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   Introduction
   Mesure de spectre
   Un peu de reverse!
   Mesure de spectre en fonction de la bande passante
   Modification de la camera pour un emetteur tribande (ou plus)
   Probleme de reception
   Convertisseur reception 1200MHz=>UHF - premier prototype de F5SBV

Introduction
(16/10/2013)

Suite aux discussions sur le forum ATV, Marcel a fait venir cette camera pour nous permettre de faire des essais.
 

L'annonce du produit:
 http://www.idealez.com/hides/productDetail/en_US/74701

Les specifications techniques:
 http://www.idealez.com/tmresources/store/332635/DTV-CAM-DC-101_SPEC-20130722.pdf

Plus d'infos sur le site de HB9AFO =>  http://www.hb9afo.ch
                                                      Configuration_de_la_camera
 

On peut lire aussi des echanges sur le forum de OE7DBH:
                                                     http://www.oe7forum.at/viewtopic.php
Et particulierement a propos de la camera:
                                                     http://www.oe7forum.at/viewtopic.php?f=7&t=410&start=45#p1163
 

Pas de modification , parametres d'usine.   Frequence : 474MHz Bande passante : 8MHz Niveau mesuré a l'analyseur : -9dBm Attention ceci est une mesure de niveau et ne represente pas la puissance de sortie. Par calcul, j'estime la puissance de sortie totale à 6dBm

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Un peu de reverse !

L'idée est venue de regarder comment HIDES a concu cette camera:
 
 

Ci contre l'image de la premiere carte:                                                                  coté objectif   =>   En bas a gauche, c'est un AD8345 (modulateur QPSK, Freq maxi 1000MHz) On connait bien son frere, le AD8346. Juste au dessus, le circuit qui fournit le stream I/Q pour le modulateur. En bas, de l'amplification et du filtrage RF. A droite , le connecteur RF de sortie.
Ci contre le verso de la premiere carte. C'est surprenant, il y a peu de composants mais un connecteur assez fin pour la liaison avec la deuxieme carte. Sur ce connecteur doit transiter pas mal d'informations !!!
La deuxieme carte: Il y a du monde ici ! Avec le connecteur de liaison correspondant à la premiere carte coté verso. Les connecteurs, USB et carte SD.
Le verso de la deuxieme carte: On retrouve le rotary switch.

 
 

Mesure de spectre en fonction de la bande passante
(22/10/2013)
On peut changer les parametres de la camera en modifiant des valeurs dans un fichier sur une mini carte. Celle ci est lue au demarrage de la camera et la nouvelle configuration est chargée.

J'ai donc changé la BW pour verifier si la puissance est constante.
 
 

Ci contre, on peut voir trois courbes superposées:                 BW       Level by calculation - noire :    6MHz        +7,0dBm - bleue :    4MHz        +6,2dBm - rouge:    2MHz        +7,2dBm Frequence : 437MHz Le niveau mesuré change en fonction de la BW. En fait, plus la BW est grande, plus l'energie de l'emetteur est étalée. Ceci montre bien que l'on a tout interet à diminuer la BW si on veut transmettre loin, au detrimant de la qualité de l'image. Le calcul de puissance montre que l'on est toujours dans le meme ordre de grandeur (valeurs obtenus par calcul). Les variations sont imputables à l'imprecision de mesure due au bruit. Il faudrait un average plus long, ce que ne fait pas l'appareil utilisé.

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Et maintenant ???

Et bien oui, et maintenant qu'est ce que l'on en fait ?
 
 
 
 
 

Modification de la camera pour un emetteur tribande (ou plus)
 
 

Comme cette camera fonctionne a merveille, nous avons emis l'idée d'emettre sur une autre frequence que sur 437MHz.

Bien sur , grace au nouveau firmware, nous pouvons ajuster la camera sur d'autres frequences, dont 1280MHz. Mais le niveau est relativement faible et surtout chaque fois que nous voulons changer quelque chose, il faut flasher le firmware de la camera. Et puis nous nous sommes posé la question si nous pouvions utiliser le signal bande de base pour attaquer notre dernier modulateur tri-bande a base d'ADRF6755 ?

Qu'est ce que le signal bande de base?
Il s'agit du signal qui est fabriqué par le DSP pour etre envoyé au modulateur QPSK (AD8345).Tous les calculs d'encodage du signal TNT sont effectués par un circuit specialisé et ce signal complexe envoyé au modulateur QPSK qui cré le spectre rectangulaire que vous avez deja vu dans cette page, ce signal rectangulaire qui est composé de milliers de sous porteuses elles meme modulées en phase.

