J’ai achevé le montage de mon exemplaire du ModulAM, et le fonctionnement de l’ensemble a été immédiat (félicitations réitérées aux concepteurs !). Après avoir joué frénétiquement (!) avec les diverses fonctionnalités existantes, j’ai maintenant débuté quelques essais et mesures, portant notamment sur :
Le remplacement du LF351 (U2A) gérant l’entrée AF externe, par un TL071 ou un LF356.
Les mesures de consommation.
La précision sur les valeurs de fréquences d’émission.
L’objectif était de comparer les résultats obtenus par rapport aux investigations menées par l’équipe du projet, et aussi de statuer sur la substitution possible du LF351. Comme il n’était pas envisageable de consigner ces données dans le fil de discussion, c’est pour cette raison que j’ai rapidement élaboré le document en pièce jointe, forcément incomplet à ce stade de la rédaction.
Je ne me suis pas raccroché à un sujet déjà ouvert concernant le ModulAM, car aucun ne m’avait semblé approprié. Cependant si le modérateur le juge utile et pertinent, ce sujet pourra toujours être déplacé.
J’en profite également pour mentionner que j’ai substitué à l’optocoupleur 4N27 un modèle de type CNY17 que j’avais en stock. Entièrement compatible broche à broche, et présentant des caractéristiques électriques comparables au 4N27, son fonctionnement est ici validé.
En investiguant le fonctionnement d’un modulateur AM élémentaire, je viens de constater qu’il y avait une coquille entre le PCB et le schéma (v1.2.1). L’entrée MOD1 du schéma correspond en réalité à l’entrée MOD7 du PCB, et vice-versa. Pour les autres entrées MODx, c’est ok.
Pour mener mes essais, j’ai généré une liste avec une seule fréquence. J’avais supposé que dans l’interface utilisateur, le positionnement sur Fréqu. 8 allait concerner le moulateur MOD8, mais en réalité c’est toujours le MOD1 qui est utilisé. En résumé, l’affectation fréquence / modulation semble suivre le nombre d’entrées renseignées, indépendamment de l’indice Fréqu. x (si par exemple on saute délibérément une ou plusieurs lignes).
Concernant le différentiel sur mes relevés de consommation, je pense après coup que c’est tout simplement lié au fait que je n’ai pas encore câblé les LEDS de signalisation L1, L2 et L3.
Ayant peu de temps, je n’ai pas vraiment avancé. J’ai juste mis les cartes sur un fond de boîtier (photos à venir), et je me suis connecté à l’interface web.
Comme j’aime bien valider pas à pas plutôt que tout câbler et voir si ça fonctionne (ou pas…), j’ai regardé un peu où faire des mesures. Il me semble qu’une petite liste de mesures (oscilloscope a priori) à faire en différents points serait utile pour celui qui aura des problèmes. De même, j’aime bien avoir quelque leds simples qui indiquent par un simple clignotement que tout va bien. Là, il me semble qu’une information de la bonne communication entre la carte Orange et la Raspberry serait bienvenue, à moins que je ne l’ai pas vue.
Merci pour votre rapport détaillé concernant les tests et mesures de la section AF du ModulAM. Cela conforte tout à fait les observations que nous avons menées de notre côté.
Le TL071 de TI est décevant et son taux de THD n’est pas acceptable dans notre application.
Claude (de l’équipe) a effectué une série de mesures comparatives avec une dizaine d’amplificateurs opérationnels différents afin d’identifier des substituts au LF351.
Je dois mettre au propre les résultats et les publier ici (et sur le site du ModulAM) prochainement.
Disposer d’un rapport de mesures effectué sur un exemplaire de série câblé avec des composants d’origine différente des nôtres est très intéressant et montre que les écarts observés ne sont pas de nature à altérer les performances du système.
Vous autorisez-nous à publier votre rapport sur notre site internet, dans la section « Documents techniques » ?
Il peut sans doute intéresser les techniciens.
En ce qui concerne les écarts de consommation, oui les Led non encore câblées dans votre système sont sans très vraisemblablement à l’origine des valeurs de courant inférieures à celles que nous avons mesurées sur notre système.
Re,
Je vais regarder cela rapidement pour contrôle. Car l’origine de cette inversion que vous constatez est peut-être ailleurs.
En effet, il semble peu probable que la sérigraphie du CI ne soit pas en phase avec la terminologie du schéma, car c’est le logiciel de routage qui effectue automatiquement cette transposition.
En ce qui concerne l’affectation des canaux, effectivement c’est bien comme cela que ça se passe.
Une astuce pour réaliser des mesures sur chaque canal tout en pouvant affecter MOD1 à MOD8 suivant ce que l’on veut faire :
Créer une liste de diffusion avec 8 fréquences, toutes affectées avec la même station : celle qui correspond à l’entrée AF externe.
