Station d'émission-réception expérimentale           F6CRP   IN96KE        46°11'02" N  - 1°09'57" W

 

 

Version 02 - 1999


Avertissement : cette page a été écrite en 1999, il est bien évident que certains items restent d'actualité d'autres pas, plus particulièrement pour tout ce qui traite des logiciels.


 Le nouveau mode de transmission de G3LPX

Ce que vous allez trouver dans cette rubrique

1     Un peu d'histoire
2     Principe du PSK31
3     Que faut-il pour débuter
4     Comment débuter vite
5     Réglages, trafic, fréquences
6     Comment sophistiquer (un peu)
7     Les plug-in et les petits +
8     En guise de conclusion




Un peu d'histoire

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C'est G3PLX en s'appuyant sur les travaux de SP9VRC qui a inventé le PSK31. Ceci est tout récent puisque ces évènements remontent à 1997, nous avons donc affaire à un mode de transmission tout neuf.

Ce mode de transmission connaît un succès grandissant, sa simplicité de mise en oeuvre y est certainement pour quelquechose, de plus les contacts s'établissent "live", sans cette impersonnalité froide et détachée de nombreux modes digitaux. Quand vous faites une erreur de frappe, quand vous hésitez, quand vous corrigez, votre correspondant le voit sans décalage de temps.

Bon alors le PSK et moi ?
Comme je l'affiche, j'ai horreur de tout ce qui est digital mais la vie étant ainsi faite, il est difficile sinon impossible aujourd'hui d'y échapper... (je peux vous assurer que j'ai résisté !). Voyant que la FNRASEC s'orientait vers ce nouveau mode, je me suis dit qu'il était temps d'expérimenter. Voici donc le résultat...





Principe du PSK 31

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 Tout d'abord l'acronyme : PSK Phase Shift Keying, 31 pour 31 bauds la vitesse de modulation.
C'est un dérivé du RTTY bien connu à cette différence que le codage qui représente chaque caractère n'est pas de longueur identique. G3LPX a étudié les occurences alphabétiques pour coder sur le moins de bit possible les caractères les plus utilisés (comme le morse d'ailleurs !). Il a intitulé ce codage Varicode. De plus il a voulu s'affranchir des problèmes de synchronisation (comme le morse qui est auto synchronisé, vous n'avez pas besoin d'un bit start/stop pour savoir qu'une lettre commence ou se termine) ce qui implique que la configuration du code de séparation de caractère ne puisse jamais se trouver dans un caractère.

Bon générer du code est une chose, le transmettre en est une autre. Il faut bien sûr à l'émission un émetteur pouvant être modulé. Chacun sait que plus la vitesse de modulation croît, plus la bande passante utilisée croît. Plus la bande passante est importante, plus le bruit dans cette bande passante est important. .Ceci explique la différence d'efficacité des différents modes vocaux. Le principe de base consiste à transmettre un spectre très faible permettant d'utiliser les filtres étroits des transceivers et de bénéficier ainsi de la diminution de bruit (diminution de bruit signifiant augmentation de la sensibilité). De plus on pourra appliquer sur le signal BF un filtrage "sévère". Une formule simple synthétise tout cela :
P= k.t.b
P = Puissance du bruit dans une résistance en W
k = constante de Boltzmann = 1.38 10-23 ** Lire dix - 23**
t = température en °K (°K= °C+273)
B = bande passante en Hz


L'idée de moduler par deux notes BF (AFSK Audio Frequency Shift Keying, packet 1200 ou RTTY) ayant été rejetée, restait, entre autres, la modulation de phase.
Le principe est simple. On transmettra une porteuse pour un "1" et quand on voudra transmettre un "0", on inversera la phase. Attention, c'est la transition de phase qui vaut "0", la porteuse qui redémarre à 180° vaut un "1". Tout cela est un peu nébuleux, voyons ce que cela donne sur un oscillo.


Oscillogramme du fichier Son que vous pouvez télécharger sur ce site

Allez, on va compter ensemble :
Partant du bord gauche, sur l'axe de ordonnées, on voit un joli "1", on passe par une décroissance du signal jusqu'à une annulation, c'est le "0", on repart sur un beau "1", puis une nouvelle décroissance, c'est un "0". Tiens un "1" plus long que les autres ? c'est normal, il y en a deux (11) puis nouvelle décroissance (0) et puis "1" et autre curiosité un "1" plus petit que les autres...Non ce n'est pas un "1", c'est une simple inversion de phase qui indique qu'aucun caratère n'est transmis, que nous sommes au "repos"
Récapitulons , nous avons trouvé : 10101101 ceci repésente la letre "C", facile non ?
Remarquez comme les transitions sont douces, histoire d'économiser du spectre. Ce principe de filtrage est très souvent utilisé. Jetons un petit coup d'oeil "spectral"


Représentation du spectre du signal que vous pouvez entendre sur ce site
Et à écouter c'est comment le PSK 31 ? Comme ceci mon ami
Téléchargez le fichier son du PSK31. Il s'agit d'une suite de CQ, notez les inversions de phases du début quand aucun caractère n'est transmis
vous entendez au début les inversions de phase émises au "repos" puis une suite de CQ
Fichier Wav - 91 ko - Si vous désirez l'enregistrer, utilisez le clic droit
Si vous désirez en savoir plus sur le varicode :
Vue du Varicode





Que faut-il pour débuter ?

