Proyecto Portsdown (2)

Segunda entrada sobre el proyecto Portsdown, adjunto unas fotografías del estado actual del montaje.

En la parte inferior de la caja, están situados el oscilador local, la placa de filtros del oscilador y el convertidor CC/CC de +12V a + 5V. En la parte de la derecha la Raspberry Pi 3B, unida a la caja por una pieza de aluminio en forma de “L”. Se ha previsto un ventilador para la refrigeración de la Raspberry.

Ports_pll

La placa del modulador se ha situado encima del oscilador local y los filtros del oscilador. Está soportada por una plancha de aluminio que sirve de blindaje. En la parte derecha de la caja, y en posición vertical, está la placa extensora de los ports GPIO, conectada por un lado a la Raspberry y por el otro a una pantalla LCD. La pantalla está sujeta a la caja mediante otra “L” de aluminio.

Ports_mod

La siguiente imagen corresponde a la parte frontal del transmisor, donde se observan la pantalla LCD mostrando la imagen transmitida, la base HDMI para la conexión de la cámara, el interruptor de alimentación, el pulsador de “shutdown”, el led de TX, y el led de ON.

Portsd_frontal

Aún queda diseñar una placa auxiliar para la conmutación de la banda de trabajo y el control del PTT. También falta realizar el ajuste de los niveles de salida, para adaptarlos a los amplificadores de potencia.

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DATV en la banda de 70 cm.

Las primeras transmisiones de ATV (Amateur Televisión) se efectuaban en AM en la banda de 70 cm, donde se dispone de 10 MHz para el servicio de aficionados. Una señal de ATV-AM ocupa un ancho de 7 MHz. Debido a la proliferación de emisiones en esta banda, transmitir una señal de ATV-AM se volvio inposible, esto ocasionó que los 70 cm se fueran dejando de utilizar para la ATV.

En la actualidad, utilizando RB-TV (Reduced Bandwidth DATV), es posible volver a transmitir ATV en la banda de 70 cm. Las ventajas que conlleva esta banda respecto a la de 23 cm son grandes, menor atenuación en espacio libre, menor perdida en el coaxial de bajada, las antenas aún tienen unas medidas razonables, etc. También con el uso de esta banda se facilita el trabajo en DX-ATV.

Para ver como se comporta una señal de RB-TV, he realizado una prueba de enlace en la frecuencia de 434,5 MHz. Según el plan de banda, se reserva la frecuencia de 434,0 MHz como centro de actividad para experimentos digitales. Pero también, según la norma UN-32 este segmento de banda está compartido con la actividad ICM (Industrial, Científica y Médica), debiendo aceptar las interferencias ocasionadas por este servicio.

En la prueba, y para minimizar la interferencia ocasionada por las emisiones ICM, se han utilizado antenas con polarización horizontal. Y he seguido el mismo criterio en las medidas que en la banda de 23 cm.

En esta ocasión EA3ANS transmitía con 1W de potencia, SR de 333 KS/s, FEC 7/8, y una antena con 12 dB de ganancia. En recepción, yo utilizaba una antena de 5 elementos (ganancia 7 dB), un up-converter de 434,5 MHz a 1965,5 MHz y un sintonizador Minitiouner.

La imagen corresponde a la señal recibida en mi estación.

Test_ea3ans

El nivel de señal recibido es de -47 dBm con un MER de 21 dB. Las señales provenientes de ICM no sobrepasan los -78 dBm. Con este nivel, ha sido posible atenuar 20 dB la potencia de transmisión, lo que equivale a 10 mW, con esta potencia la señal recibida ha pasado a ser -68 dBm, el MER ha descendido hasta 10 dB y se observan errores.

Para poder transmitir en la banda de 70 cm, y no generar interferencias a otras emisiones, es fundamental no sobreexcitar los amplificadores, para no generar el conocido “Recrecimiento Espectral” que ensuciaría la banda.

La imagen corresponde al espectro de salida del transmisor. Con un SR de 333 KS/s el ancho de banda es de 450 KHz @ -3 dB . Hay que destacar que los productos de intermodulación están a -48 dB @ +/-500 KHz del centro de portadora, y el ancho total ocupado es de a 1,2 MHz @ -60 dB.

Espectro_333KS

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Proyecto Portsdown

El proyecto Portsdown ha sido desarrollado por un grupo de radioaficionados del BATC (British Amateur Television Club), y proporciona una manera fácil de transmitir ATV digital con un coste relativamente bajo. Este transmisor cubre la mayoría de los modos utilizados en DATV, lo que permitirá emitir en QSO’s locales, acceder a repetidores de DATV o trabajar DX usando ancho de banda reducido RB-TV.

Las bandas en que puede transmitir son las de 4m, 2m, 70cm, 23cm y 13cms (ésta última con potencia de salida reducida). Hay que recordar que en EA no está permitido transmitir DATV en las bandas de 4m y 2m.

El proyecto, que tiene una construcción modular, está basado en una Raspberry Pi con una pantalla táctil, un oscilador local sintetizado y un modulador con filtros seleccionables según el SR utilizado.

En el diagrama de bloques pueden verse las distintas partes que forman el conjunto del transmisor:

Block_Diagram

En la imagen adjunta, algunas de la placas del proyecto, a la espera de ser encajadas y realizar los ajustes de puesta en marcha.

Placas_portsdown

En una nueva entrada, actualizaré el estado del proyecto.

