Projet ADS-B: Tuner SAT Mitsumi TSU2-E01P - 1

Le tuner Mitsumi ESU2-E01P utilise le circuit Sony CXA1165 pour la démodulation FM (fig.6 du datasheet ci-dessous).


Le signal entre à 480Mhz (broches 3/4) et est mixé avec un oscillateur local de fréquence fondamentale à ~455Mhz (mesure difficile à faire). Une boucle de rétroaction agit depuis le signal sortant sur la fréquence de l'oscillateur local. Celà doit démoduler la FM mais je n'ai pas encore compris comment.

Ce qui est important pour notre application - démodulation d'un signal tout ou rien à 1090MHz - est qu'avec une porteuse pure Fp, le tuner étant accordée à Fp-25Mhz, on trouve un signal de 25Mhz sur la sortie Bande de Base. Si Fp disparait, le signal en sortie disparait. Normal.
On peut même utiliser la sortie 1 (75 ohm) non cablée pour piloter un MMIC ou tout autre amplificateur d'entrée 75R avant la démodulation tout ou rien.

La meilleure modification me semble être de couper la boucle de rétroaction qui passe par R4 et de repolariser le VCO avec la tension qui va bien pour obtenir la FI désirée, 25Mhz voire même 70Mhz.

Un MMIC, et une bonne adaptation d'impédance (et idéalement un filtre 1020/1100Mhz) en entrée, devraient faire l'affaire pour tester le bon fonctionnement de ce tuner modifié en récepteur ADB-S.

Projet ADS-B: Tuner SAT Mitsumi TSU2-E01P

Désireux de commencer à jouer avec la réception des messages ADS-B transmis sous la forme de bursts à 1090Mhz, j'ai ressorti de mes placards un tuner satellite analogique Mitsumi TSU2-E01P. Du très classique: gamme couverte de 950Mhz à 1750Mhz, sortie bande de base [BB], sortie division par 256 [PSC], sortie AFC [AFC] et sortie AGC [LVL], l'ensemble étant alimenté en 5 et 12V.

La première manipulation vise à se débarrasser de cette contrainte de double alimentation en soudant un 78L05 (100mA) en boîtier SOP pour générer le 5V directement depuis l'alimentation 12V. Le boitier du tuner fait office de refroidisseur car il faut évacuer un peu moins de 3/4W, le 78L05 travaillant à sa limite en terme de courant fourni. Celà chauffe et l'on verra plus tard s'il est nécessaire de passer au modèle 78M05 (500mA).

Ensuite, n'ayant aucune documentation, il a fallu caractériser ce module.

La première étape consiste à relever la fréquence d'accord pour une tension d'accord variant de 0 à 28V par pas de 1V. La lecture de la fréquence sur la sortie [PSC] permet d'obtenir la fréquence d'accord par application de la formule Fa = Fd*256 - XXX, XXX étant la fréquence du premier changement de fréquence. Celle-ci est rapidement déterminée par corrélation entre la fréquence calculée de l'oscillateur local, le marquage du filtre SAW (D480) et les caractéristiques du tuner. Dans le cas présent, une première FI classique de 480Mhz est utilisée.

La caractérisation de la sensibilité a été effectuée en utilisant le signal [LVL]. Le tuner étant accordé sur une fréquence de 900Mhz (mon générateur ne va pas au-delà de 990Mhz), le niveau du signal injecté dans le tuner est augmenté par pas de 25µV et le niveau de sortie surveillé. Le niveau d'entrée minimal sera proche du niveau qu'il faudra injecter pour que le signal [LVL] soit établi et ne varie pratiquement plus. Dans le cas présent, ce niveau s'établit à 250µV (attention générateur en 50R débitant sur une l'entrée tuner en 75R).

La largeur de bande est estimée en balayant de part et d'autre de cette fréquence et en notant les fréquences pour lesquel le signal [LVL] décroche. On trouve ici une bande passante de 27Mhz, valeur compatible avec ces tuners.

