Ci-dessous l’allure de la courbe de la puissance de sortie en fonction de la puissance d’entrée : En revanche il a un inconvénient : son rendement est de 20%. 3ème étage : étage de pré-amplification avant l’attaque des amplificateurs de puissance. C’est un montage de type classe AB qui est utilisé pour réaliser cette fonction. Son rendement est de 45% mais sa courbe d’amplification n’est pas linéaire. Ci-après l’allure de cette courbe :
  • 38. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 38/77 Pour cet étage, la plage d’utilisation va se réduire plutôt à la partie linéaire. L’amplification n’est pas maximale. Elle sert juste à augmenter le niveau afin qu’il soit assez élevé pour attaquer l’étage suivant. Le gain de cette amplification est de 12 dB. 4ème étage : étage d’amplification de puissance. Il est constitué de plusieurs amplificateurs en parallèle de gain égal à 12 dB. Ce sont tous des montages de classe AB. Mais ils sont exploités en fin de plage d’utilisation c'est-à-dire dans la partie non linéaire. C’est ce défaut qui doit être compensé par les émetteurs de base. En additionnant toutes les valeurs de gain on obtient un gain total de 69 dB. Mais la valeur typique d’amplification est de 60 dB car il y a un atténuateur après le 1er étage. De plus la répartition après la pré-amplification entraine des pertes. Et pour finir on se laisse une marge pour la CAG. Sachant que les amplificateurs ont un gain de 60 dB il faut ajuster la puissance qui y rentre pour avoir la puissance d’émission souhaitée. Exemple : Pour un émetteur de 10 kW il faut, en entrée des amplificateurs, une puissance de 10 mW ( 10 dBm).
  • 39. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 39/77 Ci-dessous la photo d’un amplificateur avec les différents étages : On peut voir en vert trajet du signal (schématiquement) dans l’amplificateur. Les amplificateurs doivent être alimentés par une tension de l’ordre de 30 Volts. Ce sont les alimentations qui font la transformation de la tension provenant du secteur. On peut voir ci-dessous un exemple d’alimentation qui transforme le 230V en une tension pouvant aller de 24V à 32V continue : Une telle alimentation peut fournir du courant à 2 amplificateurs à la fois. Il faut savoir que de tels modules chauffent à cause de la haute consommation en courant par les transistors. Elle peut atteindre jusqu’à 200A avec une température pouvant aller jusqu’à 40°C au dessus de la température ambiante. Suite à ces explications nous pouvons continuer le réglage de l’émetteur. ENTREE SORTIE 1er étage 2ème étage 3ème étage 4ème étage
  • 40. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 40/77 - Maintenant nous nous axerons sur le tiroir convertisseur, nous branchons notre analyseur de spectre sur la sortie RF du caisson, le but étant de régler le niveau à 8 dBm pour les tiroirs fournis sans préamplis et 18 dBm pour les autres. En faisant ceci nous avons gardé une marge de 2dBm pour toutes corrections éventuelles. - Branchons un atténuateur variable entre cette sortie RF et le coupleur 3dB (pour les émetteurs à 2 amplis) ou le répartiteur (pour les émetteurs à plus de 2 amplis). Nous changeons progressivement la valeur de l’atténuateur pour atteindre la puissance de sortie désirée, comme souvent avec l’atténuateur nous n’arrivons jamais à la valeur exacte c’est là que l’on peut retoucher le gain du tiroir. - Maintenant il nous faut régler la correction automatique de gain, pour cela nous devons régler le clamp, petite explication : Forme du signal vidéo tel que le montrerait un oscilloscope. On appel palier de suppression la droite BC que l’on règle à 5 volts ici. Ensuite nous devons placer ce clamp au milieu du palier de suppression :
  • 41. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 41/77 C’est à la suite de cette opération que l’on vérifie bien que le son soit 10 dB moins puissant que l’image, ce que l’on voit en prenant le signal d’une des sondes de sortie sur l’analyseur de spectre : Porteuse image Porteuse son Porteuse couleur Ensuite vient le réglage de toutes les précorrections. Il y en a cinq : Temps de groupe, Bande vidéo, Linéarité basse fréquence, Différence de gain et Différence de phase. Elles servent à annuler les effets de distorsions du signal issus de l’amplification. Temps de groupe On regarde sur cette mesure les différences de temps de propagation des composantes du signal vidéo suivant leurs fréquences. Il faut que le temps de groupe soit absolument plat afin que toutes les composantes du signal vidéo soient traitées en même temps. On doit ensuite régler la précorrection récepteur : Au début de la télévision, les filtres séparant le signal vidéo du signal audio sans perturber le temps de groupe étaient trop couteux pour la commercialisation. Il a donc été installé des filtres moins couteux le modifiant selon une courbe précise. La courbe inverse est appliquée sur l'émetteur par la précorrection récepteur pour corriger le tout.
