Réalisation d'un démodulateur Kiwi
Présentation
Ce document décrit la réalisation du démodulateur proposé dans les baies de réception Kiwi. Il permet de démoduler le signal reçu par le récepteur et l'envoyer à un ordinateur muni d'un port série. Le réglage initial convient pour démoduler le signal d'un Kiwi Millenium utilisé dans un ballons (c'est à dire en système de télémesure, 600 bauds).
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Télécharger le Démodulateur Kiwi (pdf, 1Mo, version 1.2, janvier 2010) |
La conception du démodulateur KIWI
(extrait d'un post sur le forum par Manu Jolly)
C'est un démodulateur FSK adapté aux fréquences de l'émetteur KIWI du CNES en mode "Système de télémesure". Dans ce cas les fréquences clés sont 900 Hz et 1500 Hz pour une émission à 600 bauds
Le fonctionnement est le suivant (je pars du schéma P23) :
L'entrée audio (le signal qui provient du récepteur radio ) arrive sur JP2.
Il est tout d'abord amplifié et filtré (pour enlever tous les parasites hautes fréquences) par IC3B.
Ensuite il arrive directement sur IC2.
Le XR2211 est un démodulateur FM. C'est l'inverse d'un VCO. A partir d'une fréquence tu génères une tension. Ceci grâce à une PLL réglée sur une fréquence centrale. Cette fréquence centrale et l'excursion autorisé en fréquence est déterminée par RFY et RFX.
Ce sont ces deux résistances qui définissent la fréquence centrale (dans notre cas (900+1500/2 = 1200Hz) et l'excursion (1000Hz environ).
Tu verras qu'en parallèle, de RFY et RFX on a ajouté une résistance en série avec un potentiomètre (RY+R1 pour RFY par exemple). En fait ces composants ne sont pas montés. On les a mis pour la mise au point : Au départ on les mettait ( et on ne montait par RFY). En suite, une fois qu'on a déterminer la bonne valeur, on les a retiré et on a juste monté RFY et RFX. On a trouvé des valeurs de RFX et RFY suffisamment "robuste" pour que , malgré la dispersion des résistances, on arrive toujours à démoduler.
Tous le schéma autour du XR2211 est extrêmement classique (voir doc du XR211 chez EXAR) à une exception : le filtre IC3C.
Ce filtre est le filtre de la PLL. Initialement dans le schéma d'EXAR, il n'y avait que RF et CF. On a dans ce cas un filtre d'ordre 1. Mais dans le cas des fréquences KIWI, les fréquences clés (900Hz et 1500Hz) sont très proches par rapport à la fréquence modulante (600Hz). Si on met un filtre trop bas , on risque de filtrer le 600 buads (ce qu'on ne veut pas !). Ce n'est pas le cas pour le 4800 bauds (les fréquences sont à 9K et 15k, relativement plus élevés).
Bref... On a ajouté RF1/CF1/IC3C à RF/CF pour faire un filtre d'ordre 2 et gagner plus de robustesse dans le filtrage de la modulation.
Donc en sortie du XR2211 (broche 6) tu as une tension proportionnelle à la fréquence . On a donc ensuite IC3D qui est monté en comparateur avec la référence interne sur XR2211 et qui sort un 0 ou un 1 logique. Ce signal est ensuite envoyé à un MAX232 pour se mettre au niveau RS232 (+12V/-12V)
A noter que la sortie 5 du XR2211 pilote une LED. Cette LED donne l'état de la PLL et si celle ci s'est accroché sur la fréquence d'entrée. Globalement cette LED s'allume si le XR2211 reçoit une fréquence comprise entre 800 et 1700Hz
Modification pour 4800 bauds
En modifiant les valeurs des composants, on peut utiliser ce circuit pour démoduler les trames SNR à 4800 bauds (voir les télémesures numériques FSK).
(extrait d'un post sur le forum par Manu Jolly)
Quelques valeurs sont à modifier pour le passer en 4800 Bauds. Je l'ai déjà fait et ca marche très bien.
Attention cependant : Ce démodulateur a été conçu en premier pour le système de télémesure KIWI ou le 0 et le 1 sont clairement identifiés.
Concernant le 4800 bauds, c'est un peu plus le bizarre. Parfois les clubs mettent le 0 à 9K et le 1 à 15K et parfois c'est l'inverse !
Si c'est l'inverse, votre PC recevra des trames inversés et ce sera indécodable !
Il faudra donc être rigoureux dans l'affectation des 0 et du 1 si tu choisis ce démodulateur.
C'est l'avantage du schéma 4800 bauds : il a un bouton d'inversion qui permet d'inverser le 0 et le 1.
