Système, Sofware, les S de SDR

Le choix suivant concerne le noyau à adopter. Coupons court au suspens, ce sera Windows, les raisons sont multiples.

En premier lieu, c’est l’environnement pour lequel a été développé le plus grand nombre de logiciels clients pour SDR. Les outils natifs sous OS/X se comptent sur les doigts d’une main en étant optimiste, et les applications sous Linux généralement conçues pour piloter des radios logicielles de type “I/Q audio” ou utilisant un port USB. A moins de s’engager dans un développement GRC sous GNU Radio –la plateforme utilisée n’est pas franchement adaptée à ce genre de sport- ou souhaiter installer un serveur GHPSDR3-Alex, il n’existe quasiment pas, Linrad mis à part, de client compatible Ethernet/protocole Metis.

Sous W10, en revanche, on peut utiliser

  • GRC (avec des fortunes diverses)
  • OpenHPSDR
  • KissConsole
  • HDSSDR
  • CuSDR
  • SDR#
  • QtRadio
  • SparkSDR
  • Quisk + wxPython
  • Hermes VNA
  • HamVNA …

Outre cette richesse potentielle de logiciels clients, Windows est également la plateforme de prédilection des outils de modulation. le nombre de Codec et modem en environnement Microsoft ne se comptent plus : FreeDV, FlDigi, MultiPSK, JT65  et ses multiples avatars, DSD ou les avalanches de décodeurs SSTV, RTTTY, PSK31…Lire à ce sujet la rapide présentation de FreeDV.

Windows est lourd ? les logiciels tels qu’OpenHPSDR le sont tout autant. Le choix d’une carte à base de processeur Intel n’est pas un hasard. Courant juillet 2017, une “UP Squared” nouvelle génération –quad core pentium 2,5 GHz 8 Go/128 Go flash- fera sauter les dernières limitations de ressources des SOC actuels.

Car il faut bien avouer que l’actuelle configuration est “limite utilisation” avec OpenHPSDR (Atom x5-Z8350 ,32Go eMMC, 2Go RAM). Elle fonctionne en revanche très bien avec Spark, KissConsole, QtRadio et autres clients légers, supporte sans broncher Virtual Cable et… boote en 9 secondes. Ajoutons que ces cartes sont équipées d’au moins un port USB 3.0, nécessaire pour pouvoir jouer avec des récepteurs genre AirSpy ou des transceivers tel que HackRF

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L’installation de Windows, des pilotes spécifiques Up Board et des applications ne nécessitent pas d’explication particulière. Tout au plus faut-il préciser de configurer le système en donnant la priorité aux applications, en désactivant le plus possible des “gadgets” graphiques inutiles et les services non essentiels, notamment “expérience client” ou “indexation”. Si la machine n’est appelée qu’à jouer le rôle de station radio, les services serveur peuvent également être immolés. Dans l’absolu, plutôt qu’un noyau Station, il serait préférable d’’utiliser une version Serveur de Windows, plus sobre et plus facile à configurer –et fort heureusement sans Cortana !)

Après une petite heure de gymnastique et d’échanges de clefs USB, le transceiver est opérationnel. Ci-dessus, le Compaq “rétrofité”, et relié à un Hermes Lite (version 1.0) affichant un spectre de plus de 300 kHz “plein écran”.

ET hop, prochaine étape,  retrofit du clavier et ajout d’un Airspy. Il faudra attendre quelques expéditions de Cipango, notamment un hub USB et un switch Ethernet Gigabit, lesquels seront intégrés, toujours dans ce même boitier. Le week-end sera mécanique.

Alimentation générale, ouverte à toutes heures

Beaucoup de méca et de sertissage de prise, de tergiversations sur les connecteurs à employer, les tensions nécessaires et méthodes de régulation futures prévue… mais promis, le Compaq prend vie à la fin de ce chapitre.

Pour l’heure, les alimentations seront “à découpage”, “open frame” et indépendantes selon la nature de l’élément alimenté

  • Un bloc 5V 4 Ampères pour alimenter le SOC Up board et l’écran TFT
  • Un bloc 8V 2 ou 4 ampères destiné au SDR lui-même. Ce 8 V précèdera un régulateur série qui fera retomber la tension à 5V en éliminant au passage les bruits de hachage. Technique switch/linear
  • Un bloc 13V 5 ampères pour fournir l’énergie nécessaire à l’ampli de puissance 20W. La régulation est moins critique sur les sections de “gros bourrin”, mais une attention particulière doit être apportée à la réjection en mode commun, car HF et découpage font parfois très mauvais ménage. Une alimentation qui perd les pédales, et on a vite fait  de se retrouver avec 100V en sortie… le temps –toujours trop long- que les sécurité se déclenchent.

Tous ces modules open frame sont blindé et intégrés dans le boitier de l’ancienne ailmentation. Seul le bloc 5V est installé ce jour, afin de vérifier le bon fonctionnement de l’écran et du SOC.