  • 42. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 42/77 Temps de groupe du signal vidéo démodulé AVEC filtre son au démodulateur. Temps de groupe du signal vidéo démodulé SANS filtre son au démodulateur. Bande vidéo On observe ici la différence de gain de l'émetteur suivant la fréquence des composantes du signal vidéo. Le gain doit être identique pour toutes fréquences sur toute la bande. Bande du signal vidéo démodulé.
  • 43. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 43/77 Linéarité basse fréquence Cette mesure concerne linéarité des amplificateurs sur les signaux basses fréquences de la bande vidéo : la luminance. Pour effectuer cette mesure ainsi que les mesures qui suivent, on injecte en entrée de l'émetteur un signal vidéo composé de 10 « marche » de luminance de même niveau, avec une chrominance constante. Pour cette mesure, le niveau des 10 marches de luminance doit rester identique après amplification. Signal vidéo test Sans précorrection
  • 44. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 44/77 Avec précorrection Le signal est observé démodulé après amplification dans un analyseur analogique de signaux vidéo. Un filtre est appliqué au signal, permettant de mesurer la taille des marches de la luminance. DGDP Différence de gain : Cette mesure concerne la linéarité des amplificateurs sur les hautes fréquences de la bande vidéo : la chrominance. Le signal test à 10 marches est appliqué avec la couleur. On relève ensuite le niveau de la couleur en sortie de l'émetteur, qui doit être identique quelque soit le niveau de luminance sur lequel elle est appliquée. Différence de phase : Cette mesure est l'image de l'alignement de la couleur sur la luminance, elle est calculée par l'analyseur vidéo et exprimée en degré. Un signal parfaitement aligné à une différence de phase de 0° sur toutes les marches.
  • 45. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 45/77 Gain Différentiel Phase Différentiel Sans précorrection Gain Différentiel Phase Différentiel Avec précorrection
  • 46. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 46/77 Le signal est observé démodulé après amplification dans un analyseur numérique de signaux vidéo, Le VM700. Il calcule les différences de gain (en %) et les différences de phases (en degrés). Toutes ces précorrections sont réglées en vue de la sortie totale de l'émetteur. La difficulté tient du fait que ces précorrections ne sont pas indépendantes les unes des autres, il faut savoir les équilibrer toutes ensembles. Un émetteur ne se limite pas qu'à ces deux blocs modulation et amplification, il intègre aussi un contrôle automatique de la puissance, diverses sécurités protégeant l'émetteur (température, adaptation de la ligne...), une interface homme-machine par écran tactile ou sur PC, et dans certains cas, le système de refroidissement à air y est intégré. Schéma synoptique d’un émetteur :
  • 47. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 47/77 La plupart des émetteurs sont équipés « double drive ». Ils ont deux émetteurs de bases, un seul fonctionne à la fois. S’il tombe en panne, l’autre prend le relais immédiatement, limitant ainsi le temps de non transmission. Les informations remontent des amplificateurs et des sondes de couplages par la gestion vers les émetteurs de bases. Les amplificateurs envoient les tensions de CAG, ce sont les tensions images du gain qu’ils fournissent. Elles sont utiles au contrôle automatique du gain assurant une puissance d’émission stable. L’onde retour est extraite avant filtre et envoyée à la gestion qui en calcule la puissance. Elle permet une surveillance de l’état de la ligne de transmission (filtre, ligne coaxiale, antenne). Cette description correspond à la majorité des émetteurs actuels, ceux sur lesquels j’ai travaillé. 1.6) Rédaction du PV de mesures Avant de passer à cette partie il nous faut absolument faire une vérification des performances de l’émetteur. C’est lorsqu’on est sûr que toutes les contraintes du cahier des charges sont remplies et respectées que l’on peut s’atteler à la rédaction du procès verbal de mesures. Ici il nous faut : - Relever les numéros de séries des appareils de mesures. - Il faut faire de même avec tous les composants mis dans la baie. - Nous devons fournir toutes les courbes que nous avons tracées durant les réglages. - Nous devons également donner toutes les valeurs de celles-ci. Un PV fait en moyenne 60 pages.
