Réalisation pratique d'un préamplificateur d'antenne VHF

[Vincent PETIT]

Merci pour cette réponse calculair en effet je comprends mieux.
J'ai demandé à effacer 2 de mes messages entre temps, dans le premier j'avais fait une erreur et dans l'autre je n'avais pas eu le temps de m'expliquer (modification ne pouvant dépasser 5min) dans ce dernier vous n'avez rien raté



J'en profite ici pour corriger mon premier message effacé et qui concernait la mesure de la densité de puissance du bruit depuis l'analyseur de spectre.

Pour mesurer la densité de puissance du bruit à l'analyseur de spectre, il devrait être possible de mettre un marqueur sur le point le plus haut du plancher de bruit et de faire : Valeur lue en dBm - (10*Log(RBW)) = Densité en dBm/Hz
RBW étant l'équivalent du filtre évoqué par calculair sauf que c'est celui de l'analyseur.
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[Yvan_Delaserge]

Pour ce qui est de la RBW de l'ensemble RTL SDR+ soft, on est dans du numérique. Il est donc possible d'utiliser des filtres de largeur de bande allant du très large au très étroit, puisqu'ils sont générés mathématiquement.

Voici par exemple un signal de puissance -116 dBm, observé avec un filtre de 3 KHz, un de 300 KHz et un de 30 Hz.



On voit que l'affichage reste le même: - 116 dBm, quelle que soit la bande passante.

Dans ces conditions, suivant que la puissance du signal (ou du plancher de bruit) est divisée par 3000, 300 ou 30 Hz, on obtiendra trois résultats différents.

Donc comment mesurer la densité de puissance de bruit?

[Vincent PETIT]

Avec l'analyseur de spectre tu peux essayer ce que j'ai écrit juste au dessus mais avec le SDR aucune idée.

Dans ce tuto de Tektro ils expliquent, juste sous la copie d'écran de l'analyseur, comment ils trouves la densité de puissance de bruit https://www.tek.com/en/support/faqs/...ctrum-analyzer.

Valeur lue en dBm en un point (le plus fort) - (10*Log(RBW de l'analyseur)).

[calculair]

Bonjour,

Si le niveau de bruit à l'entrée du récepteur est de -130 dBm il te reste à calculer le bruit inévitable à la température de la charge ( au environs de 20 °C soit T = -273 + 20 = -253 °K )

Il faut alors connaitre B

K = constante de Boltzmann =
1,380649 × 10-23 m2 kg s-2 K-1

Tu prends tout cela en dB

Attention au dBm = 30 + dB

[calculair]

Il y a un problème sur le protocole de mesure ( il faut aussi prendre en compte le logiciel de l'appareil de mesure ) .... le bruit doit baisser de 30 dB quand la bande de mesure passe de 300 KHz à 300 Hz..... si non il y a un problème.

Pour ce qui est de la RBW de l'ensemble RTL SDR+ soft, on est dans du numérique. Il est donc possible d'utiliser des filtres de largeur de bande allant du très large au très étroit, puisqu'ils sont générés mathématiquement.

Voici par exemple un signal de puissance -116 dBm, observé avec un filtre de 3 KHz, un de 300 KHz et un de 30 Hz.

Pièce jointe 470686

On voit que l'affichage reste le même: - 116 dBm, quelle que soit la bande passante.

Dans ces conditions, suivant que la puissance du signal (ou du plancher de bruit) est divisée par 3000, 300 ou 30 Hz, on obtiendra trois résultats différents.

Donc comment mesurer la densité de puissance de bruit?

[Yvan_Delaserge]

Vincent PETIT
Re : Realisation pratique d'un preamplificateur d'antenne VHF
Avec l'analyseur de spectre tu peux essayer ce que j'ai écrit juste au dessus mais avec le SDR aucune idée.


