Projets:Lab:2017:Peripheriques Angelia

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Un jeu de cartes périphériques au projet de SDR haut de gamme Angelia

Représentation 3D des cartes prototypes

Pourquoi

Début 2017, deux idées de projets "radio logicielle" (SDR) ont mûri à l'Electrolab.

  • Réalisation d'un émetteur-récepteur décamétrique (0/30 MHz) d'entrée de gamme architecture DDC/DUC, échantillonnage 60 MSPS sur 12 bits
  • Réalisation d'un émetteur-récepteur décamétrique (0/60 MHz) haut de gamme architecture DDC/DUC, échantillonnage 120 MSPS sur 16 bits, double récepteur

Le premier projet, Hermes Lite V 2.0, a été développé par Steve KF7O et est décrit sur le site Hermeslite.com Hermeslite.com.

Ensemble open source, open hardware, il reprend les fonctions principales du projets Open HPSDR initié par le Radioclub de Tucson, Arizona (TAPR pour les intimes).

Le second projet, Angelia, part du circuit imprimé nu d'un SDR également issu des travaux du TAPR : Hermes, évolution et intégration d'Open HPSDR. Angelia est la seconde génération de cette carte, également open source, open hardware


Si tout est fait pour que le Hermes Lite soit un transceiver autonome et complet, l'Angelia, en revanche, ne peut absolument pas fonctionner une fois ses composants assemblés. Il lui manque notamment :

  • Une alimentation 5/12/3/3 V
  • Une série de filtres à bande passante variable (une par récepteur)
  • L'électronique de commande de ces filtres
  • Les cartes de commutation d'antenne coté émetteur
  • Les cartes de commutation d'entrées des récepteurs
  • Un amplificateur de puissance HF couvrant de 1 à 60 MHz (chacun choisissant selon son budget la puissance qui lui conviendra). Angelia "nue" ne délivre que 500 mW
  • Un module de mesure de puissance directe et réfléchie
  • Un module de prélèvement du signal en sortie d'émetteurs, destiné à un système de pré-distorsion (aka "pure signal" en langage marketing Apache)
  • Éventuellement un module d'affichage en façade fournissant les indicateurs de bon fonctionnement de la station radio (puissance de sortie, signal réfléchi, température de l'amplificateur, indicateur d'émission, système de sécurité et de protection dudit amplificateur)

Filtrage : les héritiers d'Alexiares

Ce sont les premières extensions conçues par l'Electrolab, car indispensables au fonctionnement d'Angelia. En outre, une approche modulaire devrait ouvrir ce dévelopement à toute personne cherchant un ensemble de filtres émission/réception pour faible puissance -20 W maxi.

A l'origine, le projet OpenHPSDR utilisait trois filtres

  • Appollo,
  • Alexiares, dit "Alex", une
  • Apollo, un filtre passe-bas faible coût destiné à suivre un petit amplificateur HF de 10/15W baptisé Pennywhistle. Pour information, Pennywhistle fonctionne sur le Hermes Lite V 1.0 d'un membre de l'Electrolab depuis plus d'un an. Des liaisons de plusieurs centaines, voir milliers de km sont envisageables avec un tel ampli.
  • Alex est un filtre plus évolué. Il combine le passe-bas Apollo et un passe-haut. En jouant avec les fréquences de coupure de ces deux filtres, on obtient un filtre à bande passante variable. Alexiares est constitué de 7 passes-bas, 7 passe-haut, et d'un circuit de contournement (pas de filtre du tout). Selon les combinaisons, il peut se limiter à la fonction passe-bas uniquement, passe-haut uniquement, et passe-bande en combinaison.
  • Anicetus, un passe-bande en L qui n'a jamais vraiment été réalisé en série

Tous ces filtres ont été originellement conçus pour le système OpenHPSDR. L'évolution de la partie SDR n'a pas entraîné de modification majeur d'Alex. Pourtant, après Hermes, les cartes de génération Angelia et Orion Mk1 et Mk2 se sont vues enrichies d'un second ADC sur la chaine de réception. Mais toujours un seul filtre préselecteur.

C'est la raison d'être d'Alexandra et d'Alexandrie, un "fork" matériel d'Alexiares. La principale différence avec Alexiares réside dans la possibilité de piloter deux jeux de cartes LPF/HPF en parallèle. Alex n'étant plus proposé en "kit" par le TAPR, il a fallu redessiner totalement les cartes de commande et les filtres. En outre, les relais et plusieurs autres composants sont devenus introuvables depuis son époque d'origine, et le fait d'acheter sur le marché de l'occasion un circuit imprimé d'Alex ne sera pas franchement utile à un possesseur d'Angelia ou d'Hermes Lite.

Alexandrie, Alexandra

Trois PCB différents, pour un total de 5 cartes, constituent le "nouvel Alexiares double canal de réception".

  • Alexandrie est une carte de commande identique à celle d'Alexiares, mais légèrement augmentée pour piloter deux jeux de filtres LPF/HPF
  • Alexandra est le filtre lui-même. Il est séparé en deux cartes distinctes, l'une regroupe les passe-bas, l'autre les passe-haut. En adoptant une conception modulaire, cela permet à chaque usager de choisir la "richesse" de ses options. La version la moins coûteuse en temps et en composants -donc en argent- associe une carte Alexandrie à moitié peuplée (il n'est pas nécessaire de souder tous les composants pour qu'elle fonctionne sur un seul filtre) et un filtre passe-bas. Soit un total de deux cartes de 10x10cm reliées entre elles par un câble en nappe.

La version la plus riche comprend Alexandrie la carte de commande, complète, de deux section LPF Alexandra et deux section HPF Alexandra. Soit un total de 5 cartes 10x10, près d'une soixantaine de relais, 70 tores et près de 200 condensateurs... sans oublier quelques réglages à l'analyseur vectoriel.