  • 48. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 48/77 2) Émetteurs numériques 2.1) Explication préliminaires Afin de comprendre la fonction d’un émetteur numérique il faut le localiser dans la chaîne de l’image. Nous pouvons voir dans le schéma ci-dessous les différentes étapes du studio d’enregistrement à la télévision du particulier : Avant d’arriver dans le démodulateur de nos télévisions, le signal utilisé pour transporter l’image et le son, passe par différentes étapes où il est transformé et transporté par différents moyens. On peut les décomposer en 4 étapes. La collecte La vidéo et l’audio proviennent directement des studios. Les programmes sont collectés sous forme numérique et encodés en MPEG (voir glossaire) sous forme de mot binaire. Tous les programmes sont regroupés pour être envoyés aux têtes de réseau. Comme on peut le voir sur le dessin, il y a une première collecte au niveau national puis une seconde au niveau régional.
  • 49. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 49/77 Les têtes de Réseau Les têtes de réseau se chargent du multiplexage fréquentiel. Cette technique est utilisée pour pouvoir émettre jusqu’à 6 programmes dans un même canal. Cela permet d’augmenter la capacité des bandes de fréquence utilisées (VHF et UHF). Les deux techniques utilisées sont SFN ou MFN (voir glossaire). C'est-à-dire que deux émetteurs proche l’un de l’autre peuvent avoir la même fréquence pour un même signal comprenant plusieurs programmes. Le transport entre les têtes de réseau peut se faire soit par câble soit par satellite La diffusion hertzienne C’est à ce moment là que les émetteurs interviennent. Pour la diffusion numérique, on utilise les signaux encodés en MPEG2 et MPEG4 (voir glossaire) pour les programmes payants. La couche physique de transport est l’ASI (voir glossaire). Sachant que THOMSON est une multinationale et que 80% des émetteurs sont exportés, il a fallut s’adapter aux différents standards de diffusion numérique mis en place sur chaque continent. On s’intéressera plus particulièrement aux deux standards les plus courants chez Thomson : Le DVB-T : (Digital Video Broadcasting – Terrestre) pour l’Europe : Le signal RF émis est constitué de porteuses (de 6000 à 8000 suivant le standard) modulée en 64 QAM qui véhicule un signal numérique bas débit On retrouve dans chaque porteuse des informations redondantes, comme le canal. On est capable de réaliser un signal sous forme de plusieurs porteuses grâce à l’OFDM (voir glossaire). Ce traitement de signal permet de le rendre plus résistant aux perturbations extérieurs et plus facile à démoduler.
  • 50. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 50/77 Porteuse pilote On peut visualiser ci-dessous la photo du spectre d’un signal de type DVB-T : Ici nous observons toutes les porteuses, mais c’est simplement pour expliciter le fait que le DVB-T est une succession de porteuses, mais en réalité l’analyseur de spectre n’étant pas assez rapide, nous ne voyons qu’une bande. l’ATSC : (Advanced Television Systems Committee) pour le continent américain : Son signal est constitué d’une seule porteuse véhiculant un signal numérique à débit très rapide (il équivaut à la somme des débits de chaque porteuse en DVBT). Pour retrouver le canal, le modulateur utilise la porteuse pilote. Cette manipulation rend la démodulation plus complexe, et la qualité des décodeurs mis sur le marché varie beaucoup. La modulation pratiquée est la 8 VSB c'est-à- dire 8 états. Ci-dessous un signal ATSC visualisé sur un analyseur de spectre : Fc = fréquence centrale Fp = fréquence pilote = Fc – 2,7 MHz Porteuses f (Hz) A (dB) f (Hz)
  • 51. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 51/77 Remarque : Il existe d’autres standards utilisés pour d’autres genres de transmission comme la télévision mobile. Pour cela il a été mis en place les standards suivants : - DVB-H (voir glossaire) pour l’Europe, - FLO (voir glossaire) pour l’Amérique. Les standards se différencient par leur modulation, donc pour les mesures il faudra utiliser un démodulateur différent. La réception La TNT peut être reçue par tout le monde à la seule condition de se trouver dans les zones couvertes. Nul besoin de changer de télévision. Il faut uniquement s’équiper d’un décodeur TNT. A contrario de la télévision analogique, une sensibilité du récepteur insuffisante ne permet pas de recevoir les services (image+ son…), dans ce cas, un changement d’antenne avec un gain plus important est nécessaire. On aura une réception de qualité constante mais il n’y a pas d’entre deux, c’est du tout ou rien. Description d’un émetteur numérique Il réceptionne sous forme électrique (suite de 1 et de 0) les différents programmes, amplifie le signal et l’émet sous forme d’ondes via une antenne. Un seul émetteur peut envoyer plusieurs programmes en même temps. Voici le synoptique d’un émetteur TV numérique :