J'y ai pensé, mais même avec la bande passante la plus étroite, le HP141 a son plancher de bruit ver -80 dBm.
Si je l'utilise en lieu et place d'un récepteur, vais-je obtenir un résultat valable?

Il y aurait la possibilité d'utiliser mon récepteur météo analogique, en branchant le HP141 à la sortie BF, mais c'est un récepteur FM. La sortie BF produit donc du bruit blanc plein pot, dès que le signal à l'entrée est en-dessous d'un certain seuil.

[Vincent PETIT]

Il y a un problème sur le protocole de mesure ( il faut aussi prendre en compte le logiciel de l'appareil de mesure ) .... le bruit doit baisser de 30 dB quand la bande de mesure passe de 300 KHz à 300 Hz..... si non il y a un problème.

Je ne sais pas trop comment ça fonctionne en SDR mais en effet, le RBW a nécessairement un impact sur la mesure puisque c'est la fenêtre par laquelle on mesure. Si avec le SDR rien ne change avec le filtre 300kHz, 300Hz etc alors ce n'est pas le RBW qui est utilisé.

Vincent PETITJ'y ai pensé, mais même avec la bande passante la plus étroite, le HP141 a son plancher de bruit ver -80 dBm.
Si je l'utilise en lieu et place d'un récepteur, vais-je obtenir un résultat valable?

Mince ! Oui en effet si le plancher de bruit est de -80dBm et que ton DUT est meilleur tu ne le verras pas malheureusement.

[Yvan_Delaserge]

Pendant que les électroniciens phosphorent, les satellites les survolent et des pluies arrivent sur la Bretagne. Voici une image que je reçois à l'instant même.

[Yvan_Delaserge]

Bonsoir, j'ai une question : est ce qu'avec une boite de sardines on ne devrait pas avoir un courbe en poisson ?

désolé, pas pu me retenir !! je sors

en tout cas, je trouve très fortiche de savoir faire ce genre de montage !

Cette histoire de poisson me fait penser à François Vatel.
Né à Tournai1 le 17 janvier 1631 et mort à Chantilly le 24 avril 1671, il est passé à la postérité en tant qu'organisateur de fêtes et de festins d’exception au château de Vaux-le-Vicomte, puis au château de Chantilly durant le règne de Louis XIV.

Il se suicide lors de la grande fête organisée par le prince de Condé en l'honneur de Louis XIV en avril 1671, parce que sa commande de poisson (pour plusieurs centaines de personnes) pour le repas du vendredi 24, jour maigre, n'était pas arrivée à l'heure prévue.

On pourrait s'amuser à placer dans sa bouche les mots suivants, à la vue de cette boîte de sardines:

"C'est pas Versailles, ici!"

[calculair]

C'est bien pour cela que la CAG doit être bloquée à un gain fixe.

Le plancher de bruit depend de la bande passante

Avec 80 dBm la bande passante est de plusieurs dizaines de MHz

Vincent PETIT
Re : Realisation pratique d'un preamplificateur d'antenne VHF
Avec l'analyseur de spectre tu peux essayer ce que j'ai écrit juste au dessus mais avec le SDR aucune idée.


J'y ai pensé, mais même avec la bande passante la plus étroite, le HP141 a son plancher de bruit ver -80 dBm.
Si je l'utilise en lieu et place d'un récepteur, vais-je obtenir un résultat valable?

Il y aurait la possibilité d'utiliser mon récepteur météo analogique, en branchant le HP141 à la sortie BF, mais c'est un récepteur FM. La sortie BF produit donc du bruit blanc plein pot, dès que le signal à l'entrée est en-dessous d'un certain seuil.

[Vincent PETIT]

En parlant du SA, c'est quoi comme animal ? Je veux dire c'est quelle marque et quelle réf ?

[calculair]

Bonjour

Pour fixer les idées , le bruit thermique inévitable à 20°C se situe à - 84,6 dBm pour 1 GHz de bande passante..... !!!

