SDR, c'est quoi?

[VE2PID Pierre]

Démontres-moi s.v.p. comment on peut avoir un rig a direct sampling sans que cela soit en même temps un rig à conversion directe.

C'est très concevable. On n'aurait qu'à faire un échantillonnage direct de la fréquence entrante (RF) puis de traiter ces échantillons en superhet logiciel. Ce serait une autre manière de contourner le problème de la fréquence-image (FI). Le superhet reste encore en 2015 "LA" solution la plus utilisée pour traiter ce problème de FI.

D'ailleurs, ce passage d'une documentation de Flex établit une distinction entre Direct Sampling et conversion directe, modèles à l'appui ...
J'ignore comment ils ont départagé le tout cependant.


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PS: Correction concernant un de mes messages précédent. Après vérification, je constate que les modèle Direct Sampling cités par Flex sont tous en conversion directe. Mais théoriquement, il serait possible de faire du Direct Sampling sans ajouter la conv. directe. Le ANAN-100D de Jacques est à la fois en dir sampling et en conv directe ...

[VA2JOT Jacques]

D'ailleurs, ce passage d'une documentation de Flex établit une distinction entre Direct Sampling et conversion directe, modèles à l'appui ...
J'ignore comment ils ont départagé le tout cependant. D'après moi, la raison du recours au mélange de la F d'exploirtation et d'une porteuse de synthèse est que pour accomoder des convertisseurs A/D , D/A à échantilonnage trop lent pour ce faire à la Nyquist de la F de réception du signal soit à cause (a une certaine époque) de la limite de design des convertisseurs ou pour des raisons d'économie d'énergie pour accomomer les "boucs de montagnes" (voir aussi post de Marc sur ce sujet).

Je n'a pas perçu dans les résultats de tests publiés une différence de performances suffisamment siginifcative entre les deux approches pour exclure les Direct Conversion de la gamme des radios SDR performants.

Je suspecte qu'u processus similaire de mélange soit essentiel à la démodulation synchrone (respectant la phase de la porteuse d'origine) si on est impliqué avec un signal en modulation de phase. Que ce processus ait lieu avant l'échantilonnage ou à l'intérieur du FPGA à un niveau strictement numérique il doit être fait.

C'est pour cette raison que j'ai mis les DSampling et DCconvertion dans le même panier. Y'a moyen de discriminer mais c'est pousser un peu je trouve bien que le DS offre probablement de résultats légèrement supérieurs mais à un prix certain aussi.

Voilà!

[VE2PID Pierre]

Je suspecte qu'u processus similaire de mélange soit essentiel

Et (j'y reviens souvent ...  ) ne pas oublier le problème essentiel de la fréquence-image. Il faut absolument en tenir compte. Ça se traite ordinairement grâce au principe du superhet (conversion à mélangeurs multiples).

Cependant, on peut maintenant choisir l'approche plus simple de la quadrature. On fait passer le signal audio provenant du mélangeur conversion directe par deux filtres de déphasage pour obtenir le Q. En le mélangeant au signal non filtré I, le comportement du signal voulu et celui de la fréquence-image sont différents.

- Les sinusoïdes I et Q de la fréquence voulue vont s'additionner ... exactement ce que l'on veut !
- Et les sinusoïdes I et Q de la fréquence-images vont s'annuler par déphasage donc la FI est éliminée ( réduite de 70 dB sur le KX3). Exactement ce que l'on cherche !

Processus intéressant et possible grâce aux traitements numériques.

[VE2OLM]

Hi  Pierre

la frequence image en digital ses un "non probleme"  il font un FFT  et ignore ou garde a  tout ce quit veule    sa ses la partie FPGA

le seul hic ses que le ADC doit sampler a >2foit la frequence maxinum de ton signal  de ou il utilise du ADC 122 ot 250msp  pour un radio 0 -70Mhz
et il metre un low pass filter pour etre certain que  rien passe au desut de 70MHz a lentre du ADC..

apres le FFT  if font un "decimation"  pour garder jute 196khz(anan)  ou 14mhz(flex) de signal  quit traite dans le DSP  ou le PC

Bref un SDR aune arcitecture bien diference du heterodyne convetionel  il se case pas la te a simuler un mixer  ou autre ..

[VE2PID Pierre]

la frequence image en digital ses un "non probleme

.... QSL  ... Mais Si on prend comme exemple le cas du KX3 dont la partie RF est en analogique, il y a bel et bien production de deux signaux I/Q à la sortie du mélangeur qui sont ensuite injectés dans le bloc IQ ADC. Je déduis donc que pour ce genre de SDR, ce n'est peut-être pas en FFT que se fait le rejet de la FI, mais plutôt par le déphasage ?

