Projet: système de réception complet amélioré autour d'une clef RTL-SDR

[Lambda]

Salut!

Histoire de ne pas trop faire diverger le sujet:

viewtopic.php?f=36&p=36925#p36925

Je vous présente ici une premère tranche de projet concernant les amélioratons possibles à apporter à une clef USB bon marché:

RTL-SDR.COM.

Très rapidement, un chouette produit qui ouvre bien des perspectives dans le monde du SDR, avec quelques défauts, mais pour le prix, franchement....

- sensible aux bruits rayonné par la proximité du PC et autre sources numériques, alim à découpage: par réception via l'antenne, voir même via le PCB de la clef du rayonnement émis par les perturbateurs proches cités, ou par conduction à travers les lignes d'alimentations et de données, pour faire court.

La première idée ici est d'immuniser autant que possible la clef de ces bruits, afin d'augmenter le SNR du signal reçu sur toutes les bandes accessibles par la clef.
(ces bruits augmentent le bruit de fond général, et génère des pics ou trains d'ondes espacés régulièrement sur certaine parties du spectre... émission parasites des Alims à découpage avec leurs harmoniques, néon, éclairage "intelligent" à LED, appareils domestique en tout genre,.....).

Rien qu'en débranchant le PC du réseau et en bossant sur batterie, on voit sur certaines portions du spectre une diminution immédiate du bruit de fond.

On doit pouvoir faire mieux...

La clef étant directement connectée sur un port USB du PC/laptop, fort pourvoyeur de toutes ces cochoneries, on va travailler à rendre ladite clef indépendente électriquement parlant dudit laptop.

Idée:

- En haut, situation classique, Clef connectée sur le port USB du PC, alimentée par celui-ci, transférant des donnéEs et en recevent à et de lui, ligne de masse commune.

- Au milieu, première étape à implémenter: séparation de la ligne d'alimentation. Tout ce fait au niveau de l'ajout d'un cable de connexion USB (avec ferrites) dans lequel on va sectionner/supprimer la ligne alimentation.
La clef sera alimentée par une pile de 9V (par ex) régulée en tension à 5V. on connecte le + de celle ci sur le trognon de ligne d'alimentation du cable USB, côté clef. et le - sur le fil de masse du cable coaxial.

Ainsi, la clef reste intouchée, on ne modifie qu'un cable d'extensin USB.

à tester...

- En bas, on pousse plus loin l'idée en insérant un isolateur galvanique, afin de complétement isoler les lignes de data, et aussi séparer les masses de la clef et du laptop.
: optocoupleur bidirectif, transfo d'isolation HF...

à se documenter sur ce qui est disponible dans ce domaine là, au niveau isolation galvanique pour port USB.

Ensuite:

- refaire un boitier blindé complet, un peu plus grand, intégrant un ventilo de refroidissement (alimenté par la batterie régulée mbarquée), lui même "faradisé", donc un boitier en structure "poupée gigogne"...


Quelque premières idées en vrac...

à+,
Lambda

[pejive]

Il suffirait d'intercaler un petit boîtier entre la clé SDR et le pc:
entrée connecteur USB femelle: on récupère 2 bornes pour l'alim 5V les 2 autres vers deux photocoupleurs (un pour le data+ l'autre pour le data-)?

sortie connecteur USB mâle avec seulement les 2 pins data reliés à la sortie des photocoupleurs ? masse commune évidemment

Je précise que je n'ai aucune idée de ce qui passe dans les fils "data"

Apparemment çà n'est peut-être pas aussi simple; mais il semble qu'il existe des chinoiseries toutes faites pour çà:
https://fr.aliexpress.com/item/33014611 ... lsrc=aw.ds
J'ai quand même un gros doute quant à l'efficacité contre les rayonnements électromagnétiques ...

[Lambda]

Oh, Salut!

désolé Pejive, je réagis un oeu tard avec ton dernier message... je l'ai simplement loupé..

