Platine de réception

Article paru dans la revue Mégahertz

de février 2003




Il peut être étonnant a priori de réaliser soi même son récepteur ATV alors que le premier tuner satellite de récupération peut faire l'affaire pour un coût de 30 euros quand il n'est pas gratuit.
L'expérience sur nos relais du réseau sud nous a montré qu'une platine dédiée était plus fiable, plus facile à intégrer, à mettre en œuvre ou à maintenir qu'un récepteur du commerce, d'où la description ci dessous.


Le Tuner

Le tuner précédant la platine peut être récupéré sur un récepteur satellite en panne ou être acquis directement (tuners Sharp, Comtech ou autres). C'est déjà un petit récepteur en lui même: à partir du signal HF provenant du préamplificateur d'antenne ou du LNB satellite, il effectue un changement de fréquence sur une FI généralement de 479,5 MHz, puis détecte cette FI pour fournir ce que l'on appelle la bande de base (figure 1), à savoir un signal complexe, non désaccentué, comprenant la vidéo plus la ou les sous-porteuses son.

Figure 1: Répartition spectrale de la bande de baseSpectre d'une bande de base


C'est cette bande de base que va traiter la platine de réception ATV pour en extraire la vidéo d'une part, et le son de l'autre.

Les tuners de récupération couvrent pour les modèles anciens, de 950 à 1750 MHz, ce qui comprend la bande amateur des 23 cm (1240 à 1300 MHz); des modèles plus récents montent jusqu'à 2050 MHz, mais n'atteignent pas la bande des 13 cm, il faut un convertisseur en tête, ou un tuner dédié comme les Comtech par exemple.

L'oscillateur local fonctionne généralement en supradyne, il est piloté par une tension pouvant être ajustée de 0 à plus de 20 Volts et qui agit sur une varicap interne; certains modèles exigent une commande en I2C qu'il faudra fournir à l'aide d'un PIC par exemple( cas des Comtech).

Divers tuners

 

Photographie : Divers tuners

 

 

 

 


Les brochages ne sont pas standardisés, mais l'on retrouve facilement les broches suivantes:

 

 

commande par boucle de phase

Autre solution, la fréquence de l'oscillateur local est appliquée à une boucle à verrouillage de phase (PLL) connectée à la varicap (figure 3); mais tout ceci pourrait faire l'objet d'articles séparés.


Figure 4: Stabilisation par une boucle de phase




Si l'on ne souhaite pas dépasser 1450 MHz, ou 1550 MHz, il est possible d'alimenter la commande de varicap en 12 ou 13,6V, ce qui simplifie les alimentations ; de même, on peut se limiter à une seule alimentation de 12 ou 13,6V pour la tête ou le convertisseur déporté.

Synoptique de la platine de réception

La bande de base fournie par le tuner n'est pas utilisable directement sur un téléviseur ou sur un moniteur qui nécessitent d'une part une vidéo composite désaccentuée, et de l'autre un signal BF démodulé de sa sous porteuse 5,5 6 ou 6,5 MHz et désaccentué lui aussi.

La platine va extraire ces deux signaux de la bande de base.



Figure 5: Synoptiquesynoptique


La bande de base attaque une chaîne vidéo et une ou plusieurs chaînes son; (une chaîne son par sous porteuse son) Il faut choisir en fonction des habitudes locales: dans le réseau ATV du sud de la France, la sous porteuse son est sur 6,5 MHz; des télécommandes sont acheminées sur 6 MHz, mais dans d'autres régions il en est différemment et le 5,5 MHz est aussi utilisé.

Coté chaîne vidéo, le signal bande de base est désaccentué, cela consiste à atténuer les fréquences élevées qui avaient été favorisées à l'émission (voir l'article sur le modulateur universel paru en octobre 2001).

Le signal désaccentué passe ensuite par un filtre passe bas car il est inutile de conserver les fréquences supérieures à 5,5 MHz qui ne correspondent à aucun signal vidéo provenant de l'émetteur, mais qui contiennent du bruit dû au récepteur.
Si le récepteur est utilisé dans un relais, il est bon de mettre un réjecteur sur la fréquence son (ici 6,5 MHz) pour éviter un hétérodynage entre la porteuse son du relais et le 6,5 MHz du correspondant qui aurait traversé le filtre passe bas.

Un amplificateur et des buffers permettent d'attaquer plusieurs charges 75 Ohms simultanément, par exemple le téléviseur, un magnétoscope, et un oscilloscope.

Coté son, un filtre extrait la sous porteuse désirée de la bande de base, et un circuit dédié extrait le son de cette sous porteuse; le son est codé comme en modulation de fréquence grand public, avec préaccentuation à l'émission (on favorise les aiguës) et désaccentuation à la réception, en fait cela est réalisé par un simple passe bas dont la constante de temps est réglée sur 50 microsecondes.

Un buffer permet d'attaquer plusieurs charges 10 Kilo Ohms simultanément, par exemple le téléviseur, un magnétoscope, et un oscilloscope.

