Software Defined Radio - SDR - F6AZZ

1. F6AZZ 12 Octobre 2007
SDR : Software Defined Radio
Rupture ou continuité ?
Première Partie
F6AZZ

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. 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. F6AZZ 12 Octobre 2007
SDR : Mais qu’est-ce c’est ?
Quel intérêt ?
SDR, DRM ? Différence

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. F6AZZ 12 Octobre 2007
SoftRock-40 V.4

7. F6AZZ 12 Octobre 2007
SoftRock-40 V.5

8. F6AZZ 12 Octobre 2007
SoftRock-40 V.6

9. F6AZZ 12 Octobre 2007
Récepteur DRM Elektor Mars 2004

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. F6AZZ 12 Octobre 2007
Les récepteurs :
à changement de fréquence,
à conversion directe ou FI Zéro

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. F6AZZ 12 Octobre 2007
Récepteur Superhétérodyne

14. F6AZZ 12 Octobre 2007
Emetteur-récepteur CW Toucan (40, 30 ou 20m)...
Mégahertz Avril 2003
://f5ad.free.fr/

15. F6AZZ 12 Octobre 2007
Récepteur le plus simple, le moins cher :
Débutants, QRP
Le récepteur à conversion directe ou FI Zéro

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. F6AZZ 12 Octobre 2007
Récepteur simple pour débutants...
Mégahertz Mars 1999

18. F6AZZ 12 Octobre 2007
Récepteur simple BLU-CW 80, 40 et 20 mètres...
Mégahertz Décembre 2001

19. F6AZZ 12 Octobre 2007
SDR : Nouvelle structure du Récepteur
Nouveaux circuits :
Echantillonneur, Détecteur de Tayloe

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. F6AZZ 12 Octobre 2007
Rappel : Impédance Z = R + j X
Avec X = j L ω ou/et - j/ C
ω

22. F6AZZ 12 Octobre 2007
Mesure de l’Amplitude et de la Phase :
Le Plan I & Q, le Phaseur

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. F6AZZ 12 Octobre 2007
Une SDR sans ordinateur ? !!!

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. 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. F6AZZ 12 Octobre 2007
Echantillonage du signal

28. F6AZZ 12 Octobre 2007
Vous prendrez bien une tranche de spectre ?

29. F6AZZ 12 Octobre 2007
Tout se passe ensuite en BF ! :
Selon la carte son :
48 KHz
96 KHz
192 KHz

30. F6AZZ 12 Octobre 2007

31. F6AZZ 12 Octobre 2007
Elektor Mai 2007

32. F6AZZ 12 Octobre 2007
Elektor Mai 2007

33. F6AZZ 12 Octobre 2007
Elektor Mai 2007

34. F6AZZ 12 Octobre 2007
SoftRock-40 V.4

35. F6AZZ 12 Octobre 2007

36. F6AZZ 12 Octobre 2007

37. F6AZZ 12 Octobre 2007

38. F6AZZ 12 Octobre 2007
Les Logiciels :
Conversion AD/DA
Filtrage (FFT)
Pilotage RX, TRX
Affichage
Analyseur de spectre

39. F6AZZ 12 Octobre 2007
Une SDR sans ordinateur ? !!!

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. 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. F6AZZ 12 Octobre 2007
Récepteur R2 Prévisions pour un récepteur du futur
KK7B QST Janvier 1993

43. F6AZZ 12 Octobre 2007
Récepteur R2
KK7B QST Janvier 1993

44. F6AZZ 12 Octobre 2007
9A2HL experimenting with his Tayloe receiver
The Polyphase network on perfoboard
45 x 60mm

45. F6AZZ 12 Octobre 2007

46. F6AZZ 12 Octobre 2007
OH7SV / PA0RWE

47. F6AZZ 12 Octobre 2007
Quelques exemples de réalisation de
récepteurs :
amateurs, commerciaux et professionnels

48. F6AZZ 12 Octobre 2007
Récepteur SDR 1000

49. F6AZZ 12 Octobre 2007
Récepteur SDR 1000

50. F6AZZ 12 Octobre 2007
20 m Antenna, Reflection mode

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. F6AZZ 12 Octobre 2007

53. F6AZZ 12 Octobre 2007
SDR-14 Software Defined Receiver
& Spectrum Analyzer
SDR-IQ™ Software Defined Receiver and Panoramic Adapter

54. F6AZZ 12 Octobre 2007
PERSEUS - High Performance SDR Receiver for VLF-LF-HF

55. F6AZZ 12 Octobre 2007

56. F6AZZ 12 Octobre 2007
FireFly Transceiver by Dan Tayloe, N7VE
Hendricks QRP Kits Surface Mount Board

57. F6AZZ 12 Octobre 2007
FireFly Transceiver by Dan Tayloe, N7VE
Hendricks QRP Kits Through Hole Board

58. F6AZZ 12 Octobre 2007
SDR projects built by author Tasa YU1LM/QRP

59. F6AZZ 12 Octobre 2007
Soft66DB JA7TDO

60. F6AZZ 12 Octobre 2007
SoftRock v.6.1 - IF module for the Elecraft K2

61. F6AZZ 12 Octobre 2007
Attention FDM 77 : ça a la couleur …..
1750 €
www.wimo.de

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. F6AZZ 12 Octobre 2007
Elektor Septembre 2007
Récepteur Ultra-sons / Chauve-Souris