Oui, c'est bien ça, je pensais aussi à ce genre d'interface.

j'en avais vu ici:

https://www.ebay.com/sch/i.html?_from=R ... i=40&rt=nc

Pour l'efficactié de protection, je pensais plus aux interférences directement transmises par conduction aux travers des lignes, maintenant installer cette interface dans un boitier metallique relié à la masse du SDR, je pense que cela ne ferait pas de mal.

Pour les signaux parasites transmis par emission, eloigner la clef du PC/laptop + eloigner l'antenne du PC/laptop serait benefique, je pense...

Maintenant, j'aimerai avoir plus d'infos sur ce qui est proposé, au moins sur la "vraie bande passante" de ces dispositifs...

Je continue creuser.....

Merci!

à+,
Lambda

[Lambda]

Bon, en farfouillant sur la Baie, je suis tombé sur un produit qui semble correspondre pile poil à la troisième configuration dans mon schéma du dessus...

https://www.ebay.com/itm/USB-Isolator-B ... SwGyleZ-Ub

Périphérique complètement isolé galvaniquement partant du PC/laptop
Périphérique alimenté par le bias d'une pile de 9V (regulation a 5V embarquée, j'imagine bien): Le périphérique peut tirer jusqu'à 500 mA (a conccurence de la durée de vie de la pile de 9V), la clef RTL-SDR.com V3 consomme au travail environ 300 mA, ca passe...

Parmi les monceaux de gadgets et chinoiseries trouvée, ce modèle, quoiqu'utilisant comme la plupart apparament le même circuit principal (ADUM4160), m'a semblé mieux décrit et présenté, et cohérent avec l'idée que je me faisais du truc, avec l'usage d'une pile pour alimenter le peripherique, afin d'etre vraiment isolé du PC/laptop...

Ici le datasheet du circuit utilisé dans cet isolateur:
https://www.analog.com/media/en/technic ... uM4160.pdf

j'en ai commandé un, on va voir ce que ça donne avec la clef sur mon laptop.

à+,
Lambda

[Lambda]

... salut!

Petite question les gars, Peut-être spécialement pour Pejive???

Je suis en train de me rensigner pour un petit pre-ampli large bande de reception qu'on trouve a 3 francs six sous sur E-Bay, Aliesexpress ou Amazon, une chinoiserie quoi...

https://www.amazon.com/HiLetgo-0-1-2000 ... B01N2NJSGV

Ici aussi avec un peu plus de "descriptif"...

https://www.ebay.co.uk/itm/1pcs-0-1-200 ... SwG4BeuQgU

Et en observant le truc de plus près, ca me fait penser a des trucs que j'avais monté a base de MOSFET du type BF961 ou BF981, sauf que là y'a un truc que je comprends pas...

J'ai l'impression que on a affaire aussi a un système a base d'un MOSFET bi-grille là aussi, et suivant ce que je crois avoir interprété sur cette platine, on aurait un montage du type source commune.

Du coup, on a bien le signal à amplifier injecté, à priori sur une des 2 grilles du composant, mais j'ai comme l'impression qu'il y'a un élément qui manque...
La pin recevant le signal, après la premiere capacité de liaison, ben elle n'est pas polarisée... du point de vue continu, elle est à un potentiel flottant, j'ai l'impression...
Hors il faudrait polariser cette pin, soit avec une resistance d'assez grosse valeur, pour la ramener à 0V, ou même avec une induction d'arrêt... Mais là en regardant autour de cette pin, y'a rien, elle est toute seule sur sa piste... Ou alors il y'a un truc que j'ai pas vu, ou que je ne comprends pas simplement....

Pejive, tu en penses quoi? (et vous aussi les copains, si vous avez une idée...).

Cela m'intrigue ce truc..... J'au vu pas mal de retour sur YT d'essais de cette platine, ca semble améliorer en effet de façon substantielle le SNR de fçon générale (maintenant les gains en amplification des "dépliants" sont peut-être un peu otpimiste....

Merci par avance pour vos lumières!

à+,
Lambda

[Lambda]

... J'ai fouillé un peu, ça y'est je crois que j'ai ma réponse...

le composant 4 pattes "N02", n'est pas un simple MOSFET bi-grille, mais un circuit MMIC... donc un type de circuit intégré avec tout ce qui est composant de polarisation déjà intégré dedans....