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L’alimentation est tellement petite qu’elle peut tenir verticalement dans le capotage d’origine.

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une plaque de polycarbonate est découpée pour servir de support aux deux autres alimentation 8 et 13 V. Compte tenu du volume d’une “5Ampères”, il serait tout à fait possible d’y loger également la carte “ordinateur”. Solution abandonnée car posant de gros problèmes de routage de câbles (notamment 1 ethernet, 1 HDMI, 5 USB)

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Un imposant filtre secteur occupe près de 10% du volume “énergies”… indispensable lorsque l’on joue avec des hautes fréquences.

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le bloc alimentation est à nouveau glissé dans le boitier principal du Compaq… quelques soudures sauvages sur l’alimentation, branchement du SOC 5V et HDMI…

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… et le bios UEFI s’affiche sur un écran couleur HD… le précédent afficheur offrait une définition phénoménale de 640×400 en émulation CGA (16 niveaux de gris) (pardon, d’orange).

Les prochaines étapes prendront un peu plus de temps :

  • Retrofit du clavier aux normes USB (inconnues à l’époque). Il est impossible d’utiliser un autre clavier pour deux raisons : sa frappe est très agréable, et il sert à protéger l’écran en position de transport… coque “custom design”
  • Ajout d’un swiitch Ethernet
  • Ajout d’un hub  USB 4 ports pour les périphériques extérieurs (clavier, souris, console DJ de pilotage du SDR).
  • Intégration d’une unité de stockage (SSD ou carte flash)
  • Intégration d’un Airspy en attendant la disponibilité des cartes Hermes Lite V2.0
  • fixation mécanique de l’amplificateur linéaire 20W
  • Ajout des deux dernières alimentation, fixation du bloc de régulation série

Cela faisait plus de 15 ans qu’un antique Compaq386 portable, dit “lunchbox” ou “machine à coudre”, trainait dans les combles de la maison, servant de refuge tantôt aux souris, tantôt aux nids de guêpes. Triste fin pour une des machines “pro” les plus puissantes de son époque, et surtout construite avec un sérieux et une débauche de moyen sans rapport avec ce que l’on retrouve sur les Compaq/HP contemporains.

L’utiliser pour un “retrofit” à base de Raspberry “mediacenter & retrogaming” ? pas assez overkill. En revanche,le transformer en “Autonomic Software Defined Radio” à base de Hermes Lite 2.0 l’aventure était tentante. Ce sera donc un émetteur-récepteur multimodes, capable d’être utilisée en fixe ou en station portable en situation d’urgence, offrant autant de possibilités en termes de transmissions (analogique ou numérique voix/données) que n’importe quel appareil tactique (et non, ne comptez pas sur moi pour le bomber avec des couleurs “camo”)

Car mécaniquement, le Compaq “machine à coudre” à des arguments

  • – Ecran 10,1 pouces (tiens donc, le facteur de forme des tablettes), facilement démontable, éventuellement tactile dans un second temps
  • – Boîtier d’une solidité à toute épreuve en plastique chargé verre –des années de reportage, une bonne trentaine de tours du monde, des voyages en soute et des tests parfois limite destructifs
  • Blindé comme une coquette bâtisse de la ligne Maginot : les risques de “spurious” entre la partie numérique et radio seront limités le plus possibles
  • offrant quasiment une contenance interne de 8 litres, idéal pour y loger un SOC, un SDR et un amplificateur linéaire de 20W
  • intégrant en un seul bloc écran escamotable, clavier –un véritable clavier, pas un élevage de limaces pour adeptes de la frappe-gendarme- et unité centrale
  • Et surtout, machine possédant encore son fameux “boitier-d’extension-externe-pour-cartes-longues-format-ISA” qui, débarrassé de son fond de panier, fera un excellent bloc d’alimentation sur batteries au plomb gélifié de 12V/7Ah. C’est que ça consomme, un ampli de 20 W…

Passons les détails : élimination de la carte mère, pulvérisation de l’électronique de l’alimentation –n’est conservé que son boîtier en alu, le ventilateur et un filtre secteur monstrueux-, atomisation du lecteur de disquettes 5,25 pouces et d’un disque dur MFM que même les moins de 30 ans ne peuvent pas connaître, et affichagectomie d’une dalle plasma norme Hercules en 800×600, fierté de son époque et vendue au prix du platine en lingot.

Modification de l’écran

 

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Tout de même, 35 mm d’espace entre le fond du boitier et la protection de dalle. Largement de quoi loger un TFT de 10,1 pouces déniché sur eBay ainsi que la carte de pilotage. Peut-être même par la suite pourrais-je même y ajouter un “dongle” SDR genre Airspy avec ou sans upconverter.

