Software Defined Radio 20 juin 2015 BRIVE F6KLO

SOMMAIRE Historique Réception Directe Super hétérodyne Théorie Conversion Analogique Numérique Conversion Numérique Analogique Direct Direct Synthesyzer Filtre démodulation Architecture SDR Traitement numérique après démodulation Traitement numérique sur le Fréquence Inter. Echantillonneur Bloqueur Echantillonnage Direct Produit Questions

SDR SDR est un récepteur et émetteur réalisé en partie par logiciel et numérique RECEPTION la partie réception consiste a une numérisation par un Convertisseur Analogique Numérique puis un traitement logiciel permettant de réaliser les fonctions de filtrages, démodulations, Noise Blanker, ... EMISSION la partie émission consiste a un traitement logiciel pour le filtrage, modulation, compresseur, ... Puis une conversion par un Convertisseur Numérique Analogique

Récepteur a amplification directe

Récepteur super hétérodyne

Récepteur a conversion directe

Récepteur double changement de fréquence

Conversion Analogique Numérique Signal Analogique Signal Numérique sous forme de valeur Horloge 20 70 80 50 -20 A chaque coup d'horloge on enregistre une valeur L'interrupteur fonctionne comme un mélangeur

Conversion Analogique Numérique Amplitude Amplitude Horloge Fréquence Fréquence H1 H2

Convertisseur Analogique Numérique CAN Flash

CONVERTISSEUR ANALOGIQUE NUMERIQUE Limites des composants 1 Mhz 24 bits 5$ 9 mW 10 Mhz 18 bits 21$ 200 mW 125 Mhz 16 bits 180$ 400 mW 250 Mhz 14 bits 83$ 1400 mW 1 Ghz 14 bits 270$ 3500 mW Facteur de bruit de 30 à 40 dB Réponses parasites de – 50 dBc a -90 dBc

Convertisseur Numérique Analogique

Synthèse Direct de fréquence (DDS) A chaque coût d'horloge on additionne une valeur. Fsortie = Freq Horloge * N/ Pro l'accu Fs = 200 Mhz* 100/10000 = 2 Mhz Le signal de la dent de scie est converti en sinus et cosinus pour trouver un signal sinusoidal avec une table de conversion Des composants existe pour réaliser la fonction complète

Bruit de Phase DB/Hz VCO Libre Synthèse a boucle de phase -40 -80 DDS Synthèse a boucle de phase -40 -80 DDS -120 Ecart F 10 100 1000 10000 100000 Hz

SDR type I Les fonctions numériques sont après la détection Architecture SDR SDR c'est quoi ? Des que l'on utilise une fonction numérique le transceiveur peut être un SDR SDR type I Les fonctions numériques sont après la détection SDR Type 2 les fonctions numériques sont a partir de la fréquence intermédiaire SDR Type 3 les fonctions numériques sont partir de la HF Version 1 le Convertisseur Analogique Numérique est après un mélangeur numérique réalisé en composants discrets Version 2 Le convertisseur Analogique Numérique est avant le mélangeur Numérique réalisé en FPGA

SDR Type 1 et 2 Type 1 Type 2

SDR Type III conversion indirecte

Numérisation type 3 Le principe est d'utiliser une carte son comme convertisseur analogique numérique Carte intégrer dans les ordinateurs Avantages Dynamiques élevé > 100 dB Facilité d'utilisation Linéarité ( absence de distorsion) Inconvénients Bruit des convertisseurs FB de 30 à 40 dB Bruit aux fréquence < 1 kHz Choix d'un fréquence intermédiaire de 9 à 30 kHz ce qui nécessite d'avoir un mélangeur a réjection d'image