Pour 3 MHz de bande passante le bruit inévitable est à - 109,8 dBm

avec un facteur de bruit de 3 dB on devrait trouver un bruit de -109,8 + 3 = - 106, 8 dBm pour 3 MHz de bande passante

IL faut donc bien définir la bande de mesure

être sur des conditions de mesure

les chiffres évoqués ne sont pas crédibles d'autant plus que les conditions de mesures ne sont pas claires pour moi.

[Yvan_Delaserge]

En parlant du SA, c'est quoi comme animal ? Je veux dire c'est quelle marque et quelle réf ?

C'est un HP 141 avec les tiroirs 8555A et 8552B.

[Yvan_Delaserge]

Bonjour



les chiffres évoqués ne sont pas crédibles d'autant plus que les conditions de mesures ne sont pas claires pour moi.

Bonjour,
A quels chiffres vous referez-vous?

[titijoy3]

Cette histoire de poisson me fait penser à François Vatel.
Né à Tournai1 le 17 janvier 1631 et mort à Chantilly le 24 avril 1671, il est passé à la postérité en tant qu'organisateur de fêtes et de festins d’exception au château de Vaux-le-Vicomte, puis au château de Chantilly durant le règne de Louis XIV.

Il se suicide lors de la grande fête organisée par le prince de Condé en l'honneur de Louis XIV en avril 1671, parce que sa commande de poisson (pour plusieurs centaines de personnes) pour le repas du vendredi 24, jour maigre, n'était pas arrivée à l'heure prévue.

On pourrait s'amuser à placer dans sa bouche les mots suivants, à la vue de cette boîte de sardines:

"C'est pas Versailles, ici!"

Fichtre ! ma blagounette fait drôlement gamberger

[f6bes]

Bjr, Mesure de bruit d'un récepteur:
https://www.r-e-f.org/images/stories...s-de-bruit.pdf
Bon WE

[calculair]

Je ne comprends pas à quoi correspond votre plancher de bruit à -80 dBm cela correspond à quelle bande ? C'est un niveau de bruit pour une bande de l'ordre du GHz ...Voir mon message N°72

Bonjour,
A quels chiffres vous referez-vous?

[Yvan_Delaserge]

Je ne comprends pas à quoi correspond votre plancher de bruit à -80 dBm cela correspond à quelle bande ? C'est un niveau de bruit pour une bande de l'ordre du GHz ...Voir mon message N°72

C'est un analyseur de spectre plutôt ancien. Et effectivement, le tiroir 8855A peut fonctionner jusqu'à 18 GHz.
J'ai aussi un tiroir 8553B, mais il ne va pas plus haut que 110 MHz. Et le préampli que je cherche à mettre au point doit fonctionner à 137,5 MHz.

[Yvan_Delaserge]

Je vais essayer de faire des mesures de densité de bruit avec le montage suivant:

[calculair]

bonjour,

Je pense que le plus simple est de faire la mesure en sortie des ampli de fréquence intermédiaire dans une bande de fréquence moins large de la bande FI mais centrée sur la fréquence centrale de la FI.

Pour cela il faut connaitre le gain entre l'entrée et le point de mesure On fait cela avec générateur dont on connait le niveau de sortie.et on bloque la CAG

On ferme l'entrée du récepteur sur sa charge et on prend toute les précautions pour ne pas être perturbé par des signaux radioélectriques ( faire cela dans une cage de Faraday ou en sous sol ou bien protéger le récepteur avec du papier d'aluminium.

Mesurer le niveau reçu dans le filtre de bande à la sortie des ampli FI la puissance reçue

si G est le gain et B la bande passante du filtre de mesure

F = Puissance mesurée / G KBT



quant à l'analyseur de spectre il faut être prudent sur les filtres HF et en bande be base et faire attention à la vitesse de balayage , on finit vite par voir n'importe quoi....surtout lorsqu'on a pas l'habitude de manipuler ce type d'appareil Le facteur de bruit de l'analyseur devrait être voisin de 10 dB . Il est donc inutile de mesurer le facteur de bruit avec, sauf apres une ampification minimale de 10dB ou même plus pour être plus précis.

