Jean-François FOURCADIER
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Montpellier  (France)

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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:

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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.

 

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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:

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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 !

 

B5+ et 73 de Jean-François Fourcadier, F4DAY

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