-F1FAU- Descriptions radioamateurs.

Mire et modulateur QPSK débit 1024 Ks/s.

Auteur: : F1FAU
Créé le : le 29/08/2007
Modifié le : le 13/10/2012

Réalisation (prototype) Mire : . . . . Modulateur QPSK : .

VOTRE PREMIER EMETTEUR NUMERIQUE ET SA MIRE

Envoyer des images en télévision numérique n’est plus une chimère depuis les travaux pionniers réalisés par des OMs passionnés et leurs publications sur Internet. On peut les en remercier et vous inviter à découvrir entre autres les sites de F4DAY,F5SFU. Ces articles nous ont inspirés et de son côté F1FAU a largement utilisé Internet pour appréhender et maîtriser cette nouvelle technologie. En outre, les montages que nous vous proposons ici et ceux à venir sont mis à la disposition de Rolf, F9ZG depuis septembre 2005. Rolf est OM actif et exigeant dont la passion et les conseils stimulent la créativité débordante de Christian.

La difficulté de réalisation d’un émetteur et d’une mire n’est pas dans la partie électronique mais dans la réalisation des images ou des vidéos au format numérique amateur. La fabrication d’un fichier image requiert de nombreuses étapes, avec des logiciels spécialisés dont la prise en main n’est pas toujours facile. Souvent la relation entre certaines valeurs de paramètrage et le fonctionnement ou non du montage n'est pas toujours évidente. Avec le "numérique" on ne comprend pas bien ce qui se passe! Mais c’est là que le talent de l’expérimentateur doit s’exprimer.

La présente réalisation qui reprend les idées des pionniers cités vise deux objectifs : faciliter la construction d’un exciteur DATV à 70 Mhz et y associer une mire numérique afin de proposer un ensemble complet et autonome. Nous savons qu’il y a beaucoup d’attente sur ce sujet. C’est donc un produit fini et peux coûteux que nous vous présentons, ici dans un article en trois parties:

1) Un exciteur DATV à 70 Mhz (sérialiseur + modulateur QPSK).
2) Une mire Numérique.
3) Téléchargement schémas, fichiers pics et éprom.
4) Une présentation des outils pour fabriquer une mire personnalisée à votre indicatif.

La meilleure approche pour réussir la mise en route de votre premier émetteur DATV, consiste, après avoir réalisé l'exciteur et la mire, à programmer les 2 pics et la mémoire avec les fichiers mis à disposition sur notre site. Cela vous permettra d'en tester rapidement le bon fonctionnement.

L'étape suivante consistera à fabriquer votre propre fichier de mire avec les tutoriaux que nous avons mis en ligne.

Une prochaine description vous permettra de remplacer le circuit mire par un PC connecté à l'exciteur via le port imprimante. Cette méthode présente l'avantage de tester rapidement les fichiers IQ en s'affranchissant de la programmation eprom un peu longue. La taille des fichiers lus sur un PC peut aller jusqu'a 16 MO (elle est limitée à 512 Ko dans une eprom), Toutefois, pour la première manip cette approche est plus lourde à mettre en oeuvre.

1)Construction de l’exciteur numérique à 70Mhz.
Notre réalisation s’appuie sur la description de F4DAY, dont nous nous sommes inspirées. L’architecture de notre montage est identique. Nous avons juste cherché à rendre la construction plus facile, en remplaçant le CPLD, désormais difficilement trouvable en 5.0V et en boîtier CMS, par un PIC. La programmation du CPLD exigeait par ailleurs un programmateur JTAG facile à construire mais piloté par une usine à gaz (Quartus). Nous utilisons en outre 2 mélangeurs pas cher et facilement disponible, chez Electronique Diffusion.

Réalisation des 2 filtres passe-bas: Les selfs L5,L6,L7 et L8 sont réalisées sur un support de diamètre 4 mm (queue de forêt), utiliser du fil auto-soudable de 0.8 mm. Dans le cas d'une utilisation d'un oscillateur a quartz de 80 MHz, mettre 56 pF pour C9,C11,C12 et C14 et 82 pF pour C10 et C13 82 pF (les selfs sont identiques).