[cubitus_54]

Bonjour,

Cette discussion a piqué ma curiosité.
J'ai mis un bout de fil à l'entrée de mon analyseur et regardé sur 137.1MHz
voici ce que j'obtiens. (j'ai essayé une ou deux autres antennes c'est pire).
je n'ai pas l'impression que c'est Noaa, j'ai deux modulations à droite (137.136MHz et 137.14MHz)

Vous pouvez me le confirmer

Merci

[Yvan_Delaserge]

Bonjour,

Cette discussion a piqué ma curiosité.
J'ai mis un bout de fil à l'entrée de mon analyseur et regardé sur 137.1MHz
voici ce que j'obtiens. (j'ai essayé une ou deux autres antennes c'est pire).
je n'ai pas l'impression que c'est Noaa, j'ai deux modulations à droite (137.136MHz et 137.14MHz)

Vous pouvez me le confirmer

Merci

Il y a bien d'autres satellites qui émettent entre 137 et 138 MHz, et avec une puissance bien plus importante. Les NOAA n'ont que 5 Watts de puissance d'émission.
Pour être sûr que c'est un satellite, le mieux c'est de balayer avec votre analyseur, une gamme de fréquences la plus étroite possible autour du pic que vous avez observé.
Puis d'observer une éventuelle dérive en fréquence, correspondant à l'effet Doppler.
Un satellite en orbite basse se déplace aux alentours de 25 000 Km/h et sur ces fréquences, l'effet Doppler est de quelques KHz.
Un passage de satellite dure une dizaine de minutes et au cours de ce laps de temps, vous devez voir la fréquence qui diminue de quelques Khz.
Ce sera bien sûr toujours dans le sens d'une diminution. Jamais d'une augmentation.

[Yvan_Delaserge]

bonjour,

quant à l'analyseur de spectre il faut être prudent sur les filtres HF et en bande be base et faire attention à la vitesse de balayage , on finit vite par voir n'importe quoi....surtout lorsqu'on a pas l'habitude de manipuler ce type d'appareil Le facteur de bruit de l'analyseur devrait être voisin de 10 dB . Il est donc inutile de mesurer le facteur de bruit avec, sauf apres une ampification minimale de 10dB ou même plus pour être plus précis.

Le 8555A possède un voyant "uncalibrated" qui met en garde l'utilisateur, lorsque c'est pertinent, contre une fréquence de balayage trop élevée.

Par exemple, pour réaliser les mesures de l'IP3 (voir ci-dessus), j'avais besoin d'utiliser la totalité de la dynamique dont l'instrument est capable: 80 dB. Pour cela, je devais utiliser le filtre avec la bande passante la plus étroite: 100 Hz.
J'ai donc dû utiliser un temps de balayage de 2 secondes, et de ce fait, utiliser la fonction "rémanence" de l'écran.
C'est ce qui explique l'effet "surexposé" (blooming, comme disent les anglo-sayons) de la base des traces.

[Yvan_Delaserge]

Voici les premières mesures de densité de bruit avec le montage présenté ci-dessus.

Le récepteur fonctionne en mode CW, c'est-à-dire qu'il est configuré comme pour recevoir du code morse. Il s'agit en fait d'une transposition en fréquence. Le signal HF envoyé au récepteur est transposé à l'identique dans les fréquences audio. En l'occurrence, 500 Hz.