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Les fixations de l’écran plasma d’origine sont utilisées pour maintenir une plaque de polycarbonate, laquelle supporte, d’un coté, la dalle TFT à grand renfort d’adhésif double face (les fabricants de tablettes ne font pas autrement) et de l’autre l’électronique de pilotage d’écran, maintenue par 4 entretoises filetées en 3 ISO. Une lumière de 6x60mm a été pratiquée pour que la nappe kapton sortant de l’afficheur puisse tomber dans l’axe du connecteur de la carte contrôleur.

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L’interface de commande de l’écran est vissée sur le bord supérieur du boitier… le plus difficile dans l’histoire étant de bien mesurer l’entre-axe de chaque bouton

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Après 3 jours de travail (dont deux passés à usiner plusieurs types de support avant de tomber sur la bonne plaque de plexi, la bonne position de l’interface, le bon câble hdmi etc- le TFT est positionné et prêt à être monté de façon permanente

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Le bloc CPU est prêt à recevoir l’écran, qui  est fixé par un cantilever associé à deux guides latéraux

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Et hop, retrofit de l’écran quasiment achevé. Il ne reste plus qu’à visser la façade…

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Prochaine étape, le retrofit du clavier, ancienne matrice au standard IBM PC AT “grosse prise DIN”

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Une fois l’écran rabattu et le clavier en position transport, la “machine à coudre est prête pour le voyage. (oui, la poignée est sympa)

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Prochain épisode : intégration de la partie “ordinateur-alimentations, hub USB, Switch Ethernet” dans le coffret de l’alimentation. Un SOC “UP board” et un ampli 0/30 MHz 20 W (ventilos et radiateur compris) ont été posés sur les blindages internes pour donner une idée du volume utile du boitier. Et ne n’ai pas encore parlé du boitier d’extension pour batteries !

Il existe, dans le domaine des communications de loisir, bon nombre de formes d’ondes propriétaires soumises à licence et généralement liées, pour pouvoir fonctionner, à des réseaux d’opérateurs. PMR, DPMR, D-Star, System Fusion ne sont que quelques uns de ces protocoles captifs

Les radioamateurs –qui ne souhaitent inféoder leurs communications ni aux services d’un TelCo ni à une quelconque autorité de certification autoproclamée- ont développé leur propre standard de modulation “voix numérique”, FreeDV. Et ce notamment grâce au talent de David Rowe VK5DGR, le soutiens d’un des pères de l’Open Source et de Debian Bruce Perens K6BP, aux encouragements de Phil Karn KA9Q (père du premier TCP/IP Open Source et CTO de Qualcomm), Brady O’Brien KC9TPA… et quelques dizaines d’autres bonnes volontés.

Sans entrer dans les détails techniques, FreeDV peut être considéré comme une “boite noire” intercalée entre le micro de l’émetteur et l’émetteur lui-même. Boite noire dont le rôle est de numériser la voix, et fournir un signal acceptable par la chaine d’émission, qu’elle soit en bande latérale unique ou en FM. Le correspondant, quant à lui, doit posséder un décodeur similaire fonctionnant en réception, et capable de traiter le signal pour reconstituer le message vocale de la station émettrice. Précisons au passage qu’il n’existe pas une seule forme d’onde FreeDV, mais une collection de types de modulation, exploitant des largeurs de bande variables, des taux d’échantillonnage également variables (de 700, 800, 1600 et 2400 bits/s), et adaptés tantôt à la SSB, tantôt à la modulation de fréquence bande étroite.

La cuisine logicielle

La réception d’un signal FreeDV ne demande pas énormément de moyens. Une clef RTL-SDR associée à un convertisseur “déca” –ou pas, car FreeDV se développe également dans la bande VHF-, un logiciel de décodage

 

FreeDV client

et un câble audio virtuel capable de “brancher” la sortie audio du logiciel de réception sur l’entrée du décodeur

vb cable config

…. reste à trouver une station émettant en mode numérique pour décoder le flux.

Ci-dessous, une réception en FreeDV 800XA sous Windows, avec une clef Airspy, un downconverter bricolé maison et le logiciel SDR-Sharp

success 800XA

Un examen attentif du spectre du signal facilite la reconnaissance du type de modulation adopté. Le décamétrique, est le royaume des émissions en FreeDV 700 B et C, 800 XA et 1600 b/s. Ci-après, respectivement, la réception d’une émission en 1600 bits par seconde –l’on voit clairement une densité d’information plus importante sur le spectre…..

success 1600

… et une communication en mode 700B, nettement moins surchargée.

success3 700B

A l’émission, la méthode de configuration est sensiblement identique –le signal du microphone est aiguillé vers le logiciel encodeur FreeDV, lequel envoie le signal numérisé vers l’’entrée “modulation numérique” du transceiver. Il faut avouer que l’opération est considérablement plus simple avec une radio logicielle telle qu’OpenHPSDR (ci-dessous) ou HDSDR.

