Transmission numérique:
Construisez ce petit générateur pseudo-aléatoire universel
Lorsqu'on envisage de réaliser des essais de transmission
numérique, il est nécessaire de disposer d'une source de
signaux numérique continue, à débit constant et simulant
un trafic permanent. Le montage simple qui est décrit ci-dessous
remplit ce rôle. Il permet de délivrer une longue suite de
0 et de 1, répartis de manière aléatoire. Le débit
binaire est ajustable entre 64 kbit/s et 2048 kbit/s (E1), au moyen de
cavaliers. En plus du signal série classique accompagné
de son horloge, le générateur fournit les signaux I et Q
permettant d'attaquer par exemple un modulateur QPSK.
Le montage
Le schéma:
(cliquer pour agrandir - 80 ko)
Le montage
se compose de trois parties:
-
le générateur d'horloge qui fournit le signal
à la fréquence correspondant au rythme du signal à
émettre. En fonction du débit binaire souhaité,
un quartz de fréquence 8192 kHz, 6500 kHz, 6400 kHz, 4096 kHz
ou 4000 kHz est placé dans un montage oscillateur composé
de l'inverseur U1B. La fréquence du signal est divisée
par le diviseur programmable U2. Quatre cavaliers permettent d'ajuster
le rapport de division entre 2 et 16. La bascule D U3A divise encore
la fréquence par 2. Enfin, la bascule U3B divise une fois de
plus la fréquence par 2 et élabore deux signaux en opposition
de phase pour alimenter l'ensemble du montage. Le fil d'entrée
de la bascule U3B peut être déplacé lorsque la traversée
de la bascule U3A n'est pas souhaitée en fonction du rapport
de division nécessaire. Un condensateur ajustable permet le réglage
fin de la fréquence de l'oscillateur.
-
le générateur pseudo-aléatoire proprement dit
qui crée la séquence binaire souhaitée. Celle ci
est de longueur 32767 bits et est conforme à la recommandation
ITU O.150. Deux registres à décalage U4, U5, et deux portes
ou exclusif U6 sont utilisées. Le compteur U7 permet de s'extraire
automatiquement de la configuration interdite, si d'aventure le montage
démarrait avec tous ses bits à zéro.
Le signal de sortie à la fréquence rythme est disponible
au point S. L'horloge associée à la sortie S est disponible
sur la broche 11 de U3B.
-
le désérialisateur qui élabore les signaux I et
Q. Ce rôle est confié aux bascules D U8, U9 et U10.
Le rythme des mots de sortie I et Q est bien entendu deux fois moindre
que celui de la sortie S, puisque un mot de deux bits est présenté
à chaque front d'horloge.
Le montage
est alimenté en + 5 V. Il ne consomme que quelques milliampères.
Réalisation
Téléchargez le dessin du circuit imprimé
au format Ares, pseudo.lyt (7 ko zippé)
La réalisation ne présente aucune difficulté.
Comme on peut le constater sur la photographie ci dessous, il n'est pas
fait appel, pour des raisons de simplicité, à du circuit
imprimé double face. Aussi, les problèmes de croisements
de fils sont ils résolus au moyens de quelques fils de liaison
côté composants.
(cliquer pour agrandir)
Réglage et utilisation
Le montage fonctionne immédiatement dès la
mise sous tension. On réglera la position des cavaliers pour obtenir
le débit binaire souhaité. On ajustera le condensateur ajustable
en contrôlant la fréquence au moyen d'un fréquencemètre
numérique placé sur la sortie "horloge".
La maquette ci-dessus est munie à titre d'exemple
d'un quartz de 6500 kHz, et est paramétrée pour une division
par 24. Ceci nous fournit en sortie un signal numérique pseudo-aléatoire
au débit de 270,833 kbit/s, débit qui est celui de
la couche radio GSM.
Le signal de sortie, vu à l'aide d'un oscilloscope
à mémoire:
Conclusion
L'ensemble
ci-dessus est très peu coûteux et ne fait appel qu'à
quelques composants courants.
Il
est néanmoins performant et rendra de grands services à
l'amateur intéressé par l'expérimentation dans le
domaine des technologies numériques.
Allumons
nos fers à souder !