Le générateur est suivi d'un atténuateur 20 dB afin de pouvoir générer des puissances aussi basses que -160 dBm.
On mesure la tension du signal 500 Hz aux bornes de la résistance 330 Ohms au moyen d'un multimètre.
On calcule la puissance du signal audio par la formule P= U**2/R.
Il y a ici une inconnue: Le multimètre va nous fournir la valeur RMS du signal. Si je mesure le 230 Volts du réseau, le multimètre va afficher 230 Volts, donc la valeur RMS. Pas la valeur pic: 325 Volts.
Certes, mais avec ce multimètre, ce qui est valable avec un signal 50 Hz, reste-t-il valable à 500 Hz? J'en doute, carj'ai pu constater que la valeur affichée par le multimètre variait légèrement si je varie légèrement la fréquence du signal 500 Hz. Je pourrais utiliser un instrument à galvanomètre, mais dans ce cas, je ne pourrais pas mesurer aussi bas que 1 mV.
On verra.

La puissance en mW est ensuite convertie en dBm. Puis divisée par le nombre de Hertz de la bande passante pour obtenir la densité de bruit.

Les mesures ont été réalisées avec deux filtres: L'un large de 1 KHz et l'autre de 50 Hz.

On voit qu'effectivement, comme prévu, la puissance du signal audio est plus importante avec le filtre plus large.

Et qu'en revanche, plus la bande passante du filtre est large, plus la densité de bruit est faible.
Est-ce cohérent? Merci d'avance à Calculair pour ses lumières.

Le graphique montre bien que le plancher de bruit obtenu est plus bas avec le filtre étroit.

Maintenant, la question qui se pose est la suivante: Est-il plus favorable de calculer le facteur de bruit du récepteur avec un filtre étroit ou avec un filtre large?

Je vais faire les deux et voir si l'on parvient au même résultat.

[calculair]

Bonjour ,

Normalement la densité de bruit par Hz pour un bruit blanc est constante.

en effet B = KTB et par Hz = KT et il il y a un facteur de bruit F alors B/Hz = F KT

Entre 1 kHz et 50 Hz , le rapport des bandes est de 13 dB, le bruit mesuré pour 1 kHz devrait être supérieur de 13 dB pour avoir une densité spectrale de bruit constante, comme cela devrait être pour un bruit blanc.

Normalement le bruit thermique est blanc, si les mesures ne confirment pas, il faut s'intéresser en premier lieu à la bande passante du dispositif.

Dans les systèmes de démodulation il peut avoir création d'un bruit triangulaire , c'est à dire que la densité de bruit augmente avec la fréquence .Le bruit est plus fort aux fréquences élevées qu"aux fréquences basses. C'est notamment le cas en modulation de fréquence. ( la tension démodulée est d'autant plus importante que l'on s"'éloigne de la fréquence centrale ) ( vieux souvenirs )

Je ne connais pas la démodulation des signaux morses .

Je te conseille de mesurer avant la démodulation . avec un wattmètre ou à défaut avec ton multimètre précédé d'une diode de réception et d'un filtre de bande pour rester dans les fréquences de fonctionnement du multimètres. Mais je ne sais pas la qualité de ce type de mesure. Là on bidouille un peu et cela mérite des manip de validation ( Le multimètre est fait en principe pour mesurer des signaux sinusoïdaux , pour savoir ce que l'on fait sur un signal non sinusoïdal il faudrait connaitre la manière dont l'appareil fait sa mesure ....

Si les mesures ne sont pas cohérentes c'est qu'il y a un " LOUP" quelque par....

[calculair]

Bonjour ,

Normalement la densité de bruit par Hz pour un bruit blanc est constante.

en effet B = KTB et par Hz = KT et il il y a un facteur de bruit F alors B/Hz = F KT

Entre 1 kHz et 50 Hz , le rapport des bandes est de 13 dB, le bruit mesuré pour 1 kHz devrait être supérieur de 13 dB pour avoir une densité spectrale de bruit constante, comme cela devrait être pour un bruit blanc.

Normalement le bruit thermique est blanc, si les mesures ne confirment pas, il faut s'intéresser en premier lieu à la bande passante du dispositif.