Schéma

La sortie bande de base du tuner débite sur une résistance de 1000 Ohms avant d'attaquer deux émetteurs suiveurs: un pour la chaîne vidéo, un pour la chaîne son. S'il y a plusieurs chaînes son, elles sont toutes identiques (aux filtres sélectifs près), avec chacune son émetteur suiveur dont la base vient prendre le signal et la polarisation sur le pont diviseur commun 4,7Kilo Ohms 4,7Kilo Ohms.

Coté vidéo, l'émetteur suiveur attaque le filtre de désaccentuation normalisé, calculé ici pour une impédance itérative de 750 Ohms; le filtre est chargé par une résistance de 750 Ohms. Cette valeur de 750 Ohms peut être obtenue par la mise en parallèle de deux résistances de 1500 Ohms.

Un deuxième émetteur suiveur est utilisé ici comme étage de séparation, il attaque le filtre passe bas constitué de deux selfs 33 micro Henrys et d'un condensateur de 47 pF. Ce filtre est chargé par une résistance de 1000 Ohms; La résistance de 4,7k en parallèle avec le condensateur de 47 pF s'est avérée utile pour adoucir la réponse en fréquence.

Le filtre passe bas est suivi par le réjecteur de sous-porteuse son qui n'est rien d'autre qu'un circuit bouchon accordé sur 6,5 MHz; la self utilisée est une 10 micro Henrys, le condensateur dépend de la fréquence: 60 pF pour 6,5 MHz, 70 pF pour 6 MHz et 84 pF pour 5,5 MHz; ces valeurs non normalisées sont obtenues en mettant des valeurs plus courantes en parallèle, une erreur de 1 pF est négligeable par rapport aux tolérances des composants: 33+27 donnent 60 pF 47+22 donnent 69 pF et 68+15 donnent 83 pF.

Le signal a été affaibli par tous ces traitements, il est amplifié par un NE592 dont nous utilisons la possibilité de sorties inversée et non inversée pour pouvoir recevoir des émetteurs modulés positivement ou négativement.

Normalement, l'émission se fait en modulation positive: la fréquence augmente quand la tension vidéo appliquée sur l'émetteur augmente, mais l'utilisation de convertisseurs type "arabsat" par exemple sur 2300 MHz inverse cette modulation car ils fonctionnent en supradyne, le commutateur en sortie du NE592 permettra de tout rétablir.

Le potentiomètre de 1K en série avec une résistance fixe ajuste le gain du NE592, il faudra le régler pour obtenir très exactement 1Vcc de vidéo en sortie de platine chargée par 75Ohms; la procédure de réglage avait déjà été décrite dans l'article d'octobre 2001 sur le modulateur universel.

Si le tuner de récupération fournit trop, ou pas assez de signal bande de base, il est possible de changer la valeur de la résistance fixe en série avec le potentiomètre afin de ne pas être obligé d'amener celui ci en butée d'un côté ou de l'autre.

L'ensemble PNP-NPN qui suit est un circuit de "clamping" un peu plus sophistiqué, mais un peu plus performant à mon goût que la classique diode; ces types de clamping ne sont cependant que des compromis et ne sont pas parfaits, la seule solution valable serait de repérer parfaitement les paliers de noir et de s'y caler, mais cela ne marche pas sur signaux faibles, et la plupart des récepteurs en restent à la simple diode; son rôle est de recréer la composante continue que ne transmet pas la chaîne vidéo. Au niveau de la 180K, lorsque le signal vidéo passe en dessous de 6V le 2N2222 devient conducteur et entraîne le 2907 qui charge le condensateur de 0,15 micro Farad; la tension sur la 180 K ne peut donc descendre en dessous de cette valeur, comme c'est le bas des tops synchros qui provoque la conduction, le montage génère une référence continue sur laquelle viennent se caler les tops synchros, on a l'impression que la composante continue a été transmise; le condensateur doit pouvoir se décharger assez rapidement pour que les tops suivants ne se retrouvent pas au-dessus de 6V quand le contenu de l'image diminue, mais pas trop sous peine de distorsions; il faut un compromis, d'où les valeurs du condensateur de 0,15 micro Farad et de la résistance de 180 K qu'il faudra bien respecter.

Le clamping est indispensable pour la réception satellite car une rampe triangulaire est superposée au signal à l'émission, et cela perturbe la synchronisation du récepteur, le clamping en réalignant tous les tops synchros fait disparaître ce signal. En émission d'amateur, ce signal n'existe pas, et le clamping n'est pas nécessaire sur de bons signaux dans la mesure où de toute façon la chaîne vidéo ne transmet pas le continu; par contre, sur des signaux qui ont souffert, il peut être d'un bon secours pour aider la synchro du téléviseur.

Un 2N2222 en émetteur suiveur permet de ne pas alourdir la charge du clamping, le signal est enfin bufférisé par un, deux ou trois émetteurs suiveurs 2N2222 permettant d'attaquer simultanément et indépendamment une deux ou trois charges 75 Ohms.