Voir entre "IC-INA 02186" (circuit équivalent plus ancien, son "papa"...) et "Intermodulation"

https://pa0fri.home.xs4all.nl/Ant/Activ ... %20eng.htm

Je suis un peu truffe quand même... ...

Bon tout ça, c'est pas direct astro, mais si ca peut apporter du grain à moudre pour les manips satellite, Raie Hydrogènem radio-astro low cost....

à+,
Lambda

[bemo47]

Ben moi je peux pas aider, juste apporter des constats sur les parasites.
As tu vu ce que j'ai mis dans mon post sdr, ici c'est le petit Switch ethernet 8 ports qui génère 15 dB de bruit sur toute la bande et une multitude de pics.
Mais si je débranche l'antenne y a plus rien.
Est ce que ça signifie bien que ce n'est pas la clé qui capte les parasites mais bien l'antenne ? Pourtant dans le pré à 10m de la cabane.

[kawa]

Mais si je débranche l'antenne y a plus rien.

J'admire tous vos essais et travaux .
@Bemo pour un ancien cibiste je peux dire que plus d'antenne = plus de visuel sur les parasites -10 m c'est pas grand chose pour les ondes .
Dans le domaine des ondes j'ai vu des choses incontrôlables , bon là dans vos applications vous faites de la réception , en émission il y a même des dangers .

[Lambda]

Ben moi je peux pas aider, juste apporter des constats sur les parasites.
As tu vu ce que j'ai mis dans mon post sdr, ici c'est le petit Switch ethernet 8 ports qui génère 15 dB de bruit sur toute la bande et une multitude de pics.
Mais si je débranche l'antenne y a plus rien.
Est ce que ça signifie bien que ce n'est pas la clé qui capte les parasites mais bien l'antenne ? Pourtant dans le pré à 10m de la cabane.

Oui oui, Bemo47, je suis avec attention ce fil, mais je ne veux pas trop non plus le faire diverger sur mes lubies persos .. parce que vous le menez très bien, ce fil, sur la réception sat météo...

Clairement les parasites domestiques sont une plaie, faudrait couper le disjoncteur principal, le temps de la séance d écoute, si on veut faire du boulot propre... et dans ton cas, si tu veux te concentrer sur le 137 MHz, ou autre bande spécifique, en plus des précautions que tu as pris, rajouter juste en sortie d'antenne un bon filtre passe bande assez raide centré sur 137 MHz, par ex ici, ça serait un plus pour augmenter le SNR de ce que tu reçois...

A+,
Lambda

[bemo47]

oui j'ai bien vu ce type de filtres, il est aussi conseillé un ampli LNA avec filtre toujours calé sur les 137, mais ce que je voulais dire aussi c'est que je me demande si il est nécessaire de travailler à isoler mieux la clé elle même comme tu l'évoques dans ce post, alors qu'il me semble que la clé elle même ne capte pas trop de parasites...

quelque chose comme ça par exemple ? https://www.amazon.fr/NooElec-SAWbird-N ... B07TWPR871

mais, quand on parle de filtre calé sur 137... il va donc abaisser le signal sur cette fréquence, en quoi améliore t on la réception ? on baisse tout, les parasites et aussi le signal utile ? bref je ne sais pas trop comment travaille un filtre en fait..

[Lambda]

Ok Bemo47, j'étais pas synchro avec toi, ...

oui j'ai bien vu ce type de filtres, il est aussi conseillé un ampli LNA avec filtre toujours calé sur les 137, mais ce que je voulais dire aussi c'est que je me demande si il est nécessaire de travailler à isoler mieux la clé elle même comme tu l'évoques dans ce post, alors qu'il me semble que la clé elle même ne capte pas trop de parasites...

Alors, justement, c'est un point que j'aimerais bien vérifier...