  • 52. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 52/77 Émetteur de base (EMB) C’est le cœur de l’émetteur. Il traite le signal afin qu’il puisse être émis. Il faut savoir qu’une coupure de l’émission sur site coûte cher à l’exploitant. Il faut alors prendre toutes les précautions nécessaires pour que cela ne se produise pas. Les principales solutions sont : - On utilise deux Sirius afin que l’un serve de secours à l’autre, - On envoie deux signaux ASI(voir glossaire) en cas de problème en amont. Les émetteurs de base produit par THOMSON sont appelés SIRIUS : Sirius face arrière et avant Les connectiques placées en face avant sont utilisées pour les réglages et celles placées à l’arrière servent d’entrées/sorties pour les différentes informations utiles au Sirius et à l’émetteur. Le rôle du Sirius est de transposer le signal vidéo (TS : Transport Stream), encodé au format MPEG, en RF (Radio Fréquence) afin qu’il puisse être émis après avoir été amplifié. Voici une présentation des fonctions détaillé du Sirius :
  • 53. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 53/77 Synoptique du Sirius
  • 54. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 54/77 Comme on peut le voir sur le schéma ci-avant, un Sirius se décompose en 3 grandes fonctions : La modulation numérique On trouve en entrée le signal Mpeg. Il est d’abord codé suivant différents procédés qui vont le rendre plus robuste face aux perturbations. Ensuite il est modulé en fonction du standard. En sortie du bloc on retrouve le signal modulé divisé en deux, mathématiquement parlant on traite le signal sous forme complexe : Q correspond à la partie Réelle et I à la partie imaginaire. Si on fait le diagramme des constellations du signal on obtient ceci, pour une modulation 64 QAM : Chaque tache correspond à un symbole. On peut voir sur ce relevé que le signal est très peu bruité car c’est une mesure effectuée directement en sortie d’émetteur. Le traitement de signal gère les différentes fonctions suivantes : - la transposition en Fi (fréquence intermédiaire) égale à 27,5 MHz, - Le Contrôle Automatique de Gain (CAG) via une tension mesurée sur les amplificateurs. - La Correction Non-Linéaire (NLC) qui permet de corriger le défaut de non linéarité des amplificateurs en générant une non-linéarité inverse. - La correction linéaire (ALE) pour améliorer la bande qui est détériorée par le filtre de sortie (en option) mais aussi par certains défauts de l’émetteur. I Q
  • 55. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 55/77 - le convertisseur, effectue les conversions montantes (UP),c’est à dire sortantes, en transposant la Fi en RF (Haute fréquence) à la fréquence du canal, mais elle fait aussi les conversions descendantes (DOWN) c’est-à-dire entrantes pour qu’elles puissent être interprétées par le traitement de signal (transposition RF vers Fi). On l’appelle convertisseur complexe car il fait une conversion des complexes vers une forme dite naturelle. Voici une photo intérieure du Sirius : On y trouve : - Le synthétiseur est principalement constitué d’un oscillateur à quartz de type OCXO (voir glossaire), il s’agit d’une technique utilisée pour éviter les changements de température qui affectent la fréquence de résonance d’un quartz piézoélectrique. On place le quartz à une température bien au dessus de la température de son environnement de fonctionnement, environ à 80°C. Dans notre cas ceci améliore la stabilité du quartz en fréquence. Il est plus précis et nous pouvons changer sa fréquence d’oscillation. L’oscillateur est placé dans une boucle à verrouillage de phase qui va permettre d’asservir l’oscillateur. - La carte TX qui est celle qui créé les deux fréquences Q et I avant la modulation QAM 64. Alimentation Synthétiseur Carte TS Carte TC/TS Carte digital Carte TX
  • 56. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 56/77 - La carte la plus grande (cadre vert) est la « carte Digital » : elle gère toute la fonction modulation. Pour cela elle utilise un Power PC avec linux embarqué mais aussi un FPGA (voir glossaire) c’est beaucoup plus modulable qu’un microcontrôleur. - On trouve ensuite la carte TS (cadre violet) où est fait tout le traitement de signal (CAG (voir glossaire), NLC…) ici c’est aussi un FPGA qui s’en charge. - La dernière carte est la TC/TS : c’est une interface pour véhiculer certaines informations entre l’émetteur et la gestion. Les langages de programmation utilisés sont : - Le VHDL pour les FPGA, - Le Java et html pour l’interface web, - Ensuite le reste est programmé en C et C++. Préamplificateur La puissance de sortie d’un Sirius est environ de 0 dBm (1mW) il faut pré- amplifier le signal pour qu’il puisse être exploité par les modules suivants. Juste après la pré-amplification se trouve le relais coaxial. Il commute lorsque l’émetteur de base, sur antenne, se met en défaut. Filtre de canal C’est un filtre passif de type passe-bande et réjecteur qui sert à supprimer la fréquence porteuse (la locale) mais aussi la bande latérale supérieure générée lors de la modulation. On ne veut amplifier que le signal utile. Ci-dessous, on peut voir le genre de filtre utilisé, il entraine une atténuation de 1 dB au signal, ce paramètre est à prendre en compte pour la mise en puissance :
  • 57. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 57/77 Exemple d’un spectre de type ATSC avec la bande passante du filtre : Par exemple voici la courbe de notre filtre de canal (passe bande et réjecteurs) : En Bleu la courbe réelle de l’adaptation du filtre. En rouge la courbe réelle du filtre en transmission. Bande inférieur Bande supérieur Locale Bande passante du filtre f (Hz) A (dB)