L'idée m'ayant conduit à tester ce tuner est qu'il doit être possible d'utiliser directement le signal [LVL] comme sortie démodulée. Sans schématique, il est difficile d'identifier la source de cette information mais il est vraisemblable qu'elle soit produite à partir de la CAG. La question est alors de savoir si la bande passante de cette chaîne est compatible avec les exigences du mode ADB-S, à savoir des bursts d'une durée d'une micro-seconde. Si ce n'est pas le cas, il sera nécessaire de remonter dans la chaîne de démodulation pour extraire le signal de la première, ou de la seconde FI si celle-ci existe.

Un premier test permet de s'assurer que le signal [LVL] suit correctement une modulation d'amplitude appliquée au signal d'entrée. Un second test permet de qualifier son temps de réponse en déplaçant rapidement la fréquence injectée hors de la fenêtre de réception. La conclusion est sans appel, sauf à modifier les caractéristiques de cette chaîne, ce signal ne pourra pas être utilisé.



Il me faudra donc travailler sur le signal d'origine et démoduler celui-ci.

A suivre...

T264: Panne sur le Nardeux T.264

Depuis plusieurs mois déjà mon Nardeux T.264 montrait des signes de faiblesse, son synthétiseur partant dans 'les choux' au bout de quelques heures, puis le temps passant, quelques minutes. Un code d'erreur 22 ou 23 était affiché confirmant un problème dans le verrouillage de la boucle du pas de 10Hz ou dans la boucle principale. Aux grands maux, les grands remèdes, le Nardeux est passé hier à la révision générale.

Après une demi-heure passée à vérifier le fonctionnement de la boucle 10Hz, ce qui fût l'occasion de découvrir que mon second tiroir 7D14 n'affichait pas une mesure stable au hertz, le doute était levé, la panne se situait dans la boucle principale.

Une petite demi-heure plus tard, je découvrais que la tension de référence de l'intégrateur était absente. Le coupable était alors immédiatement identifié, un condensateur électrochimique de 100uF/25V monté en découplage. En regardant de très près celui-ci, je découvrais une trace de fuite d'électrolyte, son démontage confirmant l'existence d'une corrosion de la piste passant à proximité.

Une observation plus poussée de tous les condensateurs de 100uF/25V de la carte confirmait alors que nombre d'entre eux étaient atteint de la même maladie.

Une heure plus tard, les pistes nettoyées, et neuf condensateurs changés, le synthétiseur se verrouillait de nouveau sans aucun problème.

Il est probable que ce problème incombe à une mauvaise série de condensateurs, comme cela fût le cas un temps avec les condensateurs de découplage des cartes mères de certains PC. L'alimentation (12V) était ici parfaitement dans les tolérances, les condensateurs calibrés en 25V 105°C. Je les ai remplacé par des condensateurs identiques en capacité et tension de service, plus petits et calibrés en 85°C, n'ayant rien de mieux sous la main. Ce récepteur n'étant pas destiné à faire de la veille 24/24 7/7, il n'y a pas de raison à ce que les remplaçants ne tiennent pas.

VLF: Le TRC-361 aka RRBM7

J'avais eu la chance de pouvoir récupérer deux récepteurs VLF TRC-361 aussi référencés RRBM-7 dans la marine il y a maintenant plus de deux ans. Leur bloc alimentation était absent et sans aucune documentation il était difficile d'envisager pouvoir les redémarrer. J'avais pourtant commencé une opération de rétro-analyse en démarrant par les cartes de régulation sans arriver à réellement comprendre le fonctionnement de la carte 5V.

J'avais donc rangé les deux ensembles après avoir remis en état, et repeint, l'un des caissons métalliques. Ces derniers avaient en effet reçu de nombreux coups les ayant quelque peu déformés.

Il y a plusieurs mois, à la suite d'une longue recherche, l'un de mes amis a réussi à m'obtenir la documentation de ce matériel. Leur remise en état devenaient alors possible, les alimentations devant toutefois être reconstruites, ce qui repoussait encore un peu leur redémarrage.

Et puis, le généreux donateur de ces appareils nous ayant quitté, une des alimentations a pu être retrouvée au milieu de son matériel. Rien ne s'opposait plus alors à redémarrer l'un de ses équipements sauf peut-être le temps.