Qu'est ce que notre dernier modulateur tri-bande a base d'ADRF6755 ?
Nous avons beaucoup experimenté avec Marcel F5SBV sur le AD8346, ce qui nous a permis avec nos OL a PLL d'avoir des emetteurs DVB-S tri bande (437 - 1285 - 2307MHz) dont la frequence etait ajustable via un clavier, visualisable sur un afficheur LCD tout cela géré par un PIC.
Dernierement, grace au dernier circuit Analog Device ADRF6755, c'est d'un modulateur Quadri bande dont nous disposons (144 - 437 - 1285 - 2307MHz).
Bien entendu, nous ne pourrons pas emettre d"image DATV sur 144MHz, il n'y a pas la place.....
 
 

Au centre le circuit (boitier QFN c'est a dire sans pattes !) Comme le circuit chauffe (un peu !) il a fallu lui associer un dissipateur. Au dessus, un GAL6 pour bufferiser la sortie RF. A droite le microcontrolleur (PIC 16F628) Tout a droite, la nappe de l'afficheur LCD En bas a gauche, l'arrivée des signaux IQ. Juste a coté, le filtre de Nyquist.

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Nous voila donc partit a modifier la camera. Autant dire que, a la vue de la photo ci dessous, vous comprendrez que nous avons perdu la garantie constructeur!
 

Sur cette photo , on peut voir le capteur CCD.

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Mais ce n'est pas grave. Le signal ainsi devié est envoyé au module composé de l'ADRF6755 via un filtre adequat.

Voici ci dessous une mesure de spectre:
 

L'analyseur est précédé d'un attenuateur .

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Nous disposons donc d'un emetteur OFDM tri-bande (437 - 1285 - 2307MHz).
 
 
 
 
 
 

Probleme de reception
 

Nous avons une camera qui repond a tout point de vue au cahier des charges:
- compacte
- OFDM (resiste au reflexions)
- debit reglable
- emission en bande amateur (437MHz et 1280MHz apres flash du firmware)
- emission en bande amateur (437MHz , 1280MHz et 23xxMHz avec le modulateur ADRF6755)

Le probleme est de recevoir en bande amateur l'emission produite de cette camera. Nous allons nous rendre compte que ce n'est pas (si) simple...
 

Une petite question par mail sur le forum ATV , et la reponse de Pierre HB9IAM:
 
 

Bonjour Olivier Les tuners TNT testés suivants se laissent programmer à 437 MHz largeur de bande 6,7 et 8 MHz démodulation MPEG-2 et H264 - CGV Etimo 1T   (Grosbill Auchan) - Easy Home DVB-T NANO FLIP HD  (BestBuy-int.com – Carrefour) - CAHORS TVT260 HD Pour le 2 MHz le tuner NIM de SR-Systems et la clé USB de HiDES 73’s de Pierre f8bxa

Je tiens a souligner un point: ne pas tirer de conclusion definitive sur du materiel meme neuf, car aujourd'hui avec les changements de version de firmware, les caracteristiques peuvent changer à tout moment. D'ailleurs, les constructeurs l'inscrive sur les modes d'emplois. Les materiels qui sont cités ci dessus peuvent donc ne plus repondre à ce qui est annoncé.
 

Nous avons fait l'acquisition du modele TVT260. Le modele que nous avons eu entre les mains n'etait pas reglable sur 437MHz, donc pas d'image !!! Alors, peut etre que le firmware des modeles vendus aujoud'hui n'est pas le meme que celui acquit par Pierre. Ou bien il y a une procedure que nous n'avons pas trouvé. De toute facon, le choix n'est pas grand, que fera t on quand ces modeles seront epuisés ?

Il n'est pas ecrit à l'avance que les convertisseurs du commerce puissent recevoir du 437MHz. Les televisions modernes en sont capables car elles doivent recevoir en interbande, mais pas les terminaux TNT. En fait, les premiers exemplaires de boitiers TNT etaient, pour certains, capables de se regler sur la bande amateur. Peut etre que la norme n'etait pas figée, peut etre que les constructeurs de recepteurs prevoyaient la possibilité de recevoir sur les frequences des reseaux cablés...
Pour les modeles d'aujourd'hui, cela ne semble pas etre possible. Quelques contacts avec le SAV du modele que nous avons acheté semble nous l'indiquer, on nous a repondu que l'on sortait des caracteristiques du produit, on allait perdre la garantie (on allait presque mettre le feu chez nous !) . Vraiment, on nous prend pour des idiots !

