Software Defined Radio - SDR

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Software Defined Radio - SDR - F6AZZ

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Software Defined Radio - SDR

  1. 1. F6AZZ 12 Octobre 2007 SDR : Software Defined Radio Rupture ou continuité ? Première Partie F6AZZ
  2. 2. F6AZZ 12 Octobre 2007 - SDR : Mais qu’est-ce c’est ? Quel intérêt ? SDR, DRM ? Différence - Les récepteurs à conversion directe ou FI Zéro, Les RX à changement de fréquence - SDR : Nouvelle structure de Récepteur, Nouveaux circuits : Echantillonneur, Détecteur de Tayloe - Une SDR sans ordinateur ?!!! - Quelques exemples de réalisation de récepteurs OM, commerciaux et professionnels - Conclusions SOMMAIRE
  3. 3. F6AZZ 12 Octobre 2007 La SDR : Software Defined Radio ou Radio logicielle CMS, Circuits Intégrés exotiques, Ordinateur, logiciels …. C’est tout nouveau !!!! ? Peut-être pas autant qu’on le croit …. Encore une activité de plus, pourquoi en ferais-je ? J’en ai bien assez avec mon trafic, l’ATV, l’APRS, le Packet, etc…
  4. 4. F6AZZ 12 Octobre 2007 SDR : Mais qu’est-ce c’est ? Quel intérêt ? SDR, DRM ? Différence
  5. 5. F6AZZ 12 Octobre 2007 Radio logicielle http://fr.wikipedia.org/wiki/Radio_logicielle En anglais : Software Radio ou Software Defined Radio (SDR). On entend par radio logicielle, une radio définie principalement par logiciel et dans une moindre mesure par le matériel. Les radios logicielles sont par exemple utilisées dans les réseaux radio mobiles (GSM, UMTS, ...) au niveau des stations de base (BTS : Base Transceiver Stations). Elles présentent les avantages suivants : - possibilité d'émettre (et de recevoir) des signaux simultanément dans plusieurs canaux, à l'aide d'un unique émetteur/récepteur - performances accrues en réception par rapport à des technologies radio traditionnelles - possibilité de mettre à jour logiciellement les BTS pour supporter de nouvelles modulations (exemple : migration de la norme GSM à la norme EDGE)
  6. 6. F6AZZ 12 Octobre 2007 SoftRock-40 V.4
  7. 7. F6AZZ 12 Octobre 2007 SoftRock-40 V.5
  8. 8. F6AZZ 12 Octobre 2007 SoftRock-40 V.6
  9. 9. F6AZZ 12 Octobre 2007 Récepteur DRM Elektor Mars 2004
  10. 10. F6AZZ 12 Octobre 2007 SDR : Software Defined Radio, Radio logicielle Modulations analogiques et numériques Nouvelle structure du récepteur DRM : Digital Radio Mondiale Modulation Numérique multi porteuses Récepteur “classique”
  11. 11. F6AZZ 12 Octobre 2007 Les récepteurs : à changement de fréquence, à conversion directe ou FI Zéro
  12. 12. F6AZZ 12 Octobre 2007 Récepteur Superhétérodyne Mélange infradyne ou supradyne : OL Station AFréquence Image FA – FOL = FI FOL – FImage = FI FI Fréquence Intermédiaire – IF Intermediate Frequency FIFI OL : Oscillateur local
  13. 13. F6AZZ 12 Octobre 2007 Récepteur Superhétérodyne
  14. 14. F6AZZ 12 Octobre 2007 Emetteur-récepteur CW Toucan (40, 30 ou 20m)... Mégahertz Avril 2003 ://f5ad.free.fr/
  15. 15. F6AZZ 12 Octobre 2007 Récepteur le plus simple, le moins cher : Débutants, QRP Le récepteur à conversion directe ou FI Zéro
  16. 16. F6AZZ 12 Octobre 2007 Le récepteur à conversion directe ou FI Zéro Défaut majeur : Pas de suppression de la Fréquence Image FI FIFI 14,101 MHz – 14,100 MHz = + 1 KHz 14,099 MHz – 14,100 MHz = - 1 KHz Fréquence Négative ? !!!