La seule et principale difficulté est de ne pas confondre les canaux d’entrée et de sortie… le fil rouge sur la borne bleu, le fil noir sur la borne verte…. ou l’inverse.

config freedv tx annotate

La cuisine matérielle

Si l’on ne possède qu’un transceiver “old school”, il existe deux possibilités

– Soit l’on construit –ou l’on achète “tout fait” un boitier qui se branche sur les prises micro et sortie audio de l’émetteur-récepteur

sm1000e

Pour l’heure, un seul modèle est disponible, le SM1000 de Rowetel. Un modèle 2000 devrait sortir courant 2017. Le prix d’une telle extension gravite aux environs de 200 euros

– Soit l’on possède un ordinateur qui sera relié à l’émetteur… selon l’inspiration du moment. Par un câble entre l’entrée ligne de la machine et la sortie “digital audio” du TX-RX, ou bien via le connecteur USB qui délivre un signal I/Q –de plus en plus de XMTR sont ainsi équipés. L’on peut également modifier le transceiver avec une clef SDR (réception uniquement) ou un SDR “de fréquence intermédiaire” genre Softrock (émission-réception). Ces modules doivent être branchés sur la plus haute des F.I. afin de convertir les signaux analogiques reçus en signaux I/Q et lycée de Versailles. De cette modification l’on extrait des signaux I/Q récupérés soit via une liaison USB soit via des câbles audio branchés sur la carte “son” de l’ordinateur. Le reste de la chaine de traitement est purement logicielle, –HDSDR, PowerSDR, Rocky, SDR-Sharp, Quisk, GnuRadio, QTradio, Linrad, GQRX… on a l’embarras du choix, d’autant plus que les binaires FreeDV sont disponibles sous noyau Windows, Linux et OSX.

Principales ressources

FreeDV se télécharge (binaires, sources, spécifications) depuis le site FreeDV (http://freedv.org/tiki-index.php)

Les évolutions et informations relatives à de nouvelles intégrations –ainsi le 2400 b/s pour transmissions FM- sont diffusées généralement via le site de David Rowe (http://www.rowetel.com/)

La recherche d’un correspondant peut être grandement facilitée en utilisant le “qso finder”, un “cluster pour expérimentateurs” hébergé par K7VE (http://qso.freedv.org/)

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I gat the music in me…

Publié: 13 mars 2017 dans SDR

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PowerSDR mRX, aka “openhpsdr”, version “ouverte” de PowerSDR, possède depuis un peu moins d’un an une extension logicielle destinée à interfacer n’importe quel périphérique Midi avec les commandes CAT du logiciel. A l’origine de cette idée, un radioamateur Allemand,  Tobias, DH1TW, idée reprise par les développeurs du projet HPSDR. Désormais, le tableau de paramétrage établissant la correspondance des ordres Midi et CAT se trouve sous l’onglet Setup/CAT Control/Configure Midi

.. et précisément, le site de vente PàP “Le Bon Coin” regorge de consoles Midi pour Disk Jockey Hercules, dont les prix varient entre 10 et 40 euros. Ca ne fait pas cher au bouton  de contrôle. Les amateurs les plus exigeants peuvent brancher une table professionnelle… simple question de moyen

Seule ombre au tableau, le fastidieux travail qui consiste à imprimer et découper des étiquettes autocollantes (ici, un film vinyle Oracal réalisé à l’imprimante laser)… et de choisir la disposition la plus ergonomique selon les goûts de chacun.

Amplificateur 20W G6ALU sauce VK3PE

Publié: 26 février 2017 dans Picastar, SDR

Glenn VK3PE a travaillé sur une variante de l’ampli 20 W de G6ALU connu de tous les bricoleurs du monde décamétrique

http://www.radio-kits.co.uk/radio-related/20W_PA/index.htm

Le principal défaut de cet ampli réside dans le choix du tout premier transistor, quasiment introuvable de nos jours, et qui, de toute manière, n’apporte pas toujours le gain espéré. Glenn a donc décidé de remplacer ce transistor par un MMIC, simplifiant du coup les éventuels calculs d’impédance d’entrée de l’amplificateur.

Le reste est très classique. Le MMIC apporte 20 dB de gain selon l’hybride utilisé, le premier push-pull de RD6HHF1 ajoute 23 dB de gain, le second pushpull passe la seconde couche avec 20 ou 21 dB grâce à des RD16HHF1 –ou RD16HVF1 si l’on compte couvrir le 50 MHz. Les transformateurs de sortie utilisent des binoculaires plus petites que celles utilisées par G6ALU.

Au total, cet amplificateur présente donc un gain de 60 dB (63 dB moins 3 dB “consommés” par un atténuateur 3 dB de stabilisation d’impédance d’entrée). Il peut donc sortir entre 15 et 20 W à partir d’un signal d’environ –13 dBm , ce qui est très exactement ce qu’il faut pour attaquer le PA 150 G6ALU dérivé de la note d’application AN762 de Motorola, réalisation signée par le pape du transfo HF, Helge Grandberg K7ES.