En fait, les constructeurs doivent repondre a des normes et passer des qualifications de plus en plus severes. Aussi, ils ne laissent rien passer et repondent a un cahier des charges strict ! Sous peine, peut etre, de rater l'agrement. Nous avons donc pratiquement aucune chance de trouver un recepteur qui puisse decoder du H264 sur 437MHz .

Donc l'idée pour s'en sortir est de transposer notre signal (437 ou 12xx) vers une frequence compatible de la TNT. Aujourd'hui un recepteur TNT ne se regle plus par rapport a une frequence mais par rapport a un canal.
On trouve sur internet la table des canaux (source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Télévision_numérique_terrestre_en_France) :

Voici ci dessous le synoptique d'un transposeur, a l'image de ce que nous avons deja experimenté pour le 437MHz DVB-S. Nous transposions alors le 437 vers 1400MHz.

Pour notre besoin , il faut revoir le plan de frequence. Notre transposeur a besoin de convertir le 437 vers la bande UHF, c'est à dire de 474 a 840MHz. Un autre probleme est aussi de trouver une frequence libre, meme si le transposeur va masquer au recepteur le signal broadcast, afin que les faibles signaux soient recus correctemment. Il faudrait pour cela une frequence de la LO ajustable. Mais pour notre besoin, au depart nous nous cantonnerons a une frequence fixe pour des essais en local.
 

1ere possibilité: LO=45MHz
   signal de sortie 437 + 45 = 482MHz  => canal 22
                           437 - 45 = 392MHz
  Est ce que le recepteur est capable de filtrer les deux signaux du melange, plus le signal de la LO sans doute present egalement ?
  Un filtrage passe bande est sans doute necessaire.
 

2eme possibilité: LO=911MHz
   signal de sortie 437 + 911 = 1348MHz
                       437 - 911 = -474MHz  => canal 21 spectre inversé
  Là, c'est sans doute facile pour le recepteur.
  Un filtrage passe bande n'est sans doute pas indispensable.
  Mais le spectre du signal sera retourné, est ce que le recepteur est capable de decoder un signal inversé (USB->LSB) ?
 

Ci dessous une possibilité de realisation, à partir d'un proto retrouvé dans un fond de tiroir:

L'oscillateur est obtenu a partir d'un resonateur ceramique. Le probleme est de avoir si le bruit de phase est suffisamment bon pour transposer un signal OFDM.
Il faudrait -80dBc à 10KHz. Mesure a faire prochainement....

Une autre inconnue est la faculté pour le recepteur de corriger les derives en frequence ? de combien de KHz ?

Recapitulatif des inconnues qui sont autant de risques :
- bruit de phase
- retournement du spectre
- derive en frequence
 
 

3eme possibilité: LO=variable reception 437MHz

Si le decodeur n'est pas capable de corriger 1 ou 2MHz, un ajustement de la LO est interessant.
L'utilisation d'une PLL permet un ajustement de la LO au MHz pres.

transposition vers le canal 27
   signal de sortie 437 + 85 = 522MHz => canal 27
                          437 - 85 = 352MHz

transposition vers le canal 27
   signal de sortie 434 + 88 = 522MHz => canal 27
                          437 - 88 = 349MHz
 

transposition vers le canal 60
   signal de sortie 437 + 349 = 786MHz => canal 60
                          437 - 349 = 88MHz
 

3eme possibilité bis : LO=variable reception 23cms
Comment faire pour convertir un signal de la bande 23cms ?
=> dans le cas d'utilisation d'une PLL:

   signal de sortie 1287 - 813 = 474MHz => canal 21
                          1287 + 813 = 2100MHz

   signal de sortie 1280 - 806 = 474MHz => canal 21
                          1280 + 806 = 2086MHz

On pourrait imaginer une PLL que l'on programme grace a un microcontrolleur en fonction de la bande que l'on souhaite recevoir.
Il faut bien etudier la plag de couverture de cette PLL.
Apres configuration de la frequence FI, le microcontrolleur programmerait la PLL via bus serie et commuterait le filtre d'entrée 70cms ou 23cms suivant la demande.
 
 
 
 

Voici ci dessous le synoptique d'un transposeur, conversion de 1280MHz vers UHF.

Pour le besoin, il faut soigner trois points:
- le bruit de phase de l'oscillateur local
- la sensibilité du montage global est atteinte si les premiers etages sont suffisamment performants
- le filtrage
Pour des raisons de simplification, le premier proto n'est pas equipé de filtrage en sortie.

Le LNA:
Nous nous simplifions le probleme par l'utilisation d'un BF981 qui a deja bien fonctionné sur le convertisseur 437MHz.
Certe, ce n'est pas un transistor qui bat des records à 1,2GHz mais il est facile a approvisionner.