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  • Un PC avec carte son (16 bit)
  • L'OS peut être DOS, win95/98/NT, Linux
  • Un émetteur récepteur
  • Le logiciel idoine de G3PLX
  • Un câble (à confectionner soi-même)





Comment débuter vite ?

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 Simple :

Pour le logiciel c'est fini, simple quand même non ? Passons maintenant au matériel
Nous allons utiliser la carte son de notre PC, cette carte va réaliser plusieurs fonctions :

  • à la réception, elle va servir de modem en convertissant la note BF démodulée par votre récepteur en signaux logiques interprétables par votre ordinateur. Grosso modo pour schématiser, le process va convertir des signaux analogiques en sigaux logiques à valeurs finies. Il sera alors très simple, par logiciel, d'éliminer les valeurs dans la bande passante BF qui ne nous intéressent pas. C'est le principe du DSP. Vous serez surpris de constater combien ce filtrage est efficace en entendant des signaux hétérodyner le signal utile sans que cela ne semble gêner la réception.

  • à l'émission, la carte son va générer une note BF, reproduisant fidèlement (on l'espère) la modulation. Ce signal sera injeté au niveau judicieux à l'entrée BF du TX.

Il ne nous reste plus qu'à connecter le tout, vous savez le rouge sur le rouge, le noir sur le noir, le...zut je me suis trompé...trop tard, le "smoke test" est en route.
Non soyez tranquilles, il n'y a pas à se tromper.

Voici le schéma global de connexion.

Schéma de principe des connexions à établir

  • A la réception, nous enverrons les signaux BF du RX vers l'entrée "line" de la carte son. Ces signaux sont en général présents sur la fiche micro des transceivers récents, avec un niveau indépendant du réglage de la BF. Consulter votre notice pour déterminer la broche idoine. Si tel n'était pas le cas, repiquez vous sur le HP ou mieux sur la sortie "Enregistrement" de votre joujou japonais.

  • A l'émission, nous injecterons les signaux issus de la sortie carte son vers l'entrée micro du transceiver, mais pas n'importe comment. Le niveau de sortie de la carte son va irrémédiablement saturer l'entrée micro, pour éviter ceci, il suffira de réaliser un simple diviseur 1/100 avec deux résistances, l'une en série de 100 k, l'autre vers la masse de 1 k.

  • Et le passage émission / réception hurle le choeur des vierges angoissées ? Rien de plus simple, comme nous voulons débuter vite, nous passerons manuellement en émission, soit par une touche appropriée sur le TX soit en mettant à la masse la broche de la prise micro qui réalise cette fonction. Quoi, pas élégant, et alors, vous voulez faire votre 1er QSO ce soir ou dans 20 ans ? Nous verrons plus tard comment cette fonction pourra être facilement automatisée. Sinon enclenchez le VOX, c'est simple et efficace. Voici le schéma de l'interface la plus simple que l'on puisse concevoir

    Schéma de connexion, peut on imaginer plus simple ? Image capturée sur le site de WM2U site de WM2U




Réglages, trafic, fréquences

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 Tout fonctionne ou semble fonctionner correctement, il ne reste plus qu'à décoder notre premier signal PSK31.
PAS DE DECOURAGEMENT. C'est le plus difficile. Compte tenu de la bande passante, pour le moins étroite, vous allez découvrir à vos dépens qu'il n'est pas simple de s'accorder sur une station. Procédons avec méthode pour obtenir rapidement (en 2 minutes) un résultat probant.

  • Ecoutez attentivement le fichier son disponible sur ce site pour vous imprégner de la tonalité caractéristique du PSK31.

  • Mettez votre RX préféré aux alentours de 14.070 MHz, position USB (C'est la norme retenue), pas de filtre pour le moment.