Bien sûr l'approche en FFT est plus "élégante" mais probablement plus couteuse en traitement (vitesse) ... ?

[VE2OLM]

Hi  ouin mait le KX3  plut un "hybrique"  luit il a deja un signal audio a processer  il a de SDR selement la partit demodulation du signal
de ou il entre en I/Q pour etre balencer et eliminer le buit et ce quit et pas desirer   Par contre etait le seul compromit aceptable pour un radio low power ... 

un SDR quit et a direct sempling  luit doit paser dun signal RF a un signal audio  via en autre un FFT  et ou decimation


p.s. le traitement de signal en quadrature je suit moit familier avec sa que le reste ;-)
ma job ses damener un signal de qualiter dans le FPGA ,apres ses le toruble du gas de soft de faire ce quit veux avec 

ses domage que jait encore un NDA avec GE le system que ont developait mesurait des uV sur une ligne a >735KV  sa fait une mechate game dynamique
et avec les spect de ses board las sa aurait fait un mechat Receiver SDR  avec 4 x  ACD 16bit @ 125msp  ,par contre eu traitait le signal en "time domain"
ont avait 10x  la precision sur la phase du signal que les gas de IREQ   

[VA2JOT Jacques]

Marc,
        Comment fait-on en Direct Sampling pour extraire l'information sur la phase de la porteuse quans elle n'est pas transmise telle-quelle?

En modulation QAM, je me souviens qu'il y avait périodiquement une séquence prédéterminée de symboles dont les valeurs I et Q étaient prévues pour conserver la synchonisation. Comment fait-on, avec le direct sampling pour aller chercher cette information?

[VE2PID Pierre]

... Concernant le "SDR c'est quoi?", je viens de me rappeler que j'avais adapté il y a environ 13 ans (!) un article de CQ  Magazine, et qui est encore sur le site de Radioamateur.ca. On en était au SDR-1000 ... Beaucoup de chemin de parcouru depuis ...

Lien: La radio définie par logiciels.

[VE2OLM]

Hi Jaques

jait limpresion que il l'extrait juste pas ;-)   ses tout avec le VFO quit place la porteuse ou tu veux pour quit ensuite il traite le signal ?

nour dans le temp avec GE ont se casait pas la tete ont etait couple Ac direct sur la ligne fack  ont avit jsute a filtre le buit et detecter le pasage par 0  re reference avec un signal GPS 1pps
remarque pour bien le faire sa a pri un peti genie avec avec un PHD  lol   
le system en question   https://www.gedigitalenergy.com/MD/catalog/BMT300.htm   80%  du desing harware vien de moit ;-)  yavait un ing pour le calcul des filtre analog ..


si te sujere   http://www.qsl.net/l/lu7did//docs/SDR/Innovative%20Demodulation%20Method%20for%20SSB_getPDF.pdf

mait sa tombe en soft et las ses pas mon ford ;-)

a+

[VE2PID Pierre]

p.s. le traitement de signal en quadrature je suit moit familier avec sa que le reste ;-)

Autre section d'article un peu plus récent tiré de QRP Quarterly de l'automne 2008. Il annonce ce qui devient maintenant une réalité. Remarquer que la quadrature I/Q est toujours présente, mais qu'elle est effectuée en logiciel. Et je présume que c'est encore le cas en 2015 ... ...

Voir aussi dans le dernier pdf suggéré par Marc (section 3,2) que c'est la même approche en quadrature I/Q (Phase Shift) qui a permis l'élimination des sidebands indésirés en BLU dans les rigs analogiques depuis plusieurs années. Elle est maintenant faite en codant dans les logiciels des équations dérivées.

[VE2OLM]

le Phil Harmand de larticle ses un des developeur originale du openSDR quit doner naisense au (Anan-100)

un tres bon Jack  jait jaser avec une couple de foit

[VA2JOT Jacques]

Pour votre information j'ai travaillé à la toute fin des années 60 sur des modems qui roulaient à 19,2 Kb/s en QAM sur des liaisons analogiques (c'était les plus rapides sur le marché et ça coûtait dans les $30,000 chacuns). Ceci avant l'invention des DSP tout ce que dont on disposait c'était de DIP pour la logique et des Op-Amps en capsule ronde multipins pour l'analogique. Je me souviens très bien avoir "scopé" les sorties I et Q du démodulateur. Ca occupait la moitié d'un refrigérateur contemporain avec une couple de douzaines de cartes enfichables. Le transmetteur occupait l'autre moitié de l'espace.