Ensuite, il suffit de déplacer le cavalier du canal souhaité (entre MOD1 et MOD8) pour lui affecter la source AF externe et ainsi diffuser sur le canal/fréquence attendu.
Merci de votre retour de manip !
L’oscilloscope ne serait pas d’un grand secours en cas de problème. La nature des signaux essentiels n’est pas de nature à une interprétation aisée avec un oscillo.
La seule chose qu’on pourrait diagnostiquer : « il y a un signal ou il n’y en n’a pas », mais savoir s’il est correct est improbable…
Côté supervision, c’est un aspect sur lequel nous travaillons.
L’idée est que l’IHM reste l’interface privilégiée de ce genre de test.
Actuellement il n’y a pas de véritables « conversations » entre l’OPZ, le RPI et l’IHM. Des ordres sont données, des informations sont transmises, mais il n’y a pas d’accusé de réception ou de messages indiquant des temps nécessaires d’attente ou de signalisations montrant que l’ordre a bien été assimilé et exécuté.
Ces améliorations, qui aideraient aussi au diagnostic en cas de dysfonctionnement d’un module, sont en cours d’examen et d’un probable développement à venir. C’est inscrit sur la feuille de route.
Voir les porteuses au moins, générée par la Raspberry. Et certains ont accès à un analyseur de spectre. Côté communication, puisque c’est de l’USB, on sait forcément si la carte Raspberry est bien connectée et reconnue.
Bien sûr Daniel, il n’y a aucun problème pour déposer ce document dans la section « documents techniques » du site dédié. Comme mentionné, je compte bien le faire évoluer avec d’autres relevés de mesures.
Je me suis aussi interrogé si dans vos mesures avec un signal audio externe, vous aviez tenté de charger l’amplificateur opérationnel par un ou plusieurs modulateurs, c’est à dire affecter la source externe à plus d’une fréquence. Je ne pense pas, mais ?
Merci pour l’astuce relative à l’affectation d’une même station aux 8 fréquences, je n’y avais pas pensé !
J’ai une remarque ou plutôt un constat concernant le bouton de reset (arrêt) du ModulAM. Il est mentionné qu’un appui de 2 secondes ou plus serait suffisant pour enclencher le processus d’arrêt. Or, je m’aperçois sur ma maquette que cette durée d’appui doit être de 5 secondes, qui est d’ailleurs aussi la durée à lquelle le ModulAM s’arrête complètement. Cette durée est aussi sensiblement identique à celle résultant de la commande STOP par l’interface utilisateur.
En d’autres termes, si la durée de l’appui du poussoir est de 4 secondes, la procédure d’arrêt n’est pas prise en compte, le système continue à fonctionner normalement. Est-ce un comportement normal ?
Exact ! ce que je voulais dire, c’est de faire en sorte justement d’utiliser tous ces « drapeaux » pour renseigner l’IHM et par voie de conséquence, l’utilisateur.
Pour visualiser les porteuses, nous sommes en digital, mais oui, pourquoi pas.
Toutefois cela ne sera pas très utile, car c’est directement en sortie du RPI, et si le signal est présent, sa conformité reste strictement liée au logiciel !
Merci pour votre accord.
Ce rapport sera donc publié sur le site et lorsque vous effectuerez des compléments de mesures, il suffira de mettre à notre disposition le document upgradé pour sa publication.
Oui j’ai déjà effectué ce test en affectant l’entrée EXT sur plusieurs canaux (même sur les 8)
Cela fonctionne a priori correctement.
Mais je n’ai pas les moyens de mesurer si la performance en THD reste constante, car mon démodulateur FMAB n’est pas sélectif sur le plan RF, il ne peut donc traiter qu’une seule porteuse et non un spectre multi-porteuse…
Pour le bouton d’arrêt, oui vous avez raison il faut maintenir l’appui assez longtemps et le temps de prise en compte s’avère variable…
Ce point va avec l’amélioration de l’aspect conversationnel entre RPI, OPZ et IHM que nous examinons en ce moment. Il n’est pas impossible que cette fonction soit remaniée dans la prochaine version afin de bénéficier d’un calibrage temporel constant.
Je reviens sur les mesures de taux de distorsion menées précédemment. Comme je le supposais, mon analyseur de modulation Sayrosa 252M qui est aussi de type large bande, plafonne dans sa valeur de distorsion propre. J’ai d’abord compulsé sa documentation, ce que du reste j’aurais du faire avant ! Le constructeur ne donne pas beaucoup de détails, mais la caratéristique ci-après est suffisamment explicite.