En furetant sur le net on trouve quelques exemples ou apparament cela améliore pas mal les choses...

http://14frs1525.fr/cfu446/?p=1547

Il y'a aussi le fait que la clef rayonne pas mal de cochonneries par elle même (mixer, CNA, échantillonnage...),... ca re-rentre par l'antenne si celle ci est a proximité de la clef, mai aussi de l'ordi....

par exemple...

https://radioamateur.org/forums/index.p ... l-dsr-sdr/

Il est vrai que les notres sont dans un boitier tout métal, (mais à se poser aussi la question si il n'y a pas au moins une boucle de masse quelque part avec les prises USB et SMA en contact (?) avec le boitier) mais je me pose la question de savoir si cela ne fuite pas un peu de çi de là....
Quitte à refaire un boitier cuivre totalement soudé, avec une seule mise a la masse, seulement sur une des deux prises...)

Je pense aussi que cela doit dépendre du modèle de clef et si ça se trouve, du modèle d'ordinateur utilisé...

Ce soir, une fois tout le monde pieuté je vais faire dest tests systématiques en coupant l'elec chez moi (sauf la ligne alimentant mon chauffe eau gaz de ville... je sais pas trop si ça aime être débrancher comme ça et si ça se rallume en automatique sans passer par une procédure quelconque.... j'ai pas la notice de mon chauffe eau... ).

Un truc aussi utilisé en VHF UHF, c'est de monter tout ce qui est préampli et tout ce qu'on peu en terme de chaine de réception, le plus près de l'antenne... Pour éviter de recevoir et amplifier du bruit capter par le câble lui-même... Bon dans un monde parfait, avec un système de symétriseur parfait permettant de passer d'une antenne parfaite symétrique à un câble coaxial parfait, la question ne se poserait pas, comme Pejive le disait, le câble coaxial étant blindé de conception il est censé éviter ce genre de problème....
Mais dans la réalité, je pense qu'il y'a toujours un chouilla de gaine de courant, de problème de couplage antenne-cable-recepteur, desapdaptation d'impedance, problème de passage symétrique-disymétrique, influence de l'environnement immédiat,... Qui font que la descente coaxiale, elle doit un chouilla se comporter comme une antenne et donc être capable de ramasser un peu de bruit RF.... d'ou l'utilité de coller le préampli et tout ce qu'on peut, le plus près possible de la sortie de l'antenne....

Du coup, la clef SDR pourrait se monter directo sous l'antenne? Mais là du coup, niveau débit, bande passante, il faudrait utiliser une rallonge USB pas trop longue pour aller jusqu'au PC/laptop....

mais, quand on parle de filtre calé sur 137... il va donc abaisser le signal sur cette fréquence, en quoi améliore t on la réception ? on baisse tout, les parasites et aussi le signal utile ? bref je ne sais pas trop comment travaille un filtre en fait..

Non on, au contraire, to filtre passe bande calé sur 137 MHz va laisser passer tout signal émis sur 137 MHz dans une bande passante donnée qui va dépendre du type de filtre utilisé, de son ordre, (on la definit classiquement comme étant la largeur de bande a un niveau de 3dB en dessous du max central de la bande passante)... en gros plus le filtre est sélectif, plus la bande passante sera étroite, et meilleure sera la rejection des fréquences annexes indésirables...
On peut jouer aussi sur la forme de la bande passante, sa réponse....

En fait, dans le principe, c'est exactement l'équivalent RF de nos filtres "narrow band" astro.....
Il y'a aussi les filtres Passe-Bas, passe haut, des notch filters (coupe bande) qui laissent tout passer sauf une gamme de fréquence étroite donnée, etc....

Pour le filtre en 137 MHz donc, comme le bruit reçu avec le signal utile est généralement large bande, ou un melange de pics a diverses frequences fixes + bruit de fond general large bande, on va donc réduire l'encombrement spectral dudit bruit, et laisser passer le 137 MHz sans y toucher idéalement.... donc au final augmenter ton SNR sur 137 MHz....

Maintenant en passif, il y'a toujours des pertes de transmission au travers du filtre, même sur la bande passante privilégiée, mais c'est pas grave, seul le gain SNR est primordial.... après tu amplifie avec un LNA (pas trop, juste ce qu'il faut pour rattraer ces pertes, sans rajouter le propre bruit du LNA) et c'est bon...


