PLL - Récupération de porteuse

[Yvan_Delaserge]

Pour avoir un appareil utilisable, il reste la possibilité d'introduire du gain entre l'antenne et le filtre d'entrée et aussi entre le filtre et l'ic recepteur
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[Speliadra]

Je pensais à un LNA proche de l'antenne, du câble (l'antenne serait assez haute mais du coup ça ferait pas mal de câbles donc pas mal de pertes), un ampli (LNA ou pas ?!), un filtre, un RF detector (si je pars sur cette solution), un ADC puis le software

[gwgidaz]

Bonjour,

Le circuit AD8319 n'est pas conçu pour être utilisé en récepteur. C'est un mesureur de niveau RF ( monitoring d'émetteur, mesure de champ fort...)
Il est normal que sa "sensibilité" soit de l'ordre de -43 dBm, puisque avec une telle largeur de bande, on arrive à ce niveau pour le bruit thermique.

Et si on veut en faire un récepteur, alors il va falloir une sacré amplification en amont, de plus de 40 dB.
Mais alors, le point d'interception de l'ensemble va devenir catastrophique.

La seule solution serait de placer , dans l'ordre :
- un filtre RF ( pour éliminer les signaux forts des aéroports ou des émetteurs survolés par l'avion)
- un amplificateur d'au moins 40 dB
- un autre filtre étroit ( à onde de surface, par exemple ...) pour supprimer le bruit thermique de l'ampli précédent, qui sinon va s'ajouter au détecteur log ...et pour réduire les produits d'intermodulation de la chaine d'amplification qui serait de l'ordre de 100 dB au total...

Bref, il vaut mieux utiliser un circuit fait pour les récepteurs, qui contiendrait un RSSI et les points de branchement des filtres aux endroits nécessaires.
Il est bien sur inutile qu'il monte aussi haut en fréquence, puisque de toute façon il y aura un changement de fréquence.

.

[Patrick_91]

Bonjour,

Oui pour le LNA au cul de l'antenne (F < 1dB) (voir après un filtre à cavité si les radars arrivent plein pot dans ton coin) , si non les pertes dans le câble derrière le LNA ne pose aucun problème, le facteur de bruit que le câble introduit (perte) est divisé par le gain du LNA . S'il fait 30 dB, les pertes du câble en aval sont divisées par 1000 ... (a peu près).
Mais 30 dB risquent de ne pas être suffisants, pourquoi ne pas utiliser l'IC détecteur d'enveloppe/ampli log après un changement de fréquence sélectif, ce qui permettrai d'augmenter la sensibilité globale du récepteur.

A plus

[Speliadra]

Donc si on utilise cette méthode, il faut quand même utiliser un mélangeur? Je n'en ai pas très bien compris la raison. J'ai compris l'objectif mais pas le raisonnement?

Comment avez-vous calculer les pertes dans l'air, JY?

J'avais donné ce IC log detector en exemple mais merci de me dire qu'il en existe plusieurs catégories, ça évitera de me tromper si j'ai à m'en servir.

[Yvan_Delaserge]

Je pensais à un LNA proche de l'antenne, du câble (l'antenne serait assez haute mais du coup ça ferait pas mal de câbles donc pas mal de pertes), un ampli (LNA ou pas ?!), un filtre, un RF detector (si je pars sur cette solution), un ADC puis le software

Pour introduire facilement du gain, une solution pratique est d'utiliser des MMIC par exemple le INA10386



Il est disponible pour $ 1,70 sur E**y, frais de port compris.

26 dB de gain, stable, facile d'utilisation, résiste bien à l'intermodulation, par contre Facteur de bruit 3,8 dB à 1,5 GHz.

Pour l'ampli à connecter directement à l'antenne, il faudrait un LNA effectivement. On peut obtenir des facteurs de bruit inférieurs au dB.

Si l'encombrement n'est pas un facteur rédhibitoire, on pourrait imaginer une série de filtres à cavité à 1 GHz en cascade, avec des MMIC intercalés, ce qui permettrait d'utiliser des filtres avec faible couplage, c'est-à-dire sélectifs, mais avec une forte perte d'insertion.

Mais pour les premiers essais, il serait tout-à-fait envisageable d'installer un seul INA 10386 directement à l'antenne. Avec 26 dB de plus dans la chaîne, la portée du récepteur passerait de 1 à 16 Km. (On multiplie par 2, et ce 4 fois de suite).

Tu en installes un autre juste avant le filtre d'entrée, et la portée est de nouveau multipliée par 16.

256 Km.

Enfin, théoriquement!