Dans les systèmes de démodulation il peut avoir création d'un bruit triangulaire , c'est à dire que la densité de bruit augmente avec la fréquence .Le bruit est plus fort aux fréquences élevées qu"aux fréquences basses. C'est notamment le cas en modulation de fréquence. ( la tension démodulée est d'autant plus importante que l'on s"'éloigne de la fréquence centrale ) ( vieux souvenirs )

Je ne connais pas la démodulation des signaux morses .

Je te conseille de mesurer avant la démodulation . avec un wattmètre ou à défaut avec ton multimètre précédé d'une diode de réception et d'un filtre de bande pour rester dans les fréquences de fonctionnement du multimètres. Mais je ne sais pas la qualité de ce type de mesure. Là on bidouille un peu et cela mérite des manip de validation ( Le multimètre est fait en principe pour mesurer des signaux sinusoïdaux , pour savoir ce que l'on fait sur un signal non sinusoïdal il faudrait connaitre la manière dont l'appareil fait sa mesure ....

Si les mesures ne sont pas cohérentes c'est qu'il y a un " LOUP" quelque par....


Je viens de calculer la densité spectrale du bruit thermique à 20°C = -174,57 dm /Hz

[calculair]

Une remarque : Si le multimètre mesure ure puissance supérieure avec un signal audio fort c'est que le signal mesuré a des composantes spectrales hors du filtre de mesure ..

[Yvan_Delaserge]

bonjour,

Je pense que le plus simple est de faire la mesure en sortie des ampli de fréquence intermédiaire dans une bande de fréquence moins large de la bande FI mais centrée sur la fréquence centrale de la FI.

Pour cela il faut connaitre le gain entre l'entrée et le point de mesure On fait cela avec générateur dont on connait le niveau de sortie.et on bloque la CAG

On ferme l'entrée du récepteur sur sa charge et on prend toute les précautions pour ne pas être perturbé par des signaux radioélectriques ( faire cela dans une cage de Faraday ou en sous sol ou bien protéger le récepteur avec du papier d'aluminium.

Mesurer le niveau reçu dans le filtre de bande à la sortie des ampli FI la puissance reçue

Oui, c'est indubitablement la procedure classique lorsque l'on a affaire a un recepteur analogique de type superheterodyne.

Nous nous trouvons ici toutefois face a un SDR, un recepteur defini par software. Pas de frequence intermediaire (FI). Pas de CAG (commande automatique de gain). Le filtrage n'est pas realise par un vrai filtre de bande, mais par un algorithme.

Mais on va finir par y arriver, je suis confiant.
Et ce sera en grande partie grace a toi. Une fois de plus.
Merci Calculair.

[Yvan_Delaserge]

Pour recevoir du code morse dans un recepteur superheterodyne classique, on utilise le signal en sortie de la FI. On le melange avec un signal, produit par un oscillateur local, nomme BFO, de frequence proche de celle de la FI, de maniere a obtenir a la sortie du melangeur, un signal audible de quelques centaines de Hz.
Cela equivaut a transposer le signal sinusoidal recu par l'antenne du recepteur, dans la gamme des frequences audio. Le signal audio est alors une copie conforme du signal recu par l'antenne. Seule sa frequence a change.

[Yvan_Delaserge]

Bonjour ,

Mais je ne sais pas la qualité de ce type de mesure. Là on bidouille un peu et cela mérite des manip de validation ( Le multimètre est fait en principe pour mesurer des signaux sinusoïdaux , pour savoir ce que l'on fait sur un signal non sinusoïdal il faudrait connaitre la manière dont l'appareil fait sa mesure

On a eu la meme idee. Je vais voir quel est le comportement de ce multimetre face a un signal sinusoidal de frequence variable entre 50 et 500 Hz. Je vais comparer ce qu'il affiche avec la valeur pic mesuree a l'oscilloscope.