Donc idealement:

antenne -> filtre Passe Bande 137 MHz -> LNA 137 MHz -> clef SDR très bien blindée ----(pas trop long)---> PC/Laptop

à+,

[pejive]

Exemple de filtre passe-bande

pas facile à réaliser en raison des faibles valeurs d'inductances et d'un des condensateurs.
En pratique la courbe n'est pas aussi belle que celle donnée par les calculateurs

[bemo47]

Donc idealement:

antenne -> filtre Passe Bande 137 MHz -> LNA 137 MHz -> clef SDR très bien blindée ----(pas trop long)---> PC/Laptop

oui mais il faut ajouter des alims... une pour le LNA je crois et une pour la clé si elle est déportée du pc et alim USB coupée... c'est bien ça ?
enfin au moins alim du LNA, et si près de l'antenne... petit problème de cable à tirer, à moins qu'une pile adéquate fasse l'affaire ?

[Lambda]

Alors avec la clef RTL-SDR, la version actuelle comporte une fonction "bias Tee", bref, elle peut alimenter un tête LNA par le coaxial reliant ladite Tête et la clef....

https://www.rtl-sdr.com/tag/bias-tee/
(illustration intéressante pour le questionnement de filtrage...

et là plus spécifiquement concernant l'alimentation du LNA via la clef SDR-RTL, avec la config "bias Tee"...

https://www.onesdr.com/2020/02/07/softw ... bias-tees/

Donc en théorie, si la clef est déportée/isolée du PC et alim USb coipé, comme tu le présentes, il suffirait d'une pile/batterie pour alimenter la clef et aussi le LNA qui serait du coup alimenter par la clef elle-même... À installer dans le boitier sous l'antenne, aussi.

LE coup de la pîle et de l'alim USB coupée, c'est un vers ça que je tend, avec le truc que j'ai commandé récemment...

[pejive]

Pas sûr que l'on puisse alimenter la clé avec une pile; vu comment elle chauffe (quoi que la mienne reste tiède) elle doit tirer pas mal sur l'USB à la limite des 500mA autorisés;
il vaudrait mieux une batterie.

[Lambda]

La clef toute seule consomme en focntionnement dans les 300mA.... avec la pile ca irait mais en effet pas longtemps... et si on rajoute une tete LNA alimentée par la clef, là clairement que la pile de 9V va se retrouver à genoux....

Comme tu le dis, une petite batterie serait plus appropriée.... ou une pile de 9V pour la clef SDR-RTL, via l'solateur USB et une autre pile de 9V dédiée pour la tête LNA (dans les trucs que j'avais vu, à base d MMIC, il me smble que c'est large au niveau alimentation, genre entre 6 et 12V acceptés...)
à voir....

à+,
Lambda

[bemo47]

au passage coté conditions optimales il faut certainement éviter ça non ?

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et comme pile, peut on envisager ce type de pile ? il y en a de différentes capacités, celle est donnée pour 2800mAh mais il y a beaucoup plus aussi

image.png (336.16 Kio) Consulté 10689 fois

[Lambda]

au passage coté conditions optimales il faut certainement éviter ça non ?

Ah oui, dans la mesure du possible, on minimalise les longueurs de lignes autant que possible, éviter l'apparation d'incuctances hasardeuse sur le chemin du signal....

Au niveau batteries, Je n'ai pas une grosse culture, là je préfère plutôt vous lire sur les solutions technologiques , mais une solution fournissant 9V avec en effet un minimum de 1000 mAh, ca serait pas mal, histoire de pouvoir écoute/observer par session d'une ou 2 heure (pour au moins 2 sessions) avant de recharger...
Avec la tête LNA ane plus, je diaris plutôt 2000 mAh ou plus, à la louche....

- la clef (5V régulé) alimentée par la pile/batterie de 9V, lorsque connectée à l'isolateur galvanique USB (sur le modèle que j'ai commandé)
- la tête LNA directement alimenté en 9V par une seconde pile/batterie dédiée, histoire d'être tranquille, et de rendre le montage bien modulaire.

Après avec un batterie fournissant 9V et avec une capacité de plus de 3000 mAh (à la louche), je pense que tu peux tout alimenter en paix avec une seule.