  17. 17. F6AZZ 12 Octobre 2007 Récepteur simple pour débutants... Mégahertz Mars 1999
  18. 18. F6AZZ 12 Octobre 2007 Récepteur simple BLU-CW 80, 40 et 20 mètres... Mégahertz Décembre 2001
  19. 19. F6AZZ 12 Octobre 2007 SDR : Nouvelle structure du Récepteur Nouveaux circuits : Echantillonneur, Détecteur de Tayloe
  20. 20. F6AZZ 12 Octobre 2007 Mesure de l’Amplitude et de la Phase : Le Plan I & Q, le Phaseur (Phasor) - Démodulation Amplitude : ex AM, SSB Analogie Réception « Mono » : UNE information : l’AMPLITUDE - Démodulation tout type : AMPLITUDE et PHASE Analogie Réception « Stéréo » : DEUX informations Exemple : Phase, QAM Analogie : Stéréophonie, jumelle stéréoscopique
  21. 21. F6AZZ 12 Octobre 2007 Rappel : Impédance Z = R + j X Avec X = j L ω ou/et - j/ C ω
  22. 22. F6AZZ 12 Octobre 2007 Mesure de l’Amplitude et de la Phase : Le Plan I & Q, le Phaseur
  23. 23. F6AZZ 12 Octobre 2007 These pictures were taken using a SoftRock V5, with a 14.060 MHz crystal. This trace is of the IQ Audio output when the antenna input is driven with a -21 dBm 14.065 MHz input. KD5TFD
  24. 24. F6AZZ 12 Octobre 2007 Une SDR sans ordinateur ? !!!
  25. 25. F6AZZ 12 Octobre 2007 Quadrature phase-shift keying (QPSK) Binary phase-shift keying (BPSK) π / 4–QPSKπ / 4–QPSK π / 4–QPSK8–QPSK 16-QAM Quadrature amplitude modulations (QAM) 8-QAM 16-QAM Quelques exemples de modulations numériques
  26. 26. F6AZZ 12 Octobre 2007 Un nouveau circuit : Le détecteur de Tayloe Tayloe detector : The switch rotates at the carrier frequency so that each capacitor samples the signal once each revolution. The 0° and 180° capacitors differentially sum to provide the in-phase (I) signal and the 90° and 270° capacitors sum to provide the quadrature (Q) signal.
  27. 27. F6AZZ 12 Octobre 2007 Echantillonage du signal
  28. 28. F6AZZ 12 Octobre 2007 Vous prendrez bien une tranche de spectre ?
  29. 29. F6AZZ 12 Octobre 2007 Tout se passe ensuite en BF ! : Selon la carte son : 48 KHz 96 KHz 192 KHz
  30. 30. F6AZZ 12 Octobre 2007
  31. 31. F6AZZ 12 Octobre 2007 Elektor Mai 2007
  32. 32. F6AZZ 12 Octobre 2007 Elektor Mai 2007
  33. 33. F6AZZ 12 Octobre 2007 Elektor Mai 2007
  34. 34. F6AZZ 12 Octobre 2007 SoftRock-40 V.4
  35. 35. F6AZZ 12 Octobre 2007
  36. 36. F6AZZ 12 Octobre 2007
  37. 37. F6AZZ 12 Octobre 2007
  38. 38. F6AZZ 12 Octobre 2007 Les Logiciels : Conversion AD/DA Filtrage (FFT) Pilotage RX, TRX Affichage Analyseur de spectre
  39. 39. F6AZZ 12 Octobre 2007 Une SDR sans ordinateur ? !!!