Comme les 2 MMIC seraient éloignées l'un de l'autre, le gain total de 52 dB ne devrait pas provoquer d'accrochages...

Enfin, là aussi, théoriquement! En UHF, rien n'est jamais acquis!

[Patrick_91]

Hello,

Donc si on utilise cette méthode, il faut quand même utiliser un mélangeur? Je n'en ai pas très bien compris la raison. J'ai compris l'objectif mais pas le raisonnement?

Si on ne veut pas avoir une patate en réception , comme dit plus haut, un bon récepteur comporte au moins un changement de fréquence voir deux. L'intérêt principal étant la réduction du bruit de fond thermique (KTB) qui est proportionnel à la bande passante du dispositif.
L'IC détecteur d'enveloppe/ampli log permet de simplifier le décodage (en le mettant en sortie du récepteur bande étroite) et même s'il est possible de le remplacer par du logiciel de traitement en sortie de CAN , suis pas spécialiste mais je pense que ce que fait cet IC devra être codé d'une façon ou d'une autre pour tenir compte en effet des variations de puissance reçue d'un avion à l'autre !. (et cela mange du temps cpu, ce qui est fait en hard est toujours préférable même si on peut faire des miracles de nos jours).
Dans la Solution raspberry c'est le logiciel qui tourne sur le récepteur DVB-T qui fait le boulot, les drivers spéciaux fournis simplifient la tache, le raspberry s'occupe de recueillir les données et de les placer sur google-map ..
A plus

[Yvan_Delaserge]

La construction de filtres à cavité est expliquée ici.

En utilisant ce type de filtre, on pourra obtenir une sélectivité importante. Par contre, c'est plus encombrant qu'un filtre à lignes couplées réalisé en circuit imprimé.
Mais il est ajustable, tant en fréquence comme en couplage, ce qui n'est pas le cas d'un filtre en circuit imprimé.

En revanche pour l'accord d'un tel filtre, quelle que soit la technique utilisée, il faudra du matériel de mesure performant.

[f6exb]

Bonjour,
Vous avez l'air vachement pessimistes quant à la distance de réception. Ici avec un simple dongle RTL (donc rien de sophistiqué) :
https://www.youtube.com/watch?v=Kd6Z...ature=youtu.be
déplier le commentaire pour voir la description du matériel.

[Speliadra]

J'avais vu quelques personnes parler du filtre à cavité mais ça ne m'intéresse pas trop, je vais rester dans le filtre "classique", je pense.

Quelqu'un m'a expliqué qu'il fallait que je fasse très attention en ce qui concerne les pistes etc. Je pensais faire une carte mais apparemment, il faut adapter les pistes pour être sûr que la connexion se fasse bien, c'est compliqué de faire ceci?
Surtout que là où je suis, j'ai très peu d'outils de mesure...

[Patrick_91]

[QUOTE=f6exb;5874252]Bonjour,
Vous avez l'air vachement pessimistes quant à la distance de réception. Ici avec un simple dongle RTL (donc rien de sophistiqué) :
https://www.youtube.com/watch?v=Kd6Z...ature=youtu.be
déplier le commentaire pour voir la description du matériel.[/QUOTE-

Hello,

Non c'est même la meilleure solution low cost et vite fait, le récepteur DVB-T est une sacrée bonne solution , c'est un bon récepteur et le firmware modifié a l'air de faire un bon job .
Notre ami @Speliadra veut concevoir son propre récepteur , c'est un peu plus prenant comme projet.

A plus

[Patrick_91]

J'avais vu quelques personnes parler du filtre à cavité mais ça ne m'intéresse pas trop, je vais rester dans le filtre "classique", je pense.

A mais si tu dois utiliser un filtre a cavité, c'est que tu habites dans un coin un peu trop bien déservi par des radards de navigation sur des fréquences un peu trop proches qui détruirons plus ou moins ta réception en illuminant excessivement ton LNA en tete de mat ! .
Dans ce cas il faut un filtre a cavités, cher, à régler sérieusement, avec une perte d'insertion qui abimera le facteur de bruit de l'ensemble réception puisqu'il devra être mis devant le LNA et non pas derrière.