Après, une batterie de bagnole avec un régulateur LM317 tout bête, surtout pas un DC DC converteur avec du découpage! posée au pied du mat d'antenne sous un caisson l'abritant.... Ca le ferait bien....

2, 3 idées rapido...

à+,
Lambda

[pejive]

au passage coté conditions optimales il faut certainement éviter ça non ?
et comme pile, peut on envisager ce type de pile ? il y en a de différentes capacités, celle est donnée pour 2800mAh mais il y a beaucoup plus aussi

tu imagines la tête des électrons quand ils sortent du tourniquet?
le problème avec les câbles c'est qu'ils sont toujours trop longs ou trop courts.
La "pile" est une batterie rechargeable type Lithium-Polymère; comme capacité ce n'est pas mal, mais on trouve des tensions exotiques..je ne sais pas si çà existe en 5V
Si on part d'une conso de 500mA il faudrait une 36000 mAh pour tenir 72 heures, avant de recharger
J'ai pensé à un truc: panneau solaire + batterie; çà marcherait tout seul

[bemo47]

J'ai pensé à un truc: panneau solaire + batterie; çà marcherait tout seul

ah, pas bête ça.... justement je construit une ferme de panneaux juste à coté, 10 panneaux de 300W crête, donc 3kW, maximum autorisé sans formalités, en autoconso, mais comme je vais en fait en mettre 12... j'en ai deux un peu hors course....
mais au final l'objectif c'est quoi ? c'est qu'avec des batteries on évite des parasites ? sinon un cable et un transfo au bout et c'est plié...

[Lambda]

mais au final l'objectif c'est quoi ? c'est qu'avec des batteries on évite des parasites ?

exact, du coup se serait dommage de réduire tout ses efforts d'installation propres (emplacement d'antenne dégagé, blindage, isolation pert USB, ferrite, cablage court, séparation cable signal des cables alimentations, découplage en tout genre) à néant en injectant généreusement des saloperies (CPL et autres,...) à partir du réseau via un transfo, chargeur quelconque....

[Guimby]

Juste en passant (très) rapidement, pour la pile vous avez regardé du côté des lipos utilisées en modélisme ?
Ca ne coûte pas forcément très cher, et les dronistes utilisent ça. Je pense que les drones ont de bons pics de consommation... Du coup vous devriez avoir de quoi faire

[pejive]

Il ne semble pas y avoir de grosses capacités dans les batteries pour le modélisme; au mieux 5000mAh en 7,2v

[pejive]

@Lambda je n'avais pas vu ton message sur l'ampli large bande.
J'ai trouvé aujourd'hui celui-là à base de PGA103
https://f1jky.pagesperso-orange.fr/bido ... hubert.htm
moi qui fait des plans pour un préampli à mosfet avec tous les circuits accordés

[Lambda]

Merci Pejive,

Très intéressant, ce LNA à base de ce composant, et avec un NF bien inférieur à celui équipé du MMIC N02 ou IC-INA02186 (NF autour de 2 dB d'après le datasheet pour ce dernier, et encore à 0.5 GHz, au delà je sais pas..., contre en gros 0.6 dB max, jusqu'à 1 GHz pour le PGA-103+ que tu viens de me faire découvrir...).

Pour le MMIC "N02", je suis infoutu de trouver des infos pertinentes, datasheet... je serai curieux de connaître son NF jusqu'à 1 GHz...

Bon, le petit machin chinois est en route, trop tard, je vais voir déjà ce que cela donne et si cela va dans le bon sens, couplé à ma clef, en terme de capacité à chopper du petit signal au ras des paquerettes, je pense que je vais m'empresser de me procurer un de ces petits préampli que tu m'indiques.

Je vais contacter son créateur, mais sa page à quelques années, fort possible que ses "stocks" soient épuisés.
Mais à partir de la référence du composant, on tombe aussi sur cela en alternative, par exemple:

https://www.ebay.com/itm/PGA103-Ultra-L ... SwawpXqc7L

En tout cs merci à toi pour cette découverte!

à+,
Lmbda