Jean-François FOURCADIER
F4DAY

Montpellier  (France)

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Préaccentuons correctement le module Comtech !

 

On peut facilement trouver sur le marché ces petits modules Comtech attrayants à bien des égards: entrée vidéo, sortie 2,3 GHz, faible encombrement, faible coût, etc... Toutefois ces modules posent un problème lorsqu'on cherche à les utiliser pour des applications radioamateurs, car la plupart des récepteurs sont alors équipés d'une désaccentuation standard CCIR 405-1. Si l'on met en oeuvre en amont du module une préaccentuation externe standard, les couleurs sont déchirées, si l'on modifie le niveau pour éviter ces phénomènes, l'image devient excessivement sombre. Si l'on attaque le module directement avec un signal vidéo non préaccentué, les couleurs sont bruitées. Pire, après traversée d'un relais ATV, le signal est souvent vu en noir et blanc. Bref quelque chose ne va pas.

Pour y remédier, on peut tenter de modifier empiriquement certains paramètres ou certains composants à l'extérieur ou à l'intérieur du module. La solution qui est proposée ici résulte d'une approche méthodique basée sur des mesures et sur la synthèse d'une cellule de correction. Le module Comtech ayant servi à l'étude porte la référence FM2400TSIC, mais les résultats sont sans doute transposables aux autres produits de la marque.

La mesure de la réponse amplitude-fréquence

Nous allons mesurer la réponse amplitude-fréquence d'un module Comtech non modifié. On connectera l'entrée vidéo du module sur un générateur basse fréquence, et on observera le signal reçu, à défaut d'un récepteur de mesure, sur la sortie Péritel d'un démodulateur satellite standard, lequel est équipé d'une désaccentuation CCIR 405-1. Une charge 75 ohms et un oscilloscope destiné à observer la qualité du signal viennent compléter le dispositif. Les différences de niveaux sont lues sur un "gain-phase meter" vidéo, type HP3575A.

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Le niveau reste pratiquement stable entre 10 kHz et 100 kHz. Après une bosse culminant à + 2,7 dB relatifs à une fréquence de 300 kHz, on observe une chute régulière jusqu'à - 1,3 dB à 5 MHz.

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On observera au passage à l'oscilloscope que le module Comtech est très médiocre en dessous de 1 kHz, avec une forte non linéarité aux fréquences basses et une mauvaise réponse amplitude-fréquence. Mais tant que l'on ne perd pas la synchro trame .....! Il y a aussi du travail à faire de ce côté là !

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le signal à 500 Hz !

Par contre, point positif, on ne rencontre aucune difficulté à réaliser une modulation FM large type Eutelsat/Astra, de 8 MHz d'excursion.

La correction à apporter

La réponse idéale de la chaîne de transmission est bien sûr une courbe parfaitement plate à 0dB dans toute la bande. Le niveau absolu peut être ajusté par le potentiomètre de gain général. Pour corriger la mauvaise réponse amplitude-fréquence, nous insèrerons une petite cellule de correction à l'extérieur du module, sur le câble de liaison vidéo. La courbe de réponse de cette cellule devra être exactement inverse de celle du module Comtech. La cellule devra présenter une impédance de 75 ohms lorsqu'elle verra elle-même 75 ohms. Compte tenu de l'impédance d'entrée des modules Comtech qui est mal définie, une résistance de 82 ohms sera ajoutée à l'entrée de celui-ci.

Au prix de longs calculs et de longs essais, il est certainement possible de s'approcher très près du quadripôle parfait de correction. Pour simplifier la synthèse nous nous limiterons ici à la correction des 4 dB de chute observés entre 300 kHz et 5 MHz. Nous utiliserons une structure à phase minimale analogue à celle des cellules CCIR. Le calcul est effectuée par simulation au moyen du logiciel gratuit Spice Opus déjà décrit en particulier dans un article précédent relatif à la préaccentuation. Après dix minutes de tâtonnements on obtient un résultat très convenable (affaiblissement, impédances sur les accès, ...) avec la cellule suivante:

La courbe de réponse de cette cellule est la suivante:

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Lorsqu'on place une telle cellule de correction dans le trajet du signal vidéo alimentant un module Comtech, les 4 dB de chute en haute fréquence sont compensés, et la réponse amplitude-fréquence devient plate à +/- 0,6 dB près dans toute la bande jusqu'à 5 MHz.

Pour les lecteurs intéressés par les caractéristiques complètes de la cellule, la "netlist" Spice s'écrit:

Comtech 405-1 correction
* comtech.cir file
* author: J.F. Fourcadier, F4DAY
.control
ac lin 201 45KHz 9MegHz
let phase = vp(4) + 2*pi*(vp(4) lt 0) - 2*pi
plot phase/1.57 xlog xlabel f_[Hz] ylabel phase_[plat]
GD = -1e9*2*(phase[1,200] - phase[0,199])/(45000*2*pi)
plot GD xlog xlabel f[Hz] ylabel group_delay[ns]
unlet phase
plot 10*log(4*(vm(4)^2)) xlog xlabel f[Hz] ylabel response[dB] ylimit -6 1
plot -real(vm(2)/i(v1)) -imag(vm(2)/i(v1)) xlog xlabel f[Hz] ylabel impedance ylimit 0 100
.endc
* voltage resources
v1 1 0 dc 0V ac 1 sin 0 1V 20megHz
* resistors
ri 1 2 75
r1 2 3 75
r2 3 4 75
r3 3 5 100
r4 2 4 56
ro 4 0 75
* capacitor
c1 2 4 1800pF
* inductance
l1 5 0 10uH
.end

On notera au passage qu'une telle cellule, éventuellement modifiée au moyen de l'outil ci-dessus, peut être utilisée pour corriger des relais ATV ou installations diverses dont la réponse amplitude-fréquence n'est pas satisfaisante.

Les résultats obtenus sur l'air

 

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NB: Les images ci-dessus sont reçues après deux bonds:
Emission 2,3 GHz de F4CRT, l'Isle sur la Sorgue (Vaucluse), reçue par le relais ATV F5ZGN du Mont Aigoual (Gard), distance 120 km. F4CRT: module Comtech corrigé, amplificateur 4,5 W, parabole de 90 cm.
Réémission par F5ZGN en 1,2 GHz et réception par F4DAY à Montpellier (Hérault), distance 50 km
Désolé pour la mauvaise qualité des prises de vues (reflets, ...) !

En résumé

Les modules Comtech préaccentuent le signal, mais selon une loi différente de celle définie par la recommandation CCIR 405-1. Lorsqu'on souhaite faire fonctionner ces modules en liaison avec des récepteurs désaccentuant le signal conformément à la recommandation, on peut corriger le signal de la manière suivante:

- ne rien toucher à l'intérieur du module, ne pas enlever ni court-circuiter de composants,
- souder une résistance de 82 ohms sur l'entrée vidéo du module Comtech pour fixer son impédance d'entrée,
- retirer l'éventuelle cellule de préaccentuation CCIR 405-1 externe située dans le trajet vidéo (modulateur),
- insérer la cellule de correction décrite ci-dessus dans le trajet vidéo vers le module Comtech. On remarquera que par sa structure, la cellule de correction pourra facilement prendre la place d'une cellule de préaccentuation CCIR 405-1 externe (2 résistances à remplacer). Facile ....
- Et bien sûr ajuster ensuite le niveau général vidéo.

 

Allumons nos fer à souder et bon trafic !

 

et merci à Michel, F4CRT, pour son aide et ses nombreux essais

 

 

73 de Jean-François FOURCADIER, F4DAY

 

 

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