En revanche en absence de radar méchant il existe des filtres à ondes de surface (SAW filters) centrés sur 1090 MHz qui feront le boulot et tu pourra le mettre derrière le LNA afin de gommer les pertes d'insertion.
C'est ce qu'il faut prévoir par défaut, le filtre a cavité c'est quand la loi de murphy t'a fait habiter dans la mauvaise zone ...
a plus

[Speliadra]

Je pense plus m'aiguiller sur un SAW (j'avais déjà trouvé ce type de filtres sur d'autres sites)

D'ailleurs j'ai trouvé la datasheet d'un filtre centré surr 1090MHz mais 10dB de pertes d'insertion, c'est énorme non?
http://www.taisaw.com/upload/product...0_Rev.2.0_.pdf

Après à voir si c'est courant ou si c'est un mauvais filtre.

[Patrick_91]

Non C'est normal mais si tu mets en tête de mats un LNA F=0,8dB et gain = 30 dB suivi de ce filtre 10 dB de pertes , cela fait
en sortie de filtre un facteur de bruit de 1,15 dB (pas trop mal)
Si ton LNA ne fait que 20 dB de gain , le facteur de bruit sera de : 3,4 dB ca se gate
Si tu colles le filtre avant le LNA ce la fera : 10 dB de facteur de bruit ... çà c'est pourri ..; :!
A plus

[Speliadra]

D'accord, merci de ces précisions

En ce qui concerne l'utilisation d'un mélangeur,

Le bruit de fond thermique dépend de la bande passante, que je descende ou non en fréquence, la bande passante ne change pas, ou ai-je mal compris quelque chose?

[Patrick_91]

Hello,

Oui cela depend de K = constante de Boltzmann B= Bande passante en Hz T = température en degré Kelvin
Oui sauf qu'une bande passante de 4 Mhz par exemple sera plus facile a réaliser en fréquence basse qu'a 1090 MHz , la c'est le filtre a cavités tres pointu .. ce ne sont que des compromis reliés a des contraintes physiques .

A plus

[annjy]

.............
Comment avez-vous calculer les pertes dans l'air, JY?
..........

20Log D (en m) + 20 Log F (en GHz) + 32,44
ou
20Log D (en km) + 20 Log F (en MHz) + 32,44

j'avais mis un lien pour un doc, mais il ne marche plus. Je recherche le doc et je le joins.

JY

[annjy]

doc du CNAM joint:

cdlt,
JY

[Speliadra]

Merci pour ces informations

[gwgidaz]

Donc si on utilise cette méthode, il faut quand même utiliser un mélangeur? Je n'en ai pas très bien compris la raison. J'ai compris l'objectif mais pas le raisonnement?

Bonjour,

Pour répondre à ta question :
Il y a deux raisons:

1- Si tu ne changes pas la fréquence, tu auras un système dont le gain total est de l'ordre de la centaine de dB à 1090 MHz.
Vu les rayonnements des composants et des pistes, même avec blindage, c'est l'auto-oscillation donc l'échec assuré ....même si tu maniais avec dextérité l'implantation et les pistes

2- Je ne connais pas la bande passante nécessaire ( tu ne nous l'as pas dit?) Mais si c'est de l'ordre du MHz, il est bien plus facile de réaliser des filtres de bande passante étroite à une fréquence basse .
Par ailleurs, il faudra plusieurs filtres:
Un premier à 1090MHz sur les premiers étages afin de supprimer les émissions proches qui vont saturer les amplis.
Un autre sur la fi, sur les derniers étages, afin de supprimer le bruit thermique large bande amplifié par les étages précédents , qui sinon arriverait sur le détecteur.
Les emplacements des filtres sur la chaîne, ça peut se calculer en tenant compte des points d'interception des amplis et du bruit thermique.
En pratique, il faudra trois filtres....

[Speliadra]

Je ne trouve jamais la même valeur dans mes recherches sur la bande passante mais en général, c'est de l'ordre du MHz pour les valeurs trouvées sur le net.

D'accord, j'essaye de prendre note de vos remarques sur les filtres et le mélangeur, merci !

[Yvan_Delaserge]

Incontestablement, la voie royale, ce serait un récepteur à deux changements de fréquence, ou davantage. Cela permet d'avoir toute l'amplification nécessaire et la bande passante désirée.

Mais le prix a payer, c'est la complexité.

La seconde option, excellente elle aussi et très économique serait un système basé sur un dongle RTL-SDR.

Si (troisième option) on opte pour la difficulté et qu'on veut construire soi-même un récepteur et qu'on est prêt à sacrifier des performances pour avoir un récepteur qui reste de conception simple, c'est possible: On choisit de rester à 1 GHz et d'utiliser un IC de type AD8319, mais pour ça, il faut obligatoirement:
1) filtrer énergiquement avant l'IC, mais tout en sachant qu'on n'arrivera jamais à avoir une bande passante aussi étroite que 50 KHz.
2) ajouter du gain, afin d'allonger la portée du récepteur, mais en sachant qu'on n'aura jamais l'exquise sensibilité d'un récepteur haut de gamme, ni même celle d'un dongle RTL-SDR.