  • 58. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 58/77 2.2) Réglages Toujours en suivant la procédure de réglages, tout doit être fait de manière précautionneuse car toute erreur de manipulation peut endommager un élément de l’émetteur particulièrement les amplificateurs. Pour éviter ce genre de problème on débranche la sortie RF du Sirius. Les différents réglages se font principalement sur le Sirius à l’aide du PC. La Rejection Elle permet de supprimer la bande supérieure et la porteuse qui sont générées lors de la modulation, on peut voir l’exemple sur un signal ATSC : Avant réjection Après réjection : Remarque : Grâce à un algorithme particulier, la fonction de réjection se fait automatiquement. Sur notre interface nous jouons sur l’offset des fréquences I et Q, sur le gain de Q et sur la phase entre elles deux. Bande inférieur Bande supérieur Locale Locale Bande supérieur f (Hz) A (dB)
  • 59. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 59/77 Voici une image de l’interface qui nous permet de réjecter: La seconde étape est le réglage de la CAG, c’est la mise en puissance. La CAG La CAG est un système asservi qui contrôle et corrige les niveaux de sortie des amplificateurs. Il faut donc lui donner une référence. Pour cela on utilise le menu suivant:
  • 60. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 60/77 On s’intéresser aux atténuateurs numériques : ils fonctionnent en série mais ils ne sont pas spécialement linéaires. Il faut d’abord les mettre à leur valeur maximale (20dB pour l’atténuateur et 30dB pour limiteur, soit 50dB en tout) avant de commencer, pour que le signal de sortie soit très faible. A partir de là, on règle l’atténuateur et le limiteur, mais toujours en se laissant les « dB de réserve » sur l’atténuateur, qui nous serviront si nous n’arrivons pas atteindre les niveaux souhaités après les manipulations, son réglage étant beaucoup plus fin que celui du limiteur. C’est avec un wattmètre calibré précisément que l’on observera la puissance à l’aide d’une sonde de sortie. Il faut diminuer le limiteur progressivement jusqu’à atteindre la puissance souhaitée en sortie totale. Cependant, cette manipulation doit être progressive, tout en vérifiant plusieurs paramètres : - Le courant circulant dans chacun des amplificateurs ne soit pas trop élevé, - Contrôler la puissance de sortie, - Regarder à l’analyseur de spectre que le signal ne se dégrade pas. Une fois le réglage terminé on peut donner la référence de CAG au Sirius avec la fonction « SET REF » de l’écran. Le contrôle du bon fonctionnement se fait avec les valeurs : - « CURENT » qui est une image du niveau de CAG actuel - « REFERENCE » qui est l’image de la référence choisie. Ces deux valeurs doivent être identiques. Nous passons en mode automatique. L’émetteur est en puissance, il ne reste plus que les réglages d’appoint. Correction La non-linéarité des amplificateurs se superpose sur chaque porteuse de la bande et se défaut s’additionne autant de fois qu’il y a de porteuses. Défaut De non linéarité Des amplificateurs Porteuse Shoulder
  • 61. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 61/77 On peut voir en vert le signal du spectre obtenu en additionnant les défauts superposés sur chaque spectre. Donc pour corriger ce défaut on va créer une non-linéarité inverse pour l’annuler. Voici un signal ATSC non corrigé relevé directement en sortie du Sirius: * Une fois que la correction est appliquée on a le signal suivant : La correction de non-linéarité (NLC = No Linear Correction) est un système asservi. La mesure est effectuée en sortie totale (après amplification) et est retournée au Sirius. De cette manière elle compense le défaut en temps réelle. La correction linéaire (ALE = Adaptative Linear Equalization) est aussi un système asservi qui corrige le rapport amplitude-fréquence et aussi le temps de propagation de groupe. Non-linéarité f (Hz) A (dB) f (Hz) A (dB)
  • 62. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 62/77 Voici une image de l’interface utilisée : La PLL La PLL (voir glossaire) est un système asservi dont la phase du signal d’entrée est constamment comparée à celle du signal de sortie, de cette manière on peut régler la fréquence de la locale précisément. La marge d’erreur est de 1Hz. Voici une image de l’interface utilisée:
  • 63. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 63/77 La valeur affichée (1740) est la valeur numérique de l’erreur de phase qui sera convertie en analogique pour être envoyé à l’OCXO (voir glossaire). Pour effectuer le réglage on ajuste la fréquence de la locale (qui dépend de la référence 10MHz) avec l’écran et on contrôle en branchant un fréquencemètre à la sortie « LO Monitoring » des Sirius. Fréquencemètre piloté Par 10MHz provenant D’un récepteur GPS Face avant des Sirius : Le ROS (VSWR) Pour régler le niveau de retour d’onde stationnaire, sachant que notre émetteur est adapté sur 50 ohms, nous remplaçons la résistance qui est mise sur « l’onde allée » de la sonde utilisée par les Sirius pour calculer le ROS, par une de 75 ohms. Ce qui a pour but de désadapter légèrement la sonde, nous prenons la valeur de VSWR indiquée par l’interface comme référence, elle sera la valeur maximum que l’émetteur pourra atteindre avant de se couper.