De fortes valeurs de condensateurs de transmission sont requises afin de passer les fréquences basses; 1000 micro Farads et 75 Ohms permettent une fréquence de coupure de 2 Hz, il faut au moins cela pour ne pas abîmer les tops trames.

Coté son, l'émetteur suiveur est chargé par 680 Ohms et par un filtre céramique SFE 65 (ou SFE 6 ou SFE 5.5).

Seule la sous-porteuse désirée sort du filtre, elle attaque le démodulateur FM TBA120T conçu pour fonctionner avec le discriminateur céramique CDA 6.5 (ou CDA 6 ou CDA 5.5).

Le signal BF démodulé est désaccentué par l'ensemble RC 5,6K, 15000 pF, 47 K et potentiomètre 10 K avant d'alimenter l'étage buffer constitué par un (A741 monté en gain unité avec forte impédance d'entrée et faible impédance de sortie. Cette faible impédance de sortie permet d'attaquer trois charges 10 K simultanément et indépendamment.

Les trois condensateurs de sortie BF sont des 1 microfarad.

Réalisation

Le circuit imprimé est donné vu de dessus (à travers l'époxy), les dimensions du cuivre sont de 145x71 mm. L'implantation des composants peut se voir sur la photographie.


Le circuit imprimé


Si l'on désire deux ou trois voies son, il faut reproduire la partie son à l'identique.

 

 

 

 

Montage avec une voie son

Montage avec deux voies son

Montage avec trois voies son

 



Photo vue de dessus

 

La platine vue de dessus

 

 

 

 

 


Les composants non normalisés à 20% peuvent être fabriqués par des mises en parallèle, le circuit imprimé tient compte de cette possibilité en proposant deux emplacements pour un seul composant.
Le circuit imprimé permet aussi d'utiliser deux valeurs d'espacement des pattes, principalement pour les condensateurs.

Réglages

Il n'y en a que deux: le gain vidéo du NE592, et le gain BF en sortie du TBA120T, la procédure est celle déjà décrite dans le Mégahertz d'octobre 2001; les chaînes sur ASTRA QVC, Travel Shop, 9 Live, Phœnix, BW ou RTL par exemple, fournissent le 1Vcc normalisé et peuvent être utilisées à cet effet. Rappelons que la mesure se fait sur l'échelle de gris transmise sur les lignes test en début de trame et non sur l'image elle-même qui est variable et contient une information couleur susceptible de créer des ambiguïtés sur le niveau du blanc . La ligne 17 contient l'échelle de gris à utiliser, la ligne 330 contient cette même échelle mais avec l'information couleur ; la mesure doit se faire entre le bas du top synchro et la dernière marche de l'escalier correspondant au blanc (sur la ligne 330, on prend la valeur moyenne de cette dernière marche et non la valeur crête pour ne pas tenir compte de l'information couleur).

La ligne 18 contient 6 salves de fréquences 0,5 MHz, 1 MHz, 2 MHz, 4 MHz, 4,8 MHz et 5,8 MHz. Elle permet de visualiser la réponse en fréquence de la platine et de confirmer le passage sans atténuation au delà de 4,8 MHz et la réjection efficace des sous porteuses son.

On notera en balayant les chaînes que ce niveau varie de l'une à l'autre, de même que l'amplitude des salves en fréquences; paradoxal pour des lignes test !

il faut donc se fier à celles qui semblent se situer dans la moyenne et éliminer les trop faibles et les trop fortes...

Courbe de réponse

Courbe de réponse de la platine en série avec le modulateur universel

 

 

 

 

 

A.Ducros F5AD

Loïc F1UBZ a réalisé un circuit imprimé de cette platine supportant un module Comtech, le circuit imprimé en Ares Lite, en pdf, et l'implantation en BMP peuvent être téléchargés ici.

Attention:

Dans l'article sur Mégahertz:

Quelques améliorations ont aussi été apportées: la résistance de 560 Ohms sur le NE592, les résistances de 75 Ohms en sortie et des valeurs de composants dans le filtre passe bas.

Un condensateur marqué C peut être ajouté sur le NE592, il est à ajuster selon les capacités parasites du montage pour obtenir une courbe plate jusqu'à 4,8 MHz (utiliser pour cela les lignes test d'Astra); a priori il n'est pas nécessaire. Avec certains NE592 ayant tendance à l'autooscillation il vaut mieux ne pas le mettre.

Attention aussi à respecter strictement les valeurs indiquées pour les composants si l'on veut obtenir une réponse plate en fréquence, 39 pF n'est pas 47 pF, 1,8 K n'est pas 1,5 K, etc.

Autre version:

Il est parfois difficile de se procurer le discriminateur CDA6.5, ne vous lancez pas dans la réalisation sans être sûr de pouvoir en trouver un.

Avec la collaborartion de F5GZX, une autre version de la platine a été développée, strictement identique pour ce qui concerne la partie vidéo, mais utilisant un autre circuit pour la partie son, le TDA9820; elle est décrite ici:

Description avec TDA9820

 

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