La R adio Log icielle

Transcription

1 La R adio Log icielle Présentation du système Principe Intérêt Etude pratique Architecture de la carte Vérifications expérimentales Confrontation à un problème : la fréquence image Présentation du problème Mise en évidence de la fréquence image Solution technologique Vérification expérimentale 1

2 Présentation du système Principe : En pratique Carte Son Échantillonnage à 48khz Carte SDR S DR : Software Defined Radio ( Radio Logicielle ) 2

3 Présentation du système Rôle de la carte SDR Energie électrique Signal d entrée RF Pulsation de l oscillateur local Convertir la fréquence radio en basse fréquence Signal FI de fréquence f < 24 khz ( échantillonnable par la carte son ) C arte S DR Avantag e Des cription Vis ualis ation du s pectre du s ig nal d entrée Filtrag e très performant passe-bande idéale. bande passant pouvant atteindre 20 Hz seulement. Traitement informatique du S ig nal réduction du bruit analyse du signal décodage C ompatibilité Modulation d amplitude, de phase ou de fréquence. Ecoute s imultanée Sur plusieurs fréquences à partir d une même antenne. 3

4 Etude Pratique Architecture de base d une carte SDR Sin(ω ot) Signal d entrée X fp f0 Signal I f0 fp Carte Son f0+fp G randeur Des cription Valeur f0 Fréquence de l oscillateur MHz fp Fréquence de la porteuse MHz f0 - fp Fréquence de sortie échantillonnable 0-24 KHz 4

5 Etude Pratique Vérification expérimentale Montage Test de l oscillateur 5

6 Etude Pratique Vers l oscilloscope Borne + du GBF 6

7 Etude Pratique S ig nal d entrée S ig nal de S ortie 7,000 MHz 373 KHz 7

8 La fréquence image Qu est-ce que la fréquence image? Spectre à l entrée du multiplieur fp1 f0 fp2 Spectre en sortie de la carte f0-fp1 = fp2-f0 fp1 : fréquence d écoute. fp2 : fréquence image. Mise en évidence expérimentale 8

9 La fréquence image Borne + du GBF Carte Son Fréquence image Fréquence désirée 9

10 La fréquence image Nouvelle architecture de la carte Multiplieur 1 Signal I X Sin(ω ot) Signal d entrée Carte Son Déphaseur de π/2 Cos(ω ot) X Signal Q Multiplieur 2 Oscillateur Local Déphaseur Alimentation Multiplieurs Amplificateurs Passes-bas 10

11 La fréquence image S uppres s ion de la fréquence imag e : Considérons le signal d écoute suivant: y1(t)=sin(2πfp1t) et fp2 la fréquence image. Opération du multiplieur 1 : Spectre d entrée des multiplieurs 1 k sin( ω 1.t ). sin( ω 0.t ) = k cos ( (ω 1 + ω 0)t ) cos ( ω.t ) 2 supprimé par filtre passe - bas 1 k cos ( ω.t ) 2 Opération du multiplieur 2 : 1 k sin( ω 1.t ). cos( ω 0.t ) = k sin ( (ω 1 + ω 0)t ) + sin ( ω.t ) 2 supprimé par filtre passe - bas 1 k sin ( ω.t ) 2 fp2 f0 fp1 ω = ω 1 ω k= 0 gain du multiplieur S ig nal Q déphas é de π /2 S ig nal I : Signal d écoute : Signal image 11

12 La fréquence image Vérification expérimentale Déphaseur Résistance variable Atténuation de -30dB Fréquence image Fréquence désirée 12

13 Supplément La Démodulation Sans I & Q : Traitement informatique lourd Exemple sur la démodulation d amplitude Signal d entrée Signal échantillonné Avec I & Q : Formules simples Type de Forme des S ig naux modulation amplitude I = A(t ). sin(ω.t ) Q = A(t ). cos(ω.t ) phase I = A. sin(ω.t + ϕ (t )) Q = A. cos(ω.t + ϕ (t )) fréquence I = A. sin(ω (t ).t ) I = A. cos(ω (t ).t ) Formule A(t ) = I 2 + Q2 ϕ (t ) = arctan(i / Q ) ω.t ω (t ) = arctan(i / Q ) 13

14 Oscillateur Local Déphaseur Alimentation Multiplieurs Amplificateurs Passes-bas 14