Le gain, on peut assez facilement en avoir avec les MMIC. Deux MMIC avec 20 dB de gain chacun, placés aux bons endroits de la chaîne, seraient suffisants pour avoir quelque chose d'utilisable. Voir lepetit calcul ci-dessus.

Un filtre à lignes, il faut avoir l'outil informatique pour le calculer et une fois qu'il est construit, on ne peut plus le modifier. Et la sélectivité ne sera pas terrible.

Les filtres à cavité permettraient la meilleure sélectivité possible, avec un coût qui peut rester bas. On peut aussi les construite pour les rendre facilement ajustables. Tant pour ce qui est de la fréquence d'accord, que pour le couplage.

Il existe des réalisations amateur à partir de boîtes de conserve. Si,si. Elles présentent même l'avantage d'être en tôle étamée, facile à souder.

En fait tout ce qu'il faut, c'est une cavité métallique, à l'intérieur de laquelle on a une ligne accordée par une capacité de faible valeur.

Les ondes se fichent de quel type de cavité il s'agit et même dans une importante mesure, de la forme de la cavité (rectangulaire, ronde, etc). Il faut juste que la cavité soit fermée et que les parois soient conductrices.

Plus les dimensions de la cavité sont importantes, meilleur est le coefficient de qualité et donc la sélectivité.

Le couplage entre la ligne résonante et l'extérieur de la cavité, peut se faire de manière capacitive ou inductive. Il est recommandable de combiner les deux types, afin d'avoir une courbe d'atténuation symétrique tant dans les fréquences plus élevées que celles plus basses.

Plus le couplage, capacitif ou inductif, sera faible, meilleure sera la sélectivité, mais plus la perte d'insertion sera élevée.

On pourrait imaginer plusieurs cavités en série, entre lesquelles on insère un MMIC (en rouge sur le dessin) pour compenser la perte d'insertion de la cavité précédente. Plus on a de cavités en série, plus on a de sélectivité.



Pour la mise au point, il faudrait un générateur 1 GHz à brancher à l'entrée de la cavité. Ou du groupe de cavités. On branche le récepteur à AD 8312 à la sortie et on ajuste chaque condensateur variable pour obtenir le maximum de signal en sortie du AD 8312.
On ajuste le couplage pour avoir à peu près autant de signal avant la cavité qu'après. La perte d'insertion est ainsi compensée par le gain du MMIC. On évite ainsi des accrochages.

Chaque MMIC a ses deux pattes de masse soudées aux parois de sa cavité. L'entrée du MMIC se trouve dans la cavité précédente et la sortie dans la suivante. L'entrée et la sortie de chaque MMIC ne se "voient" pas, ce qui tend à empêcher les accrochages.

[Speliadra]

Et ajouter des changements de fréquence ajouterait en plus de ceci des coûts pour les composants.

Est-ce que, par exemple, ce composant serait un bon ampli ? (LNA) :
https://www.minicircuits.com/pdfs/PMA4-33GLN+.pdf

Il me semble correct mais j'aimerai votre avis

[Yvan_Delaserge]

Construire soi-même un récepteur à plusieurs changements de fréquence, il vaut mieux oublier, en effet.

Mais on peut en acheter un, genre récepteur de trafic, et le modifier pour extraire le signal FI à 10 MHz, éventuellement. Coome ça on aura le bon facteur de brui, le bon gain et la bonne sélectivité.



Cet IC a un meilleur facteur de bruit, davantage de gain et un point d'interception bien meilleurs que celui que j'avais proposé plus haut.

Questions:
Disponibilité?
Prix?
le boîtier ne permettrait apparemment pas de l'intercaler entre deux cavités.

[Patrick_91]

Hello,

Est-ce que, par exemple, ce composant serait un bon ampli ? (LNA) :
https://www.minicircuits.com/pdfs/PMA4-33GLN+.pdf

Excellent en effet , il est vraiment large bande , les réflexions , en fonction de l'usage et de la position géographique de l'utilisateur
il faudra un filtre 1090 en sortie, et sur l'entrée si les radars sont méchants. Son facteur de bruit @900 MHz est étonnant (0,47dB).