Ce LNA est suivi de deux MMIC de type MAR6. Le gain total est consequent et permet ainsi de compenser les pertes du mixer et du filtrage.

Le mixer:
SCM2500: conversion jusqu'à 2,5GHz.

L'oscillateur local:
Marcel a cherché et choisi un TCXO donc la frequence est 822.02 MHz.

   signal de sortie       1280 - 622 = 658MHz => canal 44
   (frequence image)   1280 + 622 = 1902MHz

Il y aura un leger decalage de frequence du signal converti. Nous ne savons pas quelle est l'erreur tolerée par les convertisseurs sur ce point là.

Le filtre:
Il s'agit d'un filtre interdigité tracé sur le circuit imprimé. Le reglage de la frequence se fait par des condensteurs ajustables.
Ce filtre est important car lui seul permet la rejection des signaux de la frequence image, qui tombe sur la bande telephonie (1900MHz).

Alimentation:
Deux tensions sont necessaires pour faire fonctionner l'ensemble. Un regulateur 8V ainsi qu'un 5V sont implantés et fournissent leur tension à partir du 13V qui est prelevé sur la ligne venant du terminal. Il faut bien sur que le terminal soit prevu pour delivrer cette tension, sinon il faut connecter une alimentation exterieure.

Photo du convertisseur:

Mesures - filtrage:

C'est le point qui a ete le plus delicat. Le filtre est imprimé sur le board et il n'y a pas d'autre reglage que les CV.
 

3 CV sur trois lignes imprimées permettent l'ajustement de la frequence. Malheureusement, il y a eu un probleme de design et le filtre ne pouvait pas etre ajusté au dessus de 1050MHz. Comme le filtre est imprimé, il n'y a pas d'autre choix que de jouer du cutter.

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Modification des lignes imprimées. La frequence est maintenant centrée sur 1280MHz mais il y a toujours un probleme. Cela vient de la ligne d'entrée du LNA. Un CV recalcitrant cré un notch de 20dB pile dans la bande radio amateur !!! Sans appareil de mesure, difficile de voir cela. Un bel exemple de la limite d'un composant...

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Apres un certain nombre de modifications, le filtre etait enfin reglé sur la bande HAM. La mesure a ete faite avec LNA et MMIC en fonctionnement. L'analyseur en mode tracker affiche -12dB. La reference du tracker est -42dBm.  Le gain global est donc de 30dB à la raisonnance.

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Mesures - signal de sortie apres conversion:

On peut voir ci dessous le spectre du signal apres conversion:
 

Comme evoqué plus haut, ce premier proto n'est pas pourvu d'un filtrage en sortie du mixer. L'inconvenient est que l'on retrouve tous les produits de melange. Comme notre objectif etait de voir une image, de plus lors de nos essais en labo, nous ne nous sommes pas trop preoccupé de ce probleme.    Ce dernier pourrait devenir bloquant dans le cas ou la frequence à recevoir serait bien en dessous de 1280MHz. Exemple d'une emission sur 1245MHz:      signal de sortie   1245 - 622 = 623MHz  Le signal convertit serait exactement centré sur la fuite de l'OL venant du mixer. Dans ce cas, il serait difficile pour le demodulateur de sortir une image. Afin de corriger ce point, il serait alors necessaire de concevoir un OL a frequence variable, avec une PLL par exemple.

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Mesures - signal de sortie apres conversion en fonction du niveau d'entrée:

On peut voir ci dessous les courbes de signaux en fonction du niveau a l'entrée.
 

Marker couleur                            center level     ACPR  vert                   : -28dB            -45dBc marron              : -24dB            -40dBc rouge                : -20dB            -27dBc Le point ACPR est pris à 5MHz. L'etalement du signal d'entrée a ete regle par pas de 5dB. On voit que : -le gain n'est pas de 5dB par 5dB (linearité) -l'ACPR remonte tres rapidement au point de saturation (13dB entre les courbes marron et rouge).

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Mesures sensibilité - NF:

Cette mesure permet d'apprecier la sensibilité.
Methode utilisée ENR (Source de bruit :  5dB @ 1GHz)
NF = 3,3dB

Ce n'est pas si mal considerant les difficultés de mise au point de la ligne d'entrée...
Mais la mesure est sans doute a optimiser considerant le manque de filtrage du module.
 

 Ré-utilisation du design du convertisseur DVB-S en changeant l'OL ? En cours de reflexion.
 
 

 Utilisation du transverter no tune conception F6BVA ? En cours de reflexion.