Ainsi il devient avantageux de câbler le montage en composants classiques sur un CI simple face. La réalisation n’appelle pas de commentaires particuliers, sauf le réglage des 2 Condo ajustables qui nécessite un analyseur de spectre.

Réglage du modulateur QPSK
Après vérification du câblage, connecter le montage à un générateur 12V limité à 500mA (on ne sait jamais!). La consommation tourne autour de 130mA, relier la sortie HF à l'analyseur de spectre et régler CV1 et CV2 en fonction de la position des cavaliers. Le circuit de mire ne doit pas être relié à l'exciteur.

Position des 2 cavaliers sur le connecteur JP2. (Accés aux réglages) :

• Les 2 cavaliers en place:
  Visualisation de la porteuse pure.
• Le cavalier coté PIC en place:
  Visualisation de la raie latérale inférieure (-256 Khz).
• Le cavalier coté HCT244 en place:
  Visualisation de la raie latérale supérieure (+256Khz).
• Les 2 cavaliers retirés:
  Lecture du port.

La position des cavaliers n'est prise en compte par le pic qu'à la mise sous tension de l'exciteur.

1) Porteuse pure :
Sur l'analyseur on doit voir une raie à 70 Mhz dont le niveau se situe au alentour de 6 à 8 dBm, Si le niveau à la sortie n'est pas dans la fourchette vérifier les selfs des 2 filtres passe bas L5-L6 et L7-L8.

2) +256 Khz :
Analyseur centré sur 70 Mhz avec un balayage de 100 Khz/carreau On observe 3 raies, une raie centrale à 70 Mhz, une 256 Khz plus haut et une autre 256 Khz plus bas. Ajuster CV1 et CV2 pour minimiser l'amplitude de la raie -256 Khz L'amplitude de la raie à +256 Khz ne bouge quasiment pas (même valeur que la raie à 70 Mhz dans le mode porteuse pure. L'amplitude de la raie à 70 Mhz est de 30db inférieure.

3) -256 Khz :
Pour l'analyseur même réglage et on observe les mêmes raies Les réglages sont identiques au mode +256 Khz sauf que la on minimise la raie a +256 Khz.

4) Passer alternativement du mode +256 Khz au mode -256 Khz et régler CV1 et CV2 de façon à égaliser et à minimiser l'amplitude des raies +256 Khz et -256Khz. On doit pouvoir descendre au moins à 30db en dessous du niveau en porteuse pure Comme précisé plus haut, en fonctionnement normal les 2 cavaliers doivent être retirés. Ceci fait, s'assurer de la présence d'un signal carré (Broche 19 du connecteur JP1) avec un temps de 3,906 us entre 2 fronts consécutifs. Le rôle de ce signal est qu'a chaque front, le pic récupère les 8 bits présents sur le connecteur JP1. Pour plus de détails lire les explications sur le site de F4DAY.

2)Construction de la mire numérique.
Elle ne présente aucune difficulté. Le circuit est en simple face avec des composants classiques. Les composants principaux sont 2 circuits intégrés, un PIC, une eprom de 4 Mbits et on peut y loger un fichier de 512Ko. Il n'y a ici aucun réglage et sous réserve que le pic soit correctement programmé, le fonctionnement est immédiat. La consommation du circuit est de 28mA.
Le principe de fonctionnement de la mire est le suivant:
Le pic teste en permanence le signal présent sur la broche 19 de JP1. A chaque changement d'état le pic incrémente le bus d'adresse de l'eprom et de ce fait une nouvelle donnée est présente sur le port 8 bits du connecteur JP1. Le compteur arrivé à l'adresse de fin , le pic repasse à l'adresse 0 et le cycle de lecture recommence.

Mise en route du modulateur et de la mire.
On peut connecter la mire au modulateur QPSK ou sur le montage de F1DOJ en connectant un petit cavalier sur JP1.

• Mettre le cavalier si l'on connecte la mire au modulateur QPSK de F1DOJ (version port //).

• Ne pas mettre de cavalier si l'on utilise le modulateur QPSK decrit ici.

