mardi 8 septembre 2009

Projet ADS-B: Justifications des choix techniques

Une trame de réponse longue MODE-S ressemble à cela:

Extrait du remarquable site 'www.radartutorial.eu'

Les données sont encodées par la position respective d'impulsions d'une durée élémentaire de 1µS. Ces impulsions correspondent à la présence de la porteuse à 1.090GHz sur cette même durée.

J'ai fait le choix d'utiliser une chaîne à changement de fréquence, la porteuse sera donc transposée à 480Mhz (valeur de la 1ere FI) puis à 37Mhz (valeur de la 2ième FI). La durée d'une impulsion ne change pas mais sa représentation passera de 1090 périodes de 0.912ns à 37 périodes de 27ns soit trente fois moins d'échantillons que n'en aurait une chaîne de mesure directe telle que celle utilisée par les récepteurs du commerce.

La détection de ces impulsions est assurée par un amplificateur logarithmique AD8307 suivi d'un comparateur de tension, l'ensemble formant un détecteur de porteuse très simple. Encore faut-il que celui-ci offre un temps de réponse permettant de détecter des impulsions aussi courtes, sa bande passante - 500MHz - étant elle largement suffisante.

Les spécifications techniques de ce composant annoncent un temps de réponse - passage de 10% à 90% du signal de sortie - de 400ns pour des signaux de faible amplitude (<100mV) et de 500ns au delà. En fait, ce composant courant est hélas le plus lent de toute la gamme, l'AD8313 annonçant 40ns, l'AD8317 seulement 20ns et l'AD8310 quelques 10ns. La lecture des courbes de réponse laisse entendre que je devrais cependant pouvoir l'utiliser n'ayant aucune des contraintes fortes qui s'appliqueraient à un système commercial embarqué.
Extrait de la documentation technique AD8307

Si la maquette devait démontrer que le temps de réponse de l'AD8307 est insuffisant, je le remplacerais par un AD8310, hélas moins adapté au maquettage car utilisant un boîtier SOIC.

lundi 7 septembre 2009

Projet ADS-B: Tuner SAT Mitsumi TSU2-E01P - 5

Le câblage sur une platine de test est suffisamment avancé pour permettre quelques mesures sur la chaîne de réception actuellement constituée du tuner, d'un filtre SAW suivi d'un NE592 et d'un AD8307.


Pour plus de 200µV en entrée du tuner, le NE592 délivre presque 2Vcc, le filtre SAW apportant une atténuation de près de 18dB dans la chaîne. Le détecteur constitué du circuit AD8307 travaillera donc dans la plage haute de sa dynamique de mesure.

Les tests effectués à 990MHz - je n'ai pas de générateur montant à 1.090GHz - donnent les mesures suivantes en sortie du détecteur:
- 1.34V -> Pas de signal
- 1.88V -> 20µV
- 2.14V -> 66µV
- 2.39V -> 200µV et plus

Cette configuration permet donc de détecter un signal au-dessous du niveau de sensibilité du tuner (200µV). Il me reste à câbler un comparateur type LM311 en sortie de l'AD8307. Il sera alimenté en 5V et sera réglé pour basculer juste au dessus de 2V, avec peut être un hystérésis. A voir ...

Je ne sais pas encore comment je vais pouvoir tester la réponse impulsionnelle de l'ensemble, n'ayant pas la possibilité de piloter le synthétiseur en tout ou rien. Je crains de devoir valider le fonctionnement 'in situ' en raccordant une antenne et en visualisant les séquences reçues sur la sortie logique via mon analyseur logique.

dimanche 6 septembre 2009

Projet ADS-B: Tuner SAT Mitsumi TSU2-E01P - 4

S'ils sont fort pratiques s'agissant de circuits logiques, les régulateurs à découpage ne font décidément pas bon ménage avec les circuits linéaires. J'ai longuement hésité s'agissant de l'alimentation 12V et 5V du tuner et de la glue associée pour me décider à finalement employer une alimentation à découpage à base de LM2575.

Le résultat fût à la hauteur, non de mes attentes, mais de mes craintes. Certes le bilan énergétique est là mais les perturbations aussi, et ce malgré avoir scrupuleusement suivi les recommandations du fabricant, notamment sur la disposition du circuit de masse, et la diode de récupération. Après une après-midi passée à tenter de réduire la pollution générée sur les rails d'alimentation - 15mV de bruit de découpage à 52kHz - j'ai abandonné ce choix pour repasser sur une alimentation traditionnelle.

Mon erreur provient probablement de la sélection d'une inductance ne correspondant pas aux références fournies dans le datasheet, et d'une valeur sélectionnée pour un courant plus élevé que celui actuellement consommé par la maquette. Quoiqu'il en soit, l'utilisation de ces alimentations nécessite des précautions incompatibles avec le maquettage et les circuits que j'utilise.