  • 64. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 64/77 Une image de l’interface du contrôle de ROS : 2.3) Le PV de mesures Un émetteur est toujours expédié avec son procès verbal de mesures. Ce document est un gage de qualité pour le client. Il regroupe toutes les mesures faites pour certifier le bon fonctionnement de l’équipement. Chaque gamme d’émetteur à son PV de mesures. Le technicien qui règle l’émetteur a la responsabilité de le remplir. Domaine d’application On y référence les différents détails de l’émetteur : - Tous les numéros associé à l’émetteur (n° de contrat, d’article, de série…) - Le canal d’émission, - La fréquence, - La puissance RF, - La tension de secteur et sa fréquence. - D’autres détails tel que les courbes ou les valeurs de nos mesures.
  • 65. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 65/77 Vérifications préliminaires On y relève les conditions de mesures : - La liste des appareils de mesure avec leur numéro d’immatriculation et le modèle. Les relevés sont effectués avec un banc de test adéquat qui doit être : - dans les dates de validations. - et approprié au standard de diffusion. Comme dit précédemment, les deux standards les plus courants sont : ATSC : Wattmètre Générateur ATSC Mpeg ASI Analyseur de spectre Démodulateur ATSC
  • 66. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 66/77 DVB-T : On peut constater que les deux bancs de mesures contiennent le même genre d’appareil. Seuls les démodulateurs changent. En DVB-T nous n’avons pas besoin de générateur car partout en plateforme il est possible de récupérer un signal ASI, par l’une des nombreuses connectiques qui arrive par rail aérien jusque là. Mesures de performance Les relevés sont effectués en sortie totale. Il faut les effectuer pour chaque émetteur de base. Les mesures principales sont : - La puissance : à l’aide du wattmètre, branché sur l’onde allée d’une sonde située sur le tronçon de mesure en sortie totale. - La fréquence centrale du canal : pour cela on utilise la fonction « marker counter »de l’analyseur de spectre synchronisé par un signal de 10MHz. Wattmètre Analyseur de spectre Démodulateur DVB-T
  • 67. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 67/77 Exemple d’un spectre en DVB-T : Fc = fréquence centrale du canal. Ici elle est égale à 522 MHz. La valeur de la fréquence centrale doit être exacte. - La fréquence du synthétiseur aussi appelée fréquence locale, c’est elle que l’on doit régler au hertz près. - La bande passante : on la caractérise par les shoulders. On les mesure en comparant le niveau du signal de la bande et celui du bord du canal. Le niveau hors de la bande (autrement dit le canal d’émission) doit être le plus faible possible. Il faut alors diminuer les shoulders pour que ce défaut ne perturbe pas les autres émissions. On peut voir ci-dessous un exemple de canal d’émission : La valeur des shoulders doit être supérieure à 36 dB. Sur la photo ci-dessus, elle est supérieure à 40 dB. - Les émissions non essentielles sans filtre : on relève en sortie totale avant filtre, les harmoniques 2 et 3. Pour les visualiser il faut un analyseur de spectre ayant une bande passante de 3GHz. Canal d’émission f (Hz) f (Hz) A (dB)
  • 68. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 68/77 Ci-dessous un exemple visualisé à l’analyseur de spectre : Les mesures suivantes ne sont pas les mêmes pour chaque standard car elles sont effectuées avec un démodulateur spécifique. Mesure en DVBT : - La réponse amplitude fréquence. C’est la mesure de la variation d’amplitude du signal dans tout le canal. La bande doit être la plus plate possible. Voici la courbe d’une mesure d’erreur amplitude/fréquence et phase/fréquence pour un signal dont la largeur de canal vaut 8kHz contenant 6816 porteuses: La mesure révèle une réponse amplitude/fréquence de 0,20 dB. Pour une valeur typique devant être inférieure à 0,50 dB. Harmonique 2 Harmonique 3 Fondamentale f (Hz) A (dB)
  • 69. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 69/77 La mesure d’erreur phase/fréquence est la réponse de la phase par rapport à la fréquence du signal. - Le taux d’erreur (BER = Bit Error Rate) : le démodulateur calcul le nombre de bit reçu correcte à plusieurs étapes de décodage par rapport au nombre de bit émis. En temps normal il ne doit y avoir aucune erreur de bit. - Le MER (Modulation Error Rate) : ce taux est obtenu en calculant le rapport entre la valeur de la puissance du vecteur d’erreur (décrivant la position réelle de chaque point par rapport à sa position théorique) et la puissance des vecteurs des symboles idéaux. Ci-dessous l’exemple en image : Représentation graphique pour une 16 QAM : Cette mesure est calculé en dB elle provient de la relation suivante en faisant la somme des carrés des amplitudes des vecteurs symboles idéaux qui est divisée par la somme des carrés des amplitudes des vecteurs symboles d’erreurs : Avec : I et Q désignant le vecteur idéal ; δI et δQ désignant le vecteur d’erreur.