Attention cependant : le gain total frisant les 60 dB, un signal de –13 dBm poussera l’ampli à sortir 47 dBm, soit 50 W… l’appel de courant transformera les transistors en grillade. Ne pas chercher à dépasser les 43 dBm, soit en diminuant l’excitation au niveau des réglages de la fréquence intermédiaire, soit en renforçant l’atténuateur d’entrée, soit en choisissant un mmic moins généreux de 4 ou 5 dB.

A noter que la valeur des composants du circuit de contre-réaction du second push-pulll ont été perdues dans le crash d’un disque dur… les plus prudents peuvent faire l’impasse et monter cette section en “version originale”.

Le schéma peut être téléchargé sur le site de Glenn à l’adresse http://www.carnut.info/6m_modified_G6ALU_PA/MODIFIED_g6alu_pa_SCH_experimental_.pdf

mécaniquement, le pcb, plus petit que celui de G6ALU, a une taille équivalente à celle d’un radiateur de processeur “slot A”

20W

une fois les trous de fixation repérés, alésés et taraudés, il est nécessaire de tailler des colonnettes d’appui en aluminium pour que les rappels de masse entre pcb et chassis soient le plus francs possible. 

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Attention, les entretoises situées sur les transistors sont moins longues d’environ 1,6 mm

 

Ampli final

le blindage en clinquant est ensuite soudé sur le bord du circuit imprimé, après avoir prévu les perçages des deux bypass (alimentation, bias) et des deux prises d’entrée-sortie. Après une soudure stakhanoviste des composants restants, il ne reste plus qu’à brancher et régler le bias.

Certains radiateurs de Pentium  sont équipés d’une sonde de température logée dans l’épaisseur de la semelle. Des ventilateurs 3 ou 4 cm de diamètre peuvent également être vissé directement sur le dissipateur. Mais a priori, cet amplificateur dissipe nettement moins de chaleur qu’un Pentium II, et cette précaution s’est avérée inutile dans mon cas.

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La dernière photo montre clairement les débords du pcb facilitant la fixation de l’ampli sur la face arrière d’un transceiver ou sur les rails internes du coffret.

 

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L’amplificateur G6ALU originel peut également être modifié pour que l’étage d’entrée soit remplacé par un MMIC

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Sur la gauche du circuit un pad de 3 dB de stabilisation d’impédance, au centre le MMIC, sur la droite le circuit de bias et sa self. Le pcb a été conçu pour que la sortie soit dans l’axe du primaire du second transfo (attaque du premier push-pull de RD6HHF1)

L’étage d’entrée de l’ampli G6ALU classique est supprimé, et remplacé par le “pcb MMIC”. Rappels de masse énergiques sur 4 points, suppression du premier transfo, modification du second conformément aux instructions de Glenn VK3PE

La chose est plus longue à décrire qu’à installer.

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Ci-dessous, en orange, le gain du G6ALU originel (avec un BF199 en transistor d’entrée, avant modification “MMIC”). En bleu, le gain de la version VK3PE. 6 à 8 dB d’écart entre les deux versions. La graduation 1 en abscisse correspond à une fréquence de 1 MHz, la graduation 10 à 30 MHz

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Les transfos de sortie du G6ALU “rouge” modifié par VK3PE ne permettent pas d’élargir la bande passante en utilisant les astuces de DK5LV. En revanche, le gain est très nettement amélioré et la réponse en fréquence un peu plus plate. Un changement de valeur de la capacité de compensation devrait redresser le niveau sur les bandes hautes, mais probablement au détriment des fréquences basses.

Angelia, beginning of a long journey

Publié: 20 février 2017 dans SDR

Today, February 20th, we have received a small batch of Angelia SDR board and the 10MHz buffer/switching module (small pcb on the lower right corner)

It’s an 8 layer board full of BGA’s, QFN, QFP, exotic and expensive components. More info on the Apache Labs web site https://apache-labs.com/al-products/1031/Angelia-Assembled–Tested.html

At first glance, it is obvious that the board we received is different from the commercial version shown on the Angelia page.

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The board itself is smaller than I thought, with an impressive density of devices. 6 boards, 6 happy hams, and a long and complex project. We’ll have to assemble the rig from component level (and make it run), design a new version of the Alexiares filter board, choose and build a medium to high power SSPA with all the “bells and whistle” you can imagine (protection and control for VSWR, overvoltage, overcurrent, input power limitation, power supply filtering, “pure signal” coupler etc)

The first phase will probably takes one year.

The tools we’ll have to use are definitely “overkill”. One could not solder BGA’s like simple SSOP, that’s the reason why the Electrolab is equiped with eavy-duty relow oven with a nice pick and place workstation.