Recherchez une station émettant en PSK31 et ne quitter plus des yeux cet indicateur
Il va vous indiquer si le signal reçu se situe dans la bande passante et l'exactitude de la phase de signaux. Vous avez paramétré le filtre à 1000 Hz (c'est la tonalité, pas la BP), variez lentement la féquence de votre récepteur. Des vecteurs rouges apparaîssent, c'est bon signe
encore un petit effort, quelques Hz (oui) et vous devez obtenir ceci. C'est gagné, les caractères s'affichent dans la fenêtre.
L'analyseur sans signal, notez l'index de centrage du signal L'analyseur s'anime, le signal n'est pas encore centré dans la bande passante du filtre Le signal est parfaitement centré, le vecteur est jaune et alterne de 180°

Quand vous approchez du point de réglage, les vecteurs symbolisant les signaux reçus et leurs phases sont rouges, puis passent au jaune. Il est plus souple d'ajuster ensuite la fréquence du filtre BF par la souris. Quand vous êtes idéalement synthonisé, vous voyez les deux phases en opposition matérialisées par deux vecteurs jaune à 180°

Certains objecteront que le pas de leur synthé est de 100 Hz ou qu'ils trafiquent avec des transceivers "analogiques" comme mon vieux FT277. Et alors ??? Il n'est pas interdit d'être intelligents... Remarquez que vous avez un indicateur noté "Rx Freq Hz". Il vous permet de vous synthoniser finement, au Hz, avec votre souris, alors plus de problème ? Vous n'aurez pas manqué non plus de noter la présence sur l'analyseur d'une sorte de repère. Celui-ci vous sert à centrer l'émission dans la bande passante, accéssoirement cet analyseur comme son nom l'indique, vous permet d'étudier le spectre émis par votre correspondant. Si vous observez plusieurs raies spectrales, c'est qu'il sature son entrée micro.

Il va sans dire que pour que cela fonctionne en cas de glissement de fréquence, la case AFC doit être cochée. De même laissez la case NET validée, ceci vous permettra d'émettre pile sur la qrg de votre correspondant en générant la note BF idoine.
Je vous laisse jouer seul avec les autres boutons moins stratégiques.

Les fréquences suggérées
1838.15 - 3580.15 - 7070.15 - 7035.15 -14070.15
21080.15 - 28070.15 - 28120.15
Pour les bandes WARC
10137.15 - 18100.15 - 24925

IMPORTANT
Veillez à réduire votre puissance en émission, nous sommes en régime quasi-permanent, la puissance dissipée est importante, afin d'éviter un "coup de chaud" voire une fusion de vos précieux transistors finaux, réduisez la sortie à 1/4 de la puissance maximale.
Même ordre d'idée, n'utilisez pas de compresseur, préampli, speech processor ou autre accéssoire qui n'aurait pour effet que de saturer l'entrée micro et élargir votre spectre.
Voici une procédure empirique de réglage du gain micro.

Les transceivers possèdent en général un système permettant d'ajuster la puissance de sortie sur porteuse (FM/CW). Réglez votre sortie à 25W. Passez en SSB (USB), mettez le gain micro à "0" puis sifflez en augmentant le gain micro. Vous noterez qu'à partir d'un certain point, la puissance n'augmente plus. A ce point revenez légèrement en arrière, vous êtes réglés.






Comment sophistiquer un peu

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 Nos interfaces sont pour le moins primaires, il conviendrait d'assurer au moins l'isolation galavanique avec le PC. Voici quelques schémas tirés d'auteurs compétents.
Les schémas qui suivent sont tirés du site de
WM2U

 
Commutation E/R, imge tirée du site de WM2U Système d'interconnection avec isolation galvanique, image tirée du site de WM2U






Les plug-in et les petits +

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 Trois sites à visiter pour avoir toute l'info :

Bien que l'essentiel soit fait, vous pouvez toujours ajouter ces petits plus qui améliorent le confort. Je ne citerai que PSKGNR qui se greffe sur le logiciel existant et qui offre une interface avec des macros pour les messages automatiques et quelques autres fonctionnalités. Rien de révolutionnaire mais des ajouts utiles. Je vous laisse le soin de fûreter sur le web. Voici l'adresse PSKGNR de WD5GNR






En guise de conclusion

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 L' atout majeur du PSK31 est une efficacité redoutable dans le bruit, il vous arrivera certainement de voir des caractères cohérents s'afficher sur l'écran en discernant à peine auditivement la sation écoutée, c'est très impressionnant. On peut transmettre des fichiers "texte" c'est très simple ce qui peut rendre de nombreux services dans le cadre de nos activités SC. N'oublions pas toutefois que ce mode à les défauts de ses qualités, il est lent, sans correction d'erreur et n'offre aucune confidentialité.
J'espère vous avoir un peu aidé à comprendre son fonctionnemnt et participé à votre démarrage, c'est ma seule ambition. Si vous avez deux minutes à perdre, allez jeter un oeil sur mon site. 73 à tous et à bientôt.
Denis F6CRP - IN96KE - ADRASEC 17
(le code HTML est généré "à la main", pour le plaisir, si vous allez examiner la source, soyez indulgents, l'indentation n'est pas facile à réaliser avec notepad hi! Toutes les remarques seront les bienvenues)

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