  40. 40. F6AZZ 12 Octobre 2007 NC2030 Receiver Specs • MDS (3db S+N/N) : -135 dbm (0.1 uV) • Receiver Bandwidth (-6db) : 350-800 Hz • IP3 DR: 93db (2KHz), 105 db (5 KHz), 109 db (10 KHz) • BDR: 119db (2 KHz), 128.5db (5 KHz), 139db (10 KHz), 142db (20 KHz) • Image rejection : ~ >45 db over the band • Receiver current drain : ~11 ma at 12v
  41. 41. F6AZZ 12 Octobre 2007 NC2030 at 5 KHz is 13 db better than the best. NC2030 at 2 KHz is still better than all the rest at 5 KHz. Not a true apple-to-apples comparison since NC2030 is at full sensitivity while other rigs have pre-amps off
  42. 42. F6AZZ 12 Octobre 2007 Récepteur R2 Prévisions pour un récepteur du futur KK7B QST Janvier 1993
  43. 43. F6AZZ 12 Octobre 2007 Récepteur R2 KK7B QST Janvier 1993
  44. 44. F6AZZ 12 Octobre 2007 9A2HL experimenting with his Tayloe receiver The Polyphase network on perfoboard 45 x 60mm
  45. 45. F6AZZ 12 Octobre 2007
  46. 46. F6AZZ 12 Octobre 2007 OH7SV / PA0RWE
  47. 47. F6AZZ 12 Octobre 2007 Quelques exemples de réalisation de récepteurs : amateurs, commerciaux et professionnels
  48. 48. F6AZZ 12 Octobre 2007 Récepteur SDR 1000
  49. 49. F6AZZ 12 Octobre 2007 Récepteur SDR 1000
  50. 50. F6AZZ 12 Octobre 2007 20 m Antenna, Reflection mode
  51. 51. F6AZZ 12 Octobre 2007 Report of the ARRL Software Defined Radio Working Group DOC #23B This year saw real improvement. Flex modified the front-end only slightly, by changing one active device and a few capacitors and resistors and made the SDR-1000 receiver one of the best in the world. Flex has measured the front-end performance at >30 dBm IP3 without the preamp and >20 dBm IP3 with the preamp. They also measured the best 2 Khz dynamic range of ANY receiver in comparison with the receivers listed on the well-known Sherwood Engineering web page comparisons.
  52. 52. F6AZZ 12 Octobre 2007
  53. 53. F6AZZ 12 Octobre 2007 SDR-14 Software Defined Receiver & Spectrum Analyzer SDR-IQ™ Software Defined Receiver and Panoramic Adapter
  54. 54. F6AZZ 12 Octobre 2007 PERSEUS - High Performance SDR Receiver for VLF-LF-HF
  55. 55. F6AZZ 12 Octobre 2007
  56. 56. F6AZZ 12 Octobre 2007 FireFly Transceiver by Dan Tayloe, N7VE Hendricks QRP Kits Surface Mount Board
  57. 57. F6AZZ 12 Octobre 2007 FireFly Transceiver by Dan Tayloe, N7VE Hendricks QRP Kits Through Hole Board
  58. 58. F6AZZ 12 Octobre 2007 SDR projects built by author Tasa YU1LM/QRP
  59. 59. F6AZZ 12 Octobre 2007 Soft66DB JA7TDO
  60. 60. F6AZZ 12 Octobre 2007 SoftRock v.6.1 - IF module for the Elecraft K2
  61. 61. F6AZZ 12 Octobre 2007 Attention FDM 77 : ça a la couleur ….. 1750 € www.wimo.de
  62. 62. F6AZZ 12 Octobre 2007 CONCLUSIONS Du 137 KHz à l’EME ….! « So Many Interests... So Little Money ... » La SDR un pont entre : le QRP, les techniques numériques (PSK, TNT, DATV etc.) Une réception simple et des performances élevées Un peu de HF, beaucoup de BF, de l’informatique. La possibilité d’expérimenter comme au début de la radio Un retour aux circuits de base tout en utilisant les circuits les plus récents
  63. 63. F6AZZ 12 Octobre 2007 Elektor Septembre 2007 Récepteur Ultra-sons / Chauve-Souris

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