Projets:Lab:2011:SDR Widget

SDR Widget

La réalisation de la carte SDR-Widget est un projet de "mini groupe" réunissant 5 personnes liées à l'Electrolab et d'autres Radioamateurs situés un peu de partout en France (Antilles y comprises)

La "Widget" est une sorte de "super carte son" externe 24-bit 48k/96k/192k reliée à un ordinateur via un port USB 2.0. Sa principale caractéristique est d'offrir une dynamique exceptionnelle de 135 dB, bien supérieure à celles de cartes semi-professionnelles (M-Audio, Roland Edirol et semblables) que l'on trouve sur le marché.

Un firmware est d'ailleurs disponible à destination des audiophiles.

Mais le principal usage de la SDR Widget est de traiter les signaux I/Q provenant ou à destination d'un tranceiver logiciel (SDR, Software Define Radio). La Widget, pour sa part, a initialement été conçue par Georges Boudreau de Yoyodyne Consulting, avec l'aide et le talent de Loftur Jonasson TF3LJet de l'infatigable et non moins talentueux Alex Lee 9V1AL, lui-même père d'une carte d'extension pour le SDR Softrock, la Mobo 4.3. C'est d'ailleurs pour cette fameuse Mobo que la SDR Widget a été initialement conçue.

Mais compte tenu de l'importance que revêt un bon étage de traitement de signal dans un SDR, ces trois concepteurs n'ont pas souhaité dédier cette carte. Elle peut être utilisée par n'importe quel utilisateur de SDR, du Softrock à l'UHFSDR en passant par n'importe quel autre système de réception ou d'émission-réception capable de sortir des signaux I/Q avec une bande passante de 200 kHz.

Description Technique

Une description technique sommaire est disponible sur le site de Georges.

De manière très schématique, la Widget est à la fois un processeur audio émission et réception (CAN CNA 24 bits), et un microcontroleur destiné à piloter les éléments vitaux d'un transceiver SDR. Elle assure les fonctions suivantes :

- carte son haute qualité 48/96/192khz 24 bit sous Windows (pilote ASIO), Linux et OSX

- controle émission-réception (PTT)

- contrôle de la fréquence méthode DG8SAQ (pour VCXO Si570)

- contrôle de l'étage final (PA) en fonction des informations provenant d'un réflectomètre (SWR)

- contrôle de la température du PA

- contrôle et commutation des filtres de bande (cross-over paramétrable)

- gestion d'un afficheur 4 lignes

- prise en charge d'un encodeur optique de commande

Les différents firmwares peuvent être téléchargés sur le dépot google-code SDR-Widget

Plusieurs groupes de discussion anglophones réunissent des utilisateurs de la Widget. Notamment les google groups Mobokits, sdr-Widget,sans oublier le groupe francophone SDR Software

Un site Web est dédié aux Mobo 4.3 (extension du Softrock), à la version CMS du Softrock baptisé SR63NG (softrock 6.3 New Generation, encore une production Yoyodyne) et bien entendu à la Widget. On y trouve notamment les assignations de brochage des différents connecteurs

Réalisation

La réalisation ne devrait poser aucun problème pour une personne habituée à souder des composants CMS. Une certaine attention et une bonne loupe ou une binoculaire sont cependant nécessaire pour au moins un composant en particulier : le processeur 32 bits Atmel en boitier LQFP144

Les outils nécessaires :

- Un fer à souder avec une panne fine

- Une loupe ou une binoculaire

- du flux (à la résine ou au camphre)

- une bonne pince précelle

- Un flacon d'alcool isopropylique pour nettoyer le surplus de flux (seul solvant qui ne laisse pas de trace)

Prépositionnez le composant après avoir passé une légère couche de flux sur les réserves de soudure. La consistance du flux légèrement pâteux va aide à maintenir le composant en place. Faite attention à la position du détrompeur... ce n'est pas une fois la 144eme broche soudée qu'il faudra s'inquiéter du fait que le composant est ou non soudé dans la bonne position

Placez un très légère goutte de soudure sur la pointe de votre fer, puis soudez une broche située dans l'un des coins du CI. Vérifiez ensuite l'alignement des pattes et des pistes du coté opposé, le centrage du composant sur son empreinte, corrigez de quelques centièmes si nécessaire. Une fois le boitier parfaitement aligné, soudez une ou deux pattes sur le coin opposé du circuit intégré.

- Repassez une légère couche de flux sur le dessus des pattes du circuit

- Re-mouillez la panne de votre fer avec une infime quantité d'étain, puis glissez délicatement la pointe de la panne sur chacune des broches. Le métal en fusion doit, par capilarité, remonter sans problème sur la broche et joindre la couche d'étain "épargnée" du circuit imprimé. Si le circuit a été centré correctement, cette opération ne devrait pas durer plus de deux minutes au total pour les 144 broches. En cas d'excès de soudure, éliminez les "ponts" avec un morceau de tresse à dessouder, puis remouillez le contact ainsi nettoyé.

- Vérifiez les soudures une à une en lumière rasante pour détecter d'éventuels mauvais contacts ou court-circuits.

Il ne reste plus qu'à passer au composant suivant en respectant un ordre de montage simple : les composants situés au centre de la carte en premier, les composants périphériques ensuite, les composants les plus "hauts" en dernier (condensateurs chimiques, connecteurs) car ils sont susceptibles de gêner la brasure de composants plus petits ou de rendre délicate la soudure de composants situés sur l'autre face de la carte.

Le reste du montage n'appelle aucun commentaire particulier. Il suffit de suivre la liste des composants, vérifier la ou les valeurs avec celles portées sur le plan pour enfin souder le composant en place.

A noter :

- Deux points légèrement délicats sur la carte Microcontroleur : ne pas oublier de souder les deux composants ESD1 et ESD2 avant le connecteur mini-USB. Si l'on utilise des connecteurs avec détrompeur, il est nécessaire d'échancrer la base de l'embase de sortie I2C de façon à ce qu'elle n'appuie pas sur R607

- C806 et C807 sont des condensateurs prévus pour le "debouncing" du bouton reset. Ils ne sont pas nécessaires.

Les deux photos ci-après sont des images haute définition des deux cartes de la sdr-Widget,destinées à faciliter le repérage des orientations de composants (condensateurs polarisés, diodes et C.I.). Cliquez deux fois de suite sur chaque document pour obtenir le plus haut niveau de détail.