Ce week-end m'ayant laissé quelques libertés, je me suis intéressé à vérifier le fonctionnement de l'alimentation puis des cartes de régulations. L'inspection visuelle de l'alimentation a tout d'abord permis de mettre en évidence deux résistances 'carbone' ayant eu un coup de chaud, au point de se transformer en poussière lors de leur dessoudage.

Il s'avère que l'une des deux diodes Zener 6V du rail d'alimentation -12V était en court-circuit conduisant à augmenter le courant circulant dans les résistances ballast et d'amener celles-ci à fonctionner au-delà de leur puissance nominale. Après remplacement des deux résistances, et des deux Zeners par un seule zener de puissance de 12V, l'alimentation a pu être redémarrée.

Après que le fonctionnement des cartes de régulation ait été vérifié sur des charges, toutes les cartes du récepteur ont été remises en place, et l'équipement remis sous tension. Le fonctionnement du synthétiseur a rapidement été validé, un défaut étant toutefois constaté sur l'oscillateur local 7.8Mhz. Après remplacement d'un bon vieux 2N918 ayant passé l'arme à gauche, le récepteur est redevenu fonctionnel comme il l'était lors de sa première mise en service en 1973.

Ce premier équipement a servi sur l'Aviso-Escorteur BALNY, le second provenant lui de l'Aviso-Escorteur HENRY, les marquages portés par les services de maintenance sur les cartes attestant leur origine.

Le TRC-361 est un récepteur LF/VLF synthétisé par pas de 100Hz conçu à la fin des années 1960 pour la Marine Nationale. Il était, semble-t-il, en usage sur des escorteurs et dans les sous-marins de la Royale. Il couvre la gamme de 14KHz à 1.7MHz dans les modes A1, A2, A3, A4, A3J, A7J, F1, F4 et est doté de trois filtres mécaniques de 3.4Khz, 750Hz et 70Hz. Il utilise un premier changement de fréquence supradyne à 8MHz suivi d'un second changement de fréquence infradyne à 200Khz.

C'est équipement est normalement couplé à un convertisseur F1 TRC 10, ou TRC 365A, offrant une démodulation FSK avec le shift étroit - 20 à 70 Hz - en usage dans les systèmes VLF.

La qualité de réception est assez extraordinaire, et le filtre 70Hz incroyable. Quel plaisir de redémarrer un équipement de cette qualité en connaissant, qui plus est, le bâtiment dans lequel il était en fonction.

Gageons qu'il ne doit plus en rester beaucoup en fonctionnement de nos jours.

Bien trop de choses à faire et trop peu de temps libre

Cela fait plus de 8 mois que ce blog est en stand-by, signe d'une activité prenante tant sur le plan professionnel que privé. Voici tracés en quelques lignes les principaux événements ayant animé cette période d'absence.

Coté développements logiciel:
- le logiciel TTYTerm a fait l'objet d'une mise à jour destinée à intégrer quelques nouvelles fonctionnalités dont un système de macro-commandes,
- un sympathique utilisateur de ma bibliothèque de décodage du code SYNOP m'a aidé à fiabiliser le décodage de certains blocs,
- le logiciel RxIAX intègre désormais un mécanisme permettant l'enregistrement horodaté des segments sonores, et un lecteur dédié, dit RxIAXRdr, permet l'extraction et l'écoute de ces segments. Ce système s'est avéré fort utile en me permettant de capturer les échanges entre la tour d'ORLY et AIR-Force 1 à l'occasion des cérémonies du 6 juin.
- enfin, plusieurs modifications ont été apportées au logiciel de pilotage RxControl dont une fonction permettant la gestion du masque des mémoires, un mécanisme proposé par certains récepteurs.