A plus

[gwgidaz]

Bonjour,

Mais il y a aussi une autre solution, c'est un récepteur à superréaction avec un résonateur diélectrique . La bande passante serait de l'ordre du un à trois MHz...
Cela se réalise avec un seul transistor !
Le résonateur diélectrique quart d'onde est facile à trouver , et sa stabilité sera suffisante ...Sa sortie est même logarithmique, comme le circuit qui était envisagé au départ de la discussion.

Bien sur, si le récepteur est utilisé près d'émetteurs puissants, rien n'empèche de le précéder d'un filtre et d'un ampli large bande comme ceux qui sont proposés...

Je persiste à penser qu'un récepteur à amplification directe ( sans changement de fréquence) exigerait des niveaux de blindages très sophistiqués, du fait de la centaine de dB ...Le rayonnement du dernier circuit sur le câble d'antenne va déjà poser problème!
Sinon, pour changer la fréquence, on peut utiliser un oscillateur "libre" vers 900 MHz , avec un résonateur dièlectrique, dont la stabilité sera tout à fait compatible avec la largeur de bande du récepteur...Une fréquence intermédiaire de l'ordre de 200 MHz serait facile avec des circuits courants.

[Patrick_91]

Hello,

Attention , rayonnement indésirables interdits dans ces bandes , le superréaction n'est pas top vis a vis de cela ... si non oui un simple changement de fréquence devrait faire l'affaire.

A plus

[Speliadra]

Je persiste à penser qu'un récepteur à amplification directe ( sans changement de fréquence) exigerait des niveaux de blindages très sophistiqués, du fait de la centaine de dB ...Le rayonnement du dernier circuit sur le câble d'antenne va déjà poser problème!

C'est à dire de la centaine de dB?

En ce qui concerne le composant, il faut les commander par 20 mini ( ) mais ils n'indiquent rien sur la disponibilité. Il serait pratiquement 3 fois plus cher que le PSA4-5043+

[gwgidaz]

C'est à dire de la centaine de dB?

En ce qui concerne le composant, il faut les commander par 20 mini ( ) mais ils n'indiquent rien sur la disponibilité. Il serait pratiquement 3 fois plus cher que le PSA4-5043+

Bonjour,

Eh oui, le circuit AD 8319 lui-même possède un gain de l'ordre de 40 dB . Il exige une entrée de l'ordre de -43 dBm pour le bas de sa dynamique, c'est donc le minimum .
Si tu veux recevoir un signal antenne de -93 dBm ( ce qui n'est déjà pas terrible en facteur de bruit pour une bande de 1 MHz) il faut un gain de 50 dB devant ton circuit.
Le gain total de la chaîne est donc de 90 dB. Pour éviter un accrochage, il faudra une marge d'une vingtaine de dB . Donc l'isolation entre ce circuit et l'entrée antenne doit être de l'ordre de 110 dB.

En effet, le circuit va rayonner légèrement: Il faudra donc le blinder et traiter toutes le connexions qui en sortent, pour ne pas réinjecter ce rayonnement sur l'entrée antenne . A cette fréquence le câble coaxial n'est pas parfaitement isolé , et je ne parle pas de l'antenne, qui doit être loin ...

Par ailleurs, un filtre très sélectif en entrée ne suffira pas, il en faudra d'autres, notamment à l'entrée du circuit, un filtre de la largeur juste nécessaire à ton canal. Sinon, le bruit thermique très large bande ( largeur de plus du GHz) va bénéficier de toute l'amplification de ta chaîne, et va saturer le détecteur final.
je ne vois pas très bien comment tu vas réaliser un filtre de largeur 1 Mhz à 1090 MHz. Les cavités TEM décrites conviennent pour le filtrage RF , mais ne suffisent pas pour le filtrage du canal, , il faut une cavité en mode TM ou TE, soit de la grosseur d'une boîte à chaussures....

Bref, l'amplification directe sera acrobatique. C'est pour cette raison que l'immense majorité des récepteurs sont à conversion de fréquence. Je ne vois pas quel problème cela peut te poser...

Avec les moyens de notre siècle, ce récepteur pourrait tenir dans une boite d'allumettes....

[Speliadra]

Il ne possède pas un gain de l'ordre de 40 dB mais une "range" de cet ordre, cela veut dire qu'il présente 0V en sortie pour un signal dans les -40dbm (datasheet page 16 pour 10 GHz) et environ 1,6V pour un signal dans les 5dbm.

Je verrai pour la solution à retenir mais je ne pense pas utiliser de filtre à cavités (assez gros), je verrai pour voir si j'utiliserai un mélangeur et un log detector, ça semble être une bonne idée si cela réduit le bruit et donc la sensibilité.

Merci de vos avis, n'hésitez pas à en redonner si vous en avez