  • 70. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 70/77 2.4) Organisation des différents types d’émetteurs L’intégration des différents modules a été préalablement définie par Thomson afin de respecter une norme de qualité et de rigueur. Les amplificateurs génèrent tous la même puissance : 250W (sauf pour le 125W, dérivé du 250W qui permet d’obtenir un émetteur 100W RMS sortie filtre RF). La gamme Elite 100 a été crée afin de pouvoir être montée en baie, elle permet d’avoir des émetteurs qui génèrent une puissance de 1,2 kW, comme on peut le voir ci-dessous. Organisation en SD ou Single Drive (1 seul Sirius) Représentation de baie Elite100 en mode Simple Drive.
  • 71. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 71/77 Les émetteurs ci-dessus sont tous en SD (Simple Drive), ce qui signifie qu’il possède un seul exciter (émetteur de base) et les amplificateurs associés. L’inconvénient de ce type de montage est que si l’exciter (le Sirius) ou bien un amplificateur tombe en panne, la baie ne pourra fonctionner correctement, le signal de sortie RF en sera plus émis. Il existe deux autres types de montage d’émetteur possible, le DD (Double Drive), et le PR (Passif Réserve) : Organisation en DD ou Double Drive (2 seul sirius) Représentation de baie Elite100 en mode Double Drive.
  • 72. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 72/77 Dans ce cas nous avons des émetteurs en Double Drive, ce qui signifie que si un Sirius tombe en panne, un deuxième prend automatiquement le relais via un commutateur se situant dans le caisson de gestion et les indicateurs de panne seront transmis à distance. Organisation en PR ou Passive Reserve Représentation de baie Elite100 en mode Passif Réserve. Dans ce cas nous avons des émetteurs en Passif Réserve (PR), ce qui signifie que si un Sirius tombe en panne ou une chaine d’amplificateurs, un deuxième émetteur prend le relais via un commutateur de moyenne ou grosse puissance se situant à l’intérieur de la baie. Le choix du type d’équipement appartient au(x) client(s), notre but est de respecter sa demande, son cahier des charges et d’obtenir sa satisfaction.
  • 73. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 73/77 2.5) Avantage de l’émission numérique L’émission numérique comporte un certain nombre d’avantages sur l’émission analogique : - Le signal émit étant numérique nous obtenons une image parfaite sur le récepteur. - Il suffit d’une journée pour monter et régler un émetteur numérique, au lieu d’une semaine pour l’analogique. - Il est possible de piloter et d’ajuster les réglages de l’émetteur à distance, via internet. - A puissance similaire un émetteur numérique émettra plus loin. - Nous pouvons envoyer jusqu'à 6 programmes en même temps sur un même canal donc sur un même émetteur grâce au multiplexage numérique. D’où un gain important en économie d’énergie. D’un point de vue écologique et financier cette nouvelle gamme d’émetteur est une révolution.