En ce qui concerne les développements matériels, le travail le plus conséquent s'est avérée être la remise en état des deux ensembles RR-BM-5 dont j'ai enfin pu obtenir une documentation partielle mais suffisante pour en comprendre le fonctionnement d'ensemble. Disposant d'un fichier de connexion complet, il m'a été possible de reconstituer le câblage entre le récepteur, dit RS-562, le synthétiseur et le préselecteur. Trois nappes ont été recâblées permettant de redémarrer les deux ensembles. Un temps conséquent a été consacré au redémarrage d'une unité RS-562 destinée à rejoindre la collection d'un ami. Malgré tous mes efforts, et de trop longues heures de recherche, il m'a été impossible de trouver l'origine d'un perte de sensibilité de l'ordre de 10dB. Comme souvent, mieux avoir à faire à une panne franche qu'à un dysfonctionnement partiel et impossible à tracer. Pour ne rien arranger, les documentations établies dans les années 60 font appel à des références de mesure non précisées: "mesurer une tension de 100mV entre A et B sur la sortie du synthétiseur". Parfait, mais de quelle unité s'agit-il: Vrms, Veff et sur quelle impédance de mesure...

Pour le reste, le temps s'est partagé - dans le désordre - entre:
- la remise en état d'un second télétype SAGEM SPE5 (redémarrage en quelques jours),
- la remise en état d'une valise de maintenance SAGEM pour ces équipements (les transistors de puissance gérant les liaisons RON/TRON détruits),
- l'acquisition et la réparation d'un récepteur Collins Aviation 51M80 (piste 220V coupée dans l'alimentation),
- l'acquisition et la réparation d'une alimentation HP-6515A (HT 1500V),
- l'acquisition et la réparation d'un mesureur de niveau Siemens D2108 (condensateur tantale en court-circuit ayant entrainé la destruction d'un self de régulation dans la ligne d'alimentation et reconstitution d'un piste vers la sortie haut-parleur a priori volontairement coupée pour faire taire celui-ci),
- l'acquisition et la réparation de l'alimentation d'un TRC394A (second modèle) dont un condensateur de l'alimentation à découpage était HS,
- l'acquisition et la réparation d'un TRC294 (le modèle antérieur à mon TRC294A) dont le transistor ballast du rail 15V s'est mis en court-circuit à la suite de la destruction d'un condensateur tantale - un classique - ce rail passant ensuite à la tension d'alimentation de 30V entrainant la fragilisation de 31 tantales calibrés pour 25V et de quelques composants annexes),
- le redémarrage d'un TRC-361, dit RRBM7, un récepteur VLF embarqué dans les sous-marins,
- le redémarrage d'un récepteur panoramique TRC3941 dont on notera qu'il s'agit d'un panoramique RF se caractérisant par l'acquisition de l'information sur une antenne propre et non sur la FI du récepteur de pilotage,
- le redémarrage d'une unité de calcul automatique issue d'un système de guerre électronique datant de 1978 assurant l'acquisition automatique des stations d'émission dans une gamme programmée par le biais d'un TRC394C et du panoramique précité.

Coté équipements, outre les matériels précédents, le shack s'est enrichi:
- d'un analyseur de spectre HP-8558B bien utile,
- d'un récepteur CSF Stabilidyne qui reste à redémarrer,
- d'un récepteur Collins HF-2050,
- d'un télétype SAGEM TX32,
- d'un panoramique FI SM-2110 offrant deux entrées séparées, l'une à 21.7MHZ, l'autre à 10.7MHz.

Inutile de dire que la place commence à manquer sans parler du temps disponible qui se réduit comme peau de chagrin. Et dire qu'il reste encore à trouver pour réparer une panne intermittente qui a fait son apparition sur le Nardeux T.264, pour réparer un superbe synthétiseur ADRET 6100B doté d'un tiroir 400kHz/600MHz, pour qualifier le transformateur de sortie de l'antenne AN-510 dans l'optique de remplacer le préamplificateur des années 60 par quelque chose de plus performant et, enfin, pour continuer le classement et le rangement des composants et cartes de maintenance...

J'allais oublier de préciser qu'une ballade sur le salon de Friedrichshafen m'avait permis de faire l'acquisition d'un analyseur vectoriel, le miniVNA, qui m'a été bien utile pour optimiser les baluns 50/600 de mes deux antennes, et qui devrait être de nouveau mis à contribution pour réaliser une antenne VLF apériodique qui alimentera le TRC361 mais aussi la carte VLF qui vient de rejoindre l'un de mes deux TRC243.

J'arrête ici, il me faut laisser de quoi encore écrire quelques billets.