3)Téléchargement schémas, implantations, typons, fichiers pics et éprom.

• Schéma QPSK: Schéma MIRE:

• Implantation QPSK: Implantation MIRE:

• Typon QPSK: Typon MIRE:

• Serial_F628.hex (Pic sérialiseur), Mire_F628.hex (Pic Mire) et Mire.bin (contenu de l'éprom):

Aperçu schémas, implantations et typons de la mire.

Sch. MIRE : . Implant : . Cuivre :

Liste des composants de la mire.
Résistances Couche carbone 1/4W 5%:
47 : R1
470 : R3
4k7 : R4
10k : R5
47k : R2

Condensateurs ceramiques radial pas 5.08:
22pF : C6
33pF : C8
1nF : C7

Condensateurs ceramiques X7R radial pas 5.08:
100nF : C1,C2,C3,C9,C15

Condensateurs chimiques 25V radial pas 5.08:
10uF : C18
47uF : C19

Circuits intégrés :
PIC16F628A : IC1
74HC4040N : IC2
27C040 : U1 (Electronique Diffusion)
LM7805 : IC3

Quartz:
12Mhz : Q1

Inductance:
5.6uH Axiale : L1

Transistor:
BC557B TO92 : T1

Divers :
1 Support CI Tulipe 32 broches
1 Support CI Tulipe 18 broches
1 Support CI Tulipe 16 broches
1 Connecteur HE10 26 pts
1 connecteur HE10 3 pts
1 Circuit imprimé simple face FR4 72 x 72 mm

Aperçu schémas, implantations et typons du modulateur QPSK.

Sch. QPSK : . Implant : . Cuivre :

Liste des composants du modulateur QPSK.
Résistances Couche carbone 1/4W 5%:
47 : R5,R6
56 : R10,R14,R20
68 : R18,R19
82 : R7,R8,R9
100 : R3,R4,R16,R17
120 : R22
150 : R11,R13
270 : R15
470 : R23
1k : R21
1k8 : R1,R2
10k : R24,R25

Condensateurs ceramiques radial pas 5.08:
68pF : C9,C11,C12,C14
100pF : C10,C13

Condensateurs polyester de type LCC, MKT pas 5.08:
1nF : C15,C16,C19,C26
1.2nF : C3,C5,C6,C8
3.9nF : C4,C7
10nF : C17,C22,C23,C25
100nF : C18,C20,C21,C24,C27,C28,C30

Condensateurs chimiques 25V:
47uF / 25V radial pas 2.54 : C1
100uF / 25V radial pas 2.54 : C2
470uF / 25V axial : C29

Condensateurs ajustables:
10pF 5mm 2 pattes: CV1
47pF 10mm 3 pattes: CV2

Diodes :
1N4148 : D1,D2
Zener BZY85 C6V8 : D3
Melangeur SMC-2 (Elec. Diffusion): M1,M2

Circuits intégrés :
PIC16F628A : IC1
74HCT244N : IC2
LM7805 : IC3

Oscillateurs Quartz:
24.576 MHz DIL 08 : QG2
70 MHz DIL 14: QG1

Inductances:
27uH Radial pas 5.08 : L1,L3
33uH Radial pas 5.08 : L2,L4
130nH voir texte : L5,L6,L7,L8
3.3uH voir texte : L9

Transistor:
BC547B TO92 : T1
BC557B TO92 : T2
BFR96S : T3

Divers :
1 Support CI Tulipe 20 broches
1 Support CI Tulipe 18 broches
1 Reseau de resistances 10k SIL 9 : RN1
1 Connecteur mâle HE10 26 pts : JP1
1 connecteur mâle HE10 4 pts : JP2
1 Circuit imprimé simple face FR4 ?? x ?? mm

Ces deux montages sont disponibles en kit sur le site de F1GFF.

Pour créer le fichier de la mire et des séquence vidéo nous avons édités des tutoriaux visible sur le site.

Pour plus de détails sur la théorie de l'émission en numérique, je vous invite a consulter le site de F4DAY.

Code et Design par F1FAU. 2012.
N'hésitez pas à me contacter si vous avez des questions !