Y'avait une porteuse autour de 2,900 Hz modulée en BLU inférieure qui occupait jusqu'autour de 300Hz. On s'amusait dans le temps comme des petits fous car il fallait égaliser l'amplitude et la phase à la mitaine. Il faut pas oublier que tous les systèmes de transmission télécom de l'époque avaient été conçus pour la voix et il fallait se battre avec pour passer de plus en plus vite avec du data.

Avant ça, y'avait les cavernes et les signaux de boucanne

73,

[VE2OLM]

voue etiter chaceux des beaux op-amp monolityque 

me samble avoir entendue des histoire que avent a lepoque ou le centrale de bell etait a relait  la bande pasante etait wide open si ont peux dire
le seul facteur etait la reponse en frequence de la twist pair   et que la coupure franche a 3khz et venue apres ou il  not comecer a "digitaliser" la chose

une de de mes table icit ses un armoire en metal sur rouleete  de 3 pied de haux avec un rack 19" a linterieur  cetait un modem 300bps dans un hopital a coter dicit ;-)

[VA2JOT Jacques]

Le réponse d'un paire torsadée est est trè large. C'est quand on y ajoute de la pupénisation pour diminuer l'affaisement  progressif (pour favorizer la voix) que ça se gâte. Ca déboule après 2,400 Hz. Y'a eu un programme de dépupénisation vers la fin des années 80 en prévision du déploiment de la transmission numérique RNIS/ISDN et l'ADSL. Dans le réseau local, l'ISDN n'a pas connu grand succès ici.

La grosse limite c'est dans le réseau interurbain et inter-centraux. En analogique, y'avait les filtres bandbass de voies en BLU. les plus récents donnaient 3,200 Khz sur des canaux espacés de 4 kHZ. En numérique, (T1-DS1) Y'a dans le module de voix (channel unit) un convertisseur A/D et D/A à 8 bits (des fois 7 aux 8 trammes) avec sortie numérique @ 56 ou 64 Kb/s. Le tout multiplexé avec d'atres canaux a 1,544Mb/s dont 1,344Mb/s est disponible pour le transport de la voix. Le reste servant à la synchro et la signalisation pré-RNIS.

La basse vitesse (150 baud et -) sur système télégraphe bipolaire CC. dans le réseau local (les relais) mais dans le transport inter urbain, on pouvait multiplexer une bonne douzaine de tel canaux dans un seul canal de voix. En 1980, y'avait encore 25,000 circuits de télégraphe en service au QC et en Ontario. Principalement enployé pour la protection de voutes commerciales (Banques) et la télémétrie / télécommande de systèmes critiques comme les stations de pompage d'oléoducs, les postes de distribution d'Hydro et les systèmes d'alarme hauts en gamme de l'époque comme le DVACS.

(Pardonnez l'Inponctuelle Digression)   

[VE2PID Pierre]

De VA2JOT Comment fait-on en Direct Sampling pour extraire l'information sur la phase de la porteuse quans elle n'est pas transmise telle-quelle?

Une façon de déduire la phase en tout temps (en modulation par phase PM ou en FM) consiste d'abord à former (par logiciel ou autrement) les deux signaux I/Q d'un signal entrant. Le signal I est l'original et le Q est sa copie en quadrature (i.e. décalée de 90 degrés). Ces signaux sont ensuite échantillonnés à leur tour.

Pour obtenir la phase à tout instant, il suffit d'utiliser l'une des équations suivantes: 
En modulation de phase PM = tan^-1(Q/I) où Q et I sont les amplitudes des signaux en quadrature. On passe donc par une arctangente trigo.
En modulation de fréquence FM = (Q_n·I_n-1-I_n·Q_n-1)/(I_n·I_n-1+Q_n·Q_n-1) où n est l'échantillon courant et n-1 l'échantillon précédent.

En fait, à partir de I et Q, il est possible d'effectuer plusieurs opérations en logiciel, et c'est de ce fait plus vaste comme pouvoir d'utilisation que les transformées de Fourier (FFT). Je présume qu'en 2015 côté SDR, c'est toujours le cas. Par exemple, la modulation en AM est une simple application du théorème de Pythagore.
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P.S.: (Pardonnez l'Inponctuelle Digression) yes ... pardonné ... la "dépupénisation" est Just Off Topic ..