J’ai tout de même caractérisé cet analyseur de modulation, en lui injectant un signal AM issu d’un générateur SMH. On est bien dans ce qui est annoncé par le constructeur, et on ne peut donc pas rivaliser avec le FMAB de R&S.
Alors j’ai tenté une autre approche basée sur l’exploitation de l’analyse spectrale, et notamment sur la prise en compte des niveaux relatifs des composantes harmoniques. La référence à 0 dB est celle de la fondamentale du signal de modulation. Je me suis calé cette fois ci à 800 Hz. Je prends en compte le niveau relatif de chaque composante harmonique H2 à H6 (1600 Hz à 4800 Hz). Le calcul du taux de distorsion harmonique étant le résultat de la racine carrée de la sommation des carrés (linéaires) de chacune des composantes (ouf !). Le résultat me semble probant, car sans trucages (!) cela rejoint le résultat que vous avez obtenu de votre côté (le taux de modulation est toujours ici à 75%).
Ci-après les relevés de spectre, avec les valeurs des marqueurs relatifs qui ont permis d’alimenter la feuille de calcul. Ici la contribution au calcul du TDH de H5 et H6 est presque négligeable du fait de leurs valeurs de reculs. Le forum ne semble pas accepter le fichier de calcul au format ODS, mais je pourrai toujours vous l’envoyer en direct.
Si cette approche s’avère pertinente, il n’y aurait cette fois aucune limite matérielle pour évaluer cette caractéristique de TDH, si l’entrée AFext du ModulAM est par exemple dirigée simultanément vers les huit modulateurs.
Beau travail !
Cette approche me semble tout a fait pertinente en effet.
Elle a l’avantage aussi de donner des informations sur la répartition de la distorsion en fonction du rang harmonique.
Cela vaut la peine maintenant d’évaluer cette THD avec plusieurs canaux modulés avec le signal de test !
Toutefois, les résultats risquent d’être altérés par la caractéristique de linéarité des circuits de sortie, ou l’on va probablement se retrouver avec des produits d’intermodulation imputables à la combinaison des X fréquences, en fonction de leur valeur et du taux de modulation.
Mais en restant avec un taux assez faible (par exemple 30%) et en chargeant, pour chaque nouvelle mesure, un canal supplémentaire, cela devrait donner une bonne approche du comportement de la chaine de modulation en fonction de la charge.
Bonnes mesures !
Daniel
PS : êtes-vous satisfait de votre analyseur ? (Le mien est vraiment obsolète et je pense en acquérir un nouveau prochainement).
De manière complémentaire (et debout de bonne heure !), je viens d’évaluer cette approche à une configuration interne au ModulAM. Le signal modulant à 400 Hz est celui généré par le RPi Pico H. A ce stade, j’ai un peu de mal à comprendre ce que je visionne à l’oscilloscope relatif à ce signal 400 Hz, mais je verrai cela plus tard ! Le signal est manifestement à dominante rectangulaire, dans la mesure où ce sont les composantes harmoniques impaires qui sont plus élevées.
Compte-tenu de la convergence obtenue sur les deux résultats, je pense que la méthode de mesure à l’analyseur de spectre est validée !
Concernant cet analyseur Siglent, j’en suis totalement satisfait. Si j’osais une comparaison, il procure des performances bien supérieures à celles d’un HP8591E par exemple (résolution, plancher de bruit, etc.) Je possède aussi le petit TinySA Ultra qui pour un investissement modique donne plutôt de bons résultats. Tiens, je vais faire une capture de cette configuration avec ce dernier, et la communiquer dans un prochain message.
Bonjour,
le signal modulant à 400 Hz est un issu d’un fichier mp3 donc pas très « pur » et un lecteur le decompresse. Difficile de dire ce qu’il y a dans le flux produit in fine. Vous le trouverez dans un repertoire media sur l’opz.
Merci pour cette explication. C’est sans aucun doute la raison pour laquelle j’ai du mal à interpréter ce que je vois à l’oscilloscope.
@DWK Je viens d’effectuer une capture avec l’Ultra (cf. ci-après). Dans ce cas de figure, la limitation de la mesure c’est la résolution (RBW) qui ne descend pas en dessous de 200 Hz. A titre indicatif j’ai positionné un marqueur relatif sur H5 (200 Hz), et la valeur est comparable à celle renvoyée par l’analyseur Siglent (-31,8 dBc vs -31,5 dBc). Ce n’est pas si mal, si l’on considère le prix de vente de l’Ultra.
Concernant la suite des investigations, je vais sans doute réactualiser le document à partir de ces éléments. Après je tenterai la manipulation sur la base de huit porteuses, en fontion de mes disponibilités pour les prochains jours. J’ai également d’autres points en tête, sur lesquels je me pencherai prochainement !