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a thin deposit of solder compound is put on each solderpad with a stencil. Surface mount component are then placed one by one with the pick’n place station

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Temperature parameters are set and controled, following the different soaking and reflow phases

Most of the passive and “big” SOIC/SSOP/SOT23 ICs will be soldered with a good old soldering iron

filtre pour GS35b

Publié: 20 janvier 2017 dans Non classé

Sur une initiative de F1FLY, un petit filtre d’adaptation d’impédance pour un ampli à base de GS35b, tube russe capable de développer 1500 W mini avec une excitation de 100 W.

Ce filtre sert essentiellement à adapter l’impédance de sortie de l’émetteur-récepteur qui sert d’exciteur, et l’ampli dont l’impédance d’entrée semble assez sensible aux variations d’impédances

Le schéma ne présente strictement aucune originalité

filtre schema

Chaque filtre en PI est commuté par deux relais, eux mêmes commandés par une tension commutée de 5V. Un montage par commutation du commun, à l’aide d’un ULN2803 par exemple, aurait nécessité de router deux fils vers chaque relais : commun commuté et 5 V pour chaque bobine. Ce design est donc plus économique  en termes de pistes et ne coûte que quelques FET en plus coté carte de pilotage.

cuivre

Le “cuivre” du montage. Les puristes peuvent prévoir un blindage de séparation  entre l’entrée et la sortie (sur la surface inférieure) sans risquer de court-circuit

Chaque relais est sécurisé par une diode de roule libre, chaque fil de commande est terminé par une capa de 100 nano. Les composants sont de type CMS chaque fois que c’est possible. Les cellules en PI peuvent accepter soit des capas mica argenté, soit des condensateurs porcelaine genre ATC.

filtre 3D recto

La carte peut supporter  10 filtres en tout. Un léger espace, situé entre la cinquième et la sixième cellule permet de couper le pcb en deux parties égales et de les monter en “piggy back”, séparées par un léger blindage. Le sandwich pcb/blindage/pcb est maintenu par des entretoises de 3 mm ou moins. les liaisons entre cartes sont effectuées par du câble coaxial telflon/argent de 3mm. la commande des différents filtres, sur carte d’un seul tenant ou coupée, passe par un câble en nappe aboutissant sur une paire de connecteurs Molex série KK

Sur la partie droite de la carte, on remarque une résistance et une  self d’arret. C’est l’arrivée du circuit de mouillage destiné à diminuer le plus possible les résistances de contact des relais

filtre 3D verso

Coté verso, on voit l’emplacement des câbles coaxiaux d’entrée et sortie, selon les différentes configuration physiques souhaitées, ainsi que les diodes de roue libre, les condensateurs de découplage et les “grosses” capas CMS qui peuvent remplacer les “mica argenté” (céramique multicouche à Q élevé ou capas porcelaine, catalogue Rota Franco)

Hermes Lite by KF7O

Publié: 24 novembre 2016 dans Filter mobo, SDR

I never mentionned it on this blog or on the Electrolab’s Wiki, but some time ago, I built an Hermes Lite SDR. It’s a nice piece of hardware that Steve KF7O gave to the community. I said “gave”, because it’s a full open hardware, open software project.

This rig is a true DDC/DUC SDR, with a 12 bits/60 Megasamples ADC (an Analog Device AD9866 transceiver on a chip). It gaves me hours of fun, and could be used as a serious baseband bedrock for many extensions (transverters, power amps etc).

From a software point of view, this small and low cost SDR is fully compatible with the TAPR’s Hermes high-end system. It could be followed with any kind of Hermes client software, like OpenHPSDR GNUradio, GHPSDR3-Alex….

double réception hl deca

This is a snapshot of a dual RX config. of OpenHPSDR behind the Hermes Lite

The total cost of this system is around 100 to 150 $/€. The version I built (the one here described ) is allready deprecated, and will be soon replaced by a compact, monoboard 2.0 edition.

Anyhow, let’s take a short tour of this project

 

cote hermes

On top, the BeMicro SDK “usb key”, supporting the FPGA. The Hermes lite itself is the small green board located on the right of the BeMicro, followed by a simple output board (two transformers winded on binocular).

On the lower side, a bandpass filter (tcheb) originally designed for the Softrock Mobo 6.3 project. This bandpass filter is used in transmit mode only. Different receive tests show no difference between an “barefoot” Hermes Lite and a filtered one.

The bandwidth of each filter has been enlarged to lower insertion losses

Hermes Filter bw 1-8 to 24-3 MHZ

On the right of the case, a 10 W power amplivier (a TAPR’s original Pennywhisle).