Fréquence d'échantillonnage varie de 44 kHz à 192 Khz Carte SON Fréquence d'échantillonnage varie de 44 kHz à 192 Khz Plus la fréquence est élevé plus la bande passante sera grande de 10 KHz a 92 kHz de bande passante Nombre de bit d'échantillonnage on trouve des cartes de 16 et 24bits une carte 16 bits est suffisante et donne une dynamique de 96dB auquel il faut ajouter la bande bruit 20 kHz minimum soit 40 dB de dynamique complémentaire Il faudra compenser le bruit du CAN par un gain complémentaire Facteur de bruit du CAN 30 dB un gain de 30 dB avant le CAN sera suffisant Ce gain sera réaliser en grande partie en BF 20 dB au moins le reste en RF 10 dB afin d'avoir une bonne sensibilité du récepteur

TYPE III Montage Mélangeur BREVET US20120264364 A1

Exemple de schéma

Exemple récepteur

TYPE III type 2 ( conversion directe) La fonction mélangeur est réalisé en numérique FPGA DSP ou Ordinateur CAN Amp DDC DDC Digital Downconverter

FPGA C'est un circuit Logique programmable Est composé de nombreuses cellules logiques élémentaires 10000 jusqu'à 5 000 000 de cellule Consiste a câbler les cellules entre elles

RECEPTEUR WEB SDR FPGA SparTan XC3S500E et LTC2216 A/D A/D converter

Beaucoup de produits disponibles Transceiver Transceiver et kit SDR Beaucoup de produits disponibles Transceiver FlexradioSystem Apache Elad RFHamFox Coffret Funcude dongle Pro Perseus , RF space Dx Patrol Kit Genesis, Elektor, RTL SDR, SoftRock

Plusieurs Logiciel Libre LOGICIEL SDR Plusieurs Logiciel Libre POWER SDR (Window/Mac) SDR (Window) HDSDR(Window) SDR-RADIO (Windows) Linrad (Windows/Linux/Mac) GQRX (Mac/linux) CubicSDR (Windows/Linux/Mac) WebRadio … Interface à prévoir pour les commandes

POWER SDR

Différents sites proposent des réceptions SDR en live WEB SDR Différents sites proposent des réceptions SDR en live Programmation à distance Fréquence Bande passante Type de modulation LSB USB CW AM FM Niveau du signal reçu Liaison internet minimum 1 Mbits pour limiter les coupures Les bandes disponibles Bande HF 0 à 30 MHz quelques bandes VHF et hyper Le nombre d'utilisateur varie de 5 à 30 suivant les sites Liste des sites WEBSDR

WEBSDR Les websdr permettent De tester la différence de signal reçu entre antennes De vérifier sa modulation mais décalage de temps 300 ms Voir si l'on est reçu dans certaines zones De voir la densité de trafic En concours permet de contrôler certain report mais pas trop étique Possibilité d'interfacé en local des logiciels de mode numériques mais il faut un bon débit internet 2 Mbits souhaitable Ecouter les bandes amateurs sans transceiver et antenne WEB SDR

AVANTAGE TRANSCEIVER SDR Séparation de perturbateur proche en fréquence avec un écart de niveau important Ex Ecart 100 Hz différence de niveau 60 dB Linéarité de la chaîne de réception Filtrage sans variation de phase dans la bande important pour certaines modulations numériques Adaptation de la bande de manière Linéaire de 50 Hz a 30 kHz voir plus Possibilité d'avoir plusieurs récepteurs avec la même chaîne de réception Fonction Numérique de traitement de signal multiples ( réjecteur, réduction de bruit, linéarisation de la chaîne d'amplification, ...)

Inconvénient SDR Beaucoup de réponses parasites ( fréquence image , oiseaux, … ) mais peuvent souvent être supprimés par une modification de quelques paramètres Limité en fréquence de fonctionnement pour les types 3 et 4 120 MHz environ avec de bonnes performances Pour les bandes 144 et au dessus SDR en fréquence intermédiaire donc perte un peu en dynamique et linéarité Nécessite d'avoir un PC et un logiciel donc pas autonome Consommation supérieur a un transceiver traditionnel en réception

QUESTIONS