  • 74. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 74/77 5) Conclusion 5.1) Conclusion Ma formation dans l’entreprise Thomson Broadcast & Multimédia qui m’a accueilli afin d’effectuer ma deuxième année de DUT Génie Electrique et Informatique Industrielle est pour moi une expérience riche et intéressante aussi bien sur le point professionnel que personnel. Thomson Broadcast & Multimédia est une grande entreprise. Les employés, en général, ont une activité bien spécifique ; mais en tant que « monteur intégrateur », je suis obligé d’être en continuel contact avec tous les services qui s’occupent des différentes parties de l’émetteur. Ce qui m’a permit d’acquérir assez rapidement une certaine polyvalence et autonomie. Sur le plan professionnel, l’entreprise m’a permis d’avoir une meilleure analyse, de mieux appréhender les problèmes et d’avoir un nouveau regard sur le monde du travail et du fonctionnement d’une entreprise. Cela m’a permis de faire un lien direct entre la théorie que l’on étudie à l’université et la pratique dans l’entreprise. J’ai donc eu un aspect de ce que pouvait être les évolutions possibles dans le milieu industriel. Sur le plan personnel, l’entreprise m’a apporté un meilleur relationnel, une plus grande sociabilité, appris à m’organiser et gérer les priorités, lorsque celles- ci se font plus ou moins importantes. Cette expérience au sein de Thomson GV m’a permis de prendre mes responsabilités et de mûrir. Cette année passée en plateforme m’a donnée envie de continuer mes études avec eux, chose faite puisque je travaillerai pour Thomson GV dans le secteur recherche et développement pendant 3 ans.
  • 75. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 75/77 5.2) bibliographie L’entreprise possède son propre serveur : l’intracast, sur lequel j’ai trouvé la plus grande partie de mes recherches.  L’intracast : serveur de l’entreprise Thomson Broadcast & Multimédia  Moteur de recherche : www.altavista.com  Moteur de recherche : www.google.com  Site de Thomson image & beyond : www.thomson.net/FR/home
  • 76. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 76/77 Glossaire ASI : Asynchronous Serial Interface = Interface Serial asynchrone. Les bits sont envoyés en séries et il n’y a pas de synchronisation entre l’émetteur et le récepteur. C’est un signal variant entre 0 mV et 700 mV. CAG : Contrôle Automatique de Gain. C’est un système d’asservissement du niveau de sortie des amplificateurs. DVB-H : Digital Video Broadcasting – Handheld. C’est un dérivé du DVB-T qui est adapté aux réceptions mobile. FICS : Fully Isolated Coopling System = système de couplage complètement isolé qui utilise le principe du coupleur 3dB. FLO : Forward Link Only = émission uniquement dans un sens. Equivalent du DVB-H au Etats-Unis. FPGA : Field-Programmable Gate Array = réseau de portes (logiques) programmables embarquées. Se programme en VHDL (Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language). MPEG : Moving Picture Experts Group. Groupe de travail chargé du développement de normes internationales pour la compression, la décompression, le traitement et le codage de la vidéo, de l'audio. MPEG-2 : Standard couvrant le codage de l'audio et la vidéo, ainsi que leur transport pour la télévision numérique : télévision numérique par satellite, télévision numérique par câble, télévision numérique terrestre, et (avec quelques restrictions) pour les vidéo-disques DVD ou SVCD. C'est notamment le format utilisé jusqu'à présent pour la TV sur ADSL. Les débits habituels sont de 2 à 6 Mbit/s pour la résolution standard (SD), et de 15 à 20 Mbit/s pour la haute résolution (HD). MPEG-4 : Norme comblant le vide des bas débits (jusqu'à 2 Mbit/s) pour lesquels MPEG-2 n'avait pas été développé. PLL : Phase Loop Locked = boucle à verrouillage de phase. QAM : Quadrature Amplitude Modulation = modulation d’amplitude et de phase.
  • 77. Bruno BARTOLI Rapport d’activité Septembre 2008 77/77 OCXO : Oven Controlled X-tal Oscillator = oscillateur à quartz thermostaté. OFDM : Orthogonal frequency-division multiplexing. C’est une modulation de signaux numériques par répartition en fréquences orthogonales. ROS : Rapport d’ondes stationnaire. Dans une ligne de transmission coexistent une onde incidente (directe), d’amplitude Vi et une onde réfléchie, d’amplitude Vr. Le ROS est défini comme étant le rapport des extremums : SFN : Single Frenquency Network = une seule fréquence d’émission sur tout le réseau. Ce mode de fonctionnement a été mis en place pour remédier au problème du MFN (Multi Frequency Network). MFN : un réseau recouvrant une zone géographique importante est constitué de plusieurs émetteurs dont le signal doit être identique. L’onde se propage en arc de cercle il se créera donc des zone où deux signaux se superposeront. Pour résoudre le problème on utilise des fréquences d’émission différentes. Afin de ne pas encombrer les bandes de fréquences utilisées, on utilise le SFN qui permet de n’utiliser qu’une seule fréquence sur un même réseau en synchronisant tous les émetteurs.