As the Hermes Lite is note able to directly drive the Pennywhisle, a 20 dB/1W driver, using a single operational amplifier (OPA2677)  is inserted between the rig and the amp

amp recto

This home made amp has been designed to fit into low profile machined cases (former MCL 3dB hybrid couplers sold a few $ on eBay)

pennywhistle2

The pennywhisltle itself is mounted on the rear panel. A better amp, like the 20 W G6ALU (particularly VK3PE Glenn’s version) would have been more suited… but I keep this amp for the H.L. 2.0

So far, this combination gives good results and can drive a 300 W PEP power amp without problems

 

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On the other side of the case, a CW Curtiss Keyer (former MFJ keyer), the linear power supply (as Steve said : “lot’o heat”… but with a good and silent fan, it works as advertized.

The brown board with 5 connectors is the switching interface between the Hermes Lite and the filter board

ULN sw

This is a quick and dirty hack with an ULN relay driver.

…épisode ou l’on passe aux choses sérieuses et qui prennent beaucoup de temps, ce qui explique la période de relative accalmie qu’a traversé ce blog.

Les choses sérieuses sont celles que la majorité des radioamateurs déteste : la mécanique. Fixer les boitiers alu prévus par bg6khc est un véritable casse-tête. L’autre problème était de trouver un boiter assez imposant pour y loger :

– l’électronique de l’analyseur de spectre et ses accessoires, notamment le filtre à cavité, ainsi que ses extensions prévues (ampli tampon du générateur de suivi, platine de commande des relais de commutation, filtre passe-bas de sélection 1/2GHz, filtres à quartz et leurs commutations, atténuateur pas à pas d’entrée ou de sortie (coté RX ou coté TG), éventuel fréquencemètre du TG…

– une carte d’ordinateur

– une carte son évolué qui servira de géné BF

– l’analyseur vectoriel de DG8SAQ

– le relayage de mesure direct-réfléchi et d’inversion de sens de mesure de DUT

et s’il reste encore un peu de place une alimentation 12 V conséquente pour donner à manger à tout ce petit monde. Alimentation optionnelle, car le MSA n’aime pas trop la chaleur et préfère de loin une “régulation série” externe.. rien n’est encore décidé.

Toutes les pièces sont donc réunies pour monter une sorte de “centrale de mesure de signaux périodiques”. Le MSA assure lui-même le rôle d’analyseur de spectre, d’analyseur scalaire, d’analyseur vectoriel, de géné HF (grâce au générateur de suivi). l’intégration du VNWA ajoute un second analyseur vectoriel possédant une interface plus ergonomique que celle du MSA. La carte son sert à la fois d’usine à traiter les signaux délivrés par l’analyseur vectoriel DG8SAQ et pourra également être convertie en géné BF, analyseur de spectre BF, géné deux tons et autres fonctions audios via les multiples logiciels que l’on trouve un peu de partout.

Mon  dévolu s’est jeté sur un rack 19 pouces 4 U (excusez du peu) d’origine Schroff en promo chez un vendeur en ligne. Le premier travail a consisté à installer la carte mère qui servira à fournir l’IHM des instruments de mesure intégrés. Comme il fallait le prévoir, j’ai commis une erreur dès le premier jour en décalant un peu trop la position de la carte son. Soit j’achetais une nouvelle face arrière, soit j’attaquais l’épaisseur de la paroi latérale… mon coté Attila m’a poussé à adopter la seconde solution.

 

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Inutile de préciser que le plus compliqué a été de percer les trous nécessaires au passage de commande de la carte son

 

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… et de réaliser la découpe rectangulaire des sorties ordinateur IMG_7061

C’est de ce côté que sera également installé le boitier de l’analyseur vectoriel DG8SAQ, en version “amovible” au cas ou j’ai besoin de faire quelques mesures en portable. L’autre moitié du boitier doit recevoir les modules du MSA. Lesquels seront fixés sur des plaques en alu destinées à faciliter le démontage de l’ensemble en cas de modification ou de réparation. La disposition a été longuement cogitée… au début, ce n’était pas franchement évident :

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Meugneu meugneu… un truc comme çà ?

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Après réflexion, une sorte d’agencement pas franchement idéal mais optimisé s’impose : la carte de commande contre la cloison arrière pour que le port parallèle soit accessible, les modules “basse fréquence” travaillant en courant continu ou à 10,7 MHz sont regroupés sur ce même plateau, et les étages HF “gigahertz” –PLL, DDS, mélangeurs- seront regroupés pour éviter les liaisons trop longues vers la face avant. Le tout est agencé sur deux plaques d’alu indépendantes, glissées dans une rainure latérale du rack d’un coté, et maintenues par une seule et unique vis de l’autre. Le démontage d’une des plaque ne demandera que de débrancher quelques connecteurs et d’enlever un écrou

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Les modules seront donc percés, taraudés, vissés sur deux plaques d’alu. Les vis photographiées ne sont pas celles utilisée : elles ont été remplacées par des 2,5×4, plus discrètes et moins “plongeantes” dans le blindage.

 

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Selon toute probabilités, le filtre à cavité se logera sur une autre plaque latérale… sa fixation n’est toujours pas mise au point.