Bonne idée !
Nous publierons le document une fois abouti.
Il ne faut pas se fier au 400 Hz interne qui n’est qu’un signal de test dont le taux de modulation comme la pureté spectrale ne sont pas documentés.
C’est un point à l’étude pour bénéficier dans une prochaine version, de signaux calibrés pour une assistance à l’alignement des récepteurs.
Bonsoir,
j’ajoute mes photos et modestes mesures ici, à déplacer s’il y a un meilleur endroit !
J’ai fait très rapidement quelques mesures ce soir (câble non totalement blindé pour aller à la Cinch…). Juste pour voir si cela fonctionne. A l’oscilloscope, sur les sorties porteuses de la Raspberry, on voit du signal carré, peu parlant.
Sur la bande GO, je retrouve bien les 4 fréquences de la configuration de base, mais je trouve aussi un pic assez important à 178kHz que je n’explique pas. Il est bien absent avant le démarrage de la carte.
J’ai remarqué aussi que les porteuses sont toujours présentes même quand on arrête la diffusion. Je n’ai pas testé la modulation avec un poste AM.
Côté câblage, j’ai cherché à faire au plus simple. USB soudé sous la carte, RJ45 utilisé sans rallonge. Il faudra juste ajouter le câble USB complémentaire. Je teste par étapes, donc c’est encore en mode test (leds sur la carte Orange, avec résistance intégrée). Il manque aussi le câble permettant le reset de la Raspberry, quel est son rôle exact ? Et pourquoi avoir utilisé un optocoupleur ?
Si vous n’installez pas le câble de liaison permettant le reset du Rpi Pico, il est normal que vous ne puissiez pas interrompre la diffusion. Lorsque depuis l’IHM on effectue un DIFF « Off », cette ligne passe de 1 à 0 pendant environ 110 ms, et la diffusion s’interrompt. Pour un DIFF « On », rien ne se passe sur cette ligne (état 1), mais je suppose que l’information arrive tout simplement via la liaison USB.
Concernant l’Orange PI, je viens de rectifier ce message après vérification sur mon montage. Tout comme le Pi Pico, tous deux fonctionnent dans une logique 3,3 V. Tel que câblé l’optocoupleur assure une fonction de porte inverseuse. Daniel va sans doute nous expliquer ce qui a motivé le choix d’un optocoupleur, en lieu et place par exemple, d’un simple transistor monté en inverseur logique.
Je n’observe pas de raie parasite vers 178 kHz, en tout cas pour la configuration « usine ». Méfiance avec l’analyseur de spectre, en termes d’une possible saturation, lorque les huit fréquences sont actives.
Pour comprendre le circuit RAZ du pico il faut savoir l’histoire du projet. La première platine que j’ai expédié à Daniel consistait en un Paspberrypi 3B+ et un FPGA Xilinx Spartan6. Maintenant ces deux sont difficiles à trouver. Heureusement à ce moment le pico est arrivé sur le marché. L’interface USB permet de connecter le pico à la plupart des ordinateurs. Donc on pourrait remplacer le Rpi3B+ par un ordinateur de récupération ou par un stick USB linux inserré dans l’ordinateur du bureau.
Je préfère USB parce ce système est largement répandu. Il est bien possible de remplacer le Orange Pi zéro par n’importe quel ordinateur le moment au le OPZ2 ne sera plus disponible.
Le modulateur que j’ai mis au point n’a pas d’IHM. C’était Claude Terrier qui a fait le boulot de lancer le développement de l’IHM. C’est pour faire marcher l’IHM l’équipe m’a demandé d’ajouter un fil pour faire le RAZ du pico. C’était fin 2023. Il y avait l’urgence de prévoir une platine sous le sapin de Noël des radiofilistes. Une solution rapide était utiliser le gpio OPZ2 pour le RAZ. Il va de soi qu’un fil RAZ en parallèle avec la corde USB en direct n’est pas une bonne idée. Ça fait une boucle qui fait la capture du champ venant de la platine OPZ2. L’optocoupleur sert a éviter cette boucle et aussi la boucle de terre faite par le fil de masse en retour. Je constate que la touche DIFF de l’IHM a besoin de ce RAZ. Si j’enlève le fil de l’optocoupleur, cette touche n’est plus en mesure de redémarrer la distribution de signal.
À mon avis il est meilleur de supprimer le circuit de l’optocoupleur par l’introduction d’un nombre magique qui fait redémarrer le pico par USB. En faisant ça, il devient plus facile à trouver un remplaçant de l’OPZ2 le moment ce nano ordinateur deviendra obsolete.
Doctsf (Modèles & Marques)
Annonces