Phase II

Commençons le câblage. L’avantage des plaques de montage, c’est qu’elles facilitent les interventions sur des “blocs fonctionnels” distincts. Je décide d’attaquer la partie la plus “binaire” et la moins “signal”, autrement dit le câblage des détecteurs et convertisseurs (log, CAN, phase)et les alimentations.

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En arrière plan, on distingue la seconde platine “UHF” qui, entre temps, s’est fait légèrement modifier pour accueillir deux ou trois relais coaxiaux 24V/17 GHz.. on est encore loin de la disposition définitive.

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L’affaire se corse un peu avec les fils de commande… il commence à y avoir du monde qui passe des connecteurs de la carte de commande aux modules déjà montés. A noter que, durant cette “mise au propre”, la loi de Murphy a frappé : deux modules (le détecteur log et le premier DDS) sont tombés en panne, et m’ont fait perdre une journée de test  : dans les deux cas, un fil de commande était coupé à raz d’une soudure, à l’intérieur du boitier. IMG_7101

S’engage alors simultanément une reprise des procédures de test “as you build” : un œil sur l’écran, un autre œil sur le module en cours de test, un troisième œil sur le voltmètre, un quatrième sur le fréquencemètre, un cinquième sur le milliwattmètre histoire de vérifier que les niveaux correspondent bien à la doc “as advertized”… Les premiers essais en câblage “volant” m’ont appris au moins une chose : séparer les fils d’horloge distribuée (toron orange sur la photo), et router chaque fil de commande sur une paire torsadée pour éviter le moindre accrochage. Dans tous les cas, une perle de ferrite (à l’intérieur de chaque boitier) est enfilée sur le conducteur central de chaque by-pass.

filtre à quartz

Satisfaction suprème : même si la courbe est abominable, le programme interagit avec le hardware et la première courbe de réponse en fréquence de mon filtre à quartz s’affiche sur l’écran du MSA. La commutation “vidéo” fabrication maison à quatre positions fonctionne à merveille… pas normal que tout tombe en marche aussi facilement.

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La chose devient un peu plus compliquée lorsque le premier lot de modules est testé et qu’il faut commencer à associer les mélangeurs, le filtre à quartz (toujours à l’état de prototype), l’atténuateur pas à pas, les bidules et les machins. Très rapidement, la table se transforme en un B…l innommable, et les fils se chevauchent pour former une sorte de nœud de vipères.

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On en profite au passage pour améliorer un peu l’isolation entre ports des mixers, dont le routage n’a pas franchement été soigné par bg6khc. Le jour ou je décide de moderniser le MSA, j’utiliserais un transfo un peu plus performant et surtout un pcb totalement “microstrip 50 Ohms”

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Les mélangeurs une fois testés, il faut passer aux choses délicates, a savoir les DDS et les PLL. Tout comme pour le premier plateau, on commence par le câblage des alims. HF oblige, on y trouve un peu plus de perles de ferrite et des rappels de masse boulonnés plus nombreux. Les modules sont alimentés en 10 V, les VCO des PLL reçoivent du 20 V, les relais de commutation du 24/28V impulsionnel (relais latchés)

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Pour l’instant, tout à l’air encore trop propre pour être honnête. Le lecteur attentif aura remarqué que la plaque de support a une fois de plus été modifiée et pliée. De la gauche vers la droite, ont été fixés : le relais FWD/REVerse, un relais transfert d’inversion de DUT (mesure des paramètres S en mode VNA) et un relais de commutation de bande du générateur de suivi selon le mode 0/1, 1/2 et 2/3 GHz. La section 24/28V, de l’autre coté du blindage, ne fraye donc pas avec les fils de signaux.

C’est tout pour aujourd’hui.

Un nouvel OM vient de “plonger” dans le projet MSA et se lance dans la collection des composants exotiques.

Parallèlement, coté Electrolab, un développeurs gourou du VHDL commence à réfléchir à l’ajout d’un FPGA qui remplacerait en gros tout ce qui se trouve sur la première platine : carte de commande, détecteur log, convertisseur A/N, détecteur de phase, filtre FI (et sa commutation).. FPGA qui ajouterais par la même occasion une foultitude de fonctions annexes et surtout améliorerais les performances de l’appareil. Mais les travaux concrets ne seront entamés qu’une fois le premier analyseur “parisien” achevé.

Epilogue de l’Episode (IV)

J’en profite au passage pour signaler que F1CHM, l’homme qui soude plus vite que son ombre à l’ouest de La Garenne Bezon, est en train d’attaquer la dernière ligne droite. Son MSA est quasi achevé. Il n’intègre pas d’ordinateur, ce qui lui permet d’utiliser un rack 2U. Et ses premières mesures sont encourageantes.

Rack

On reconnait bien la “patte” du pro de l’électronique : du travail rapide, un câblage propre (je ne parle pas des écheveaux de cordons coax… c’est un provisoire destiné aux premières mesures).