Para más información sobre este transmisor, consultar el link:

https://wiki.batc.tv/The_Portsdown_Transmitter

 

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Saturación preamplificador de 23 cm.

Mi instalación para la banda de 23 cm constaba de una antena yagui de 26 elementos con una ganancia de 16 dB, y un preamplificador de mástil conectado a la antena mediante un cable coaxial de baja perdida y un metro de longitud.

Al recibir señales de DATV con el sintonizador MiniTiouner, observe que según la dirección de la antena variaba el nivel de ruido de fondo.

Con el software Noise Power Measurement he podido analizar con más detalle este aumento del ruido, que al realizar un giro completo de la antena varia hasta 14 dB.

Ruido_preamp

En la antena de 435 MHz para satélites,  también tengo instalado un preamplificador de mástil, al mover la antena no tengo ningún aumento en el ruido.

El circuito del preamplificador para 23 cm incorpora un filtro que está realizado con pistas de circuito impreso, al contrario del de 435 MHz que es con resonadores helicoidales. Deduzco que las variaciones en el ruido son debidas a la baja selectividad del filtro del preamplificador, que se satura con las fuertes señales de RF presentes en mi QTH.

La solución adoptada ha sido construir otro preamplificador que incorpora un filtro interdigital y un amplificador con un Gas-Fet, además de dos relés para hacer bypass. He instalado el conjunto resguardado de la intemperie y con facilidad de acceso, lo que me permitirá cambiar el filtro para poder trabajar en diferentes segmentos de la banda.

La imagen corresponde a todo el conjunto del preamplificador, montado en una caja de aluminio.

dav

La selectividad total del preamplificador es de ±7,5 MHz @ -3dB y una ganancia de 18 dB, la pérdida de inserción cuando los relés están en bypass es de 0,6 dB.

Ahora el nivel del ruido de fondo con el preamplificador conectado, se mantiene siempre alrededor de -89 dBm con cualquier dirección de antena.

Noise_power

He probado todo el conjunto con una portadora sin modular, en la imagen se observa la señal recibida (-72 dBm), el ruido de fondo (-89 dBm) y la misma señal pero con 6 dB menos de potencia. La recepción no es directa, se efectúa por reflexión. En la gráfica se puede observar la gran estabilidad que presenta la señal recibida.

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Noise Power Measurement

Un software muy útil para la placa MiniTiouner, es el Noise Power Measurement for Minitiouner, con el que se puede medir la potencia de ruido en 5 frecuencias preprogramadas. La banda de paso con la que se realiza la medida es de 7 MHz @ -3dB (corresponde a la banda de paso del sintonizador), este software puede descargarse de la página:

http://www.vivadatv.org/viewtopic.php?f=60&t=365

Noise_Power

La imagen corresponde a la pantalla del programa, se pueden observar las 5 frecuencias programadas, que se pueden editar desde un archivo ini. El tiempo representado puede ajustarse hasta un máximo de 360 segundos, y las unidades de medida en este caso se reflejan en dBm.

Es una herramienta muy útil para la medida real del ruido procedente de la antena, también para ver la ganancia que introduce un preamplificador, o el rechazo que ofrece un filtro insertado entre la antena y el sintonizador, etc.

En DATV a veces resulta difícil orientar las antenas, pues si la señal es débil, el receptor no la decodifica. Con este software se podrá buscar la máxima señal sin necesidad de decodificarla. Una vez obtenido el nivel máximo, y si se supera el umbral de recepción, con el mismo sintonizador y el programa Minitioune se podrá recibir la imágen.

 

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Conferencia Mercaham 2017

Dentro del ámbito del Mercaham 2017, Joaquím EA3ANS y yo Antoni EA3CNO, hemos dado una conferencia sobre TV Digital Amateur en Banda Estrecha, clicando en la imágen se puede visualizar la grabación de la conferencia:

En ella hemos repasado el pasado y presente de la TVA y explicado las pruebas que estamos realizado en RB-DATV, Televisión Digital de Radio aficionados en Banda Estrecha.

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Ventaja RB-TV sobre DATV.

Después de haber realizado una serie de enlaces en RB-TV y ver cómo se comporta la señal, quise comprobar si existe ventaja a nivel de potencia transmitiendo con SR bajos.

Las señales por encima de 1 MS/s se consideran DATV o (Normales), y debajo de 1 MS/s RB-TV o (Reduced Bandwidth Televisión)

La prueba ha consistido en ver la diferencia entre una señal de RB-TV utilizando un SR de 500 KS/s sobre otra de DATV con un SR de 4 MS/s.

Para que las señales no sufran distorsión por culpa de obstáculos y reflexiones, la prueba la he realizado entre dos QTH’s que tienen visión “casi” directa, están situados a bastante distancia y utilizan antenas muy directivas. La imagen corresponde a la situación y características de las dos estaciones.

Distancia

Como referencia he utilizado un transmisor de DATV en la frecuencia de 1244 MHz, una potencia de 1,5 W y un SR=4 MS/s. Con esta potencia, el valor de VBER (Viterbi Bit Error Ratio) recibido es 0%.

Al insertar un atenuador de 3 dB entre el transmisor y la antena el valor de VBER aumenta al 25%, y se aprecian cortes de enlace. Por lo que consideramos que este es el umbral del enlace, y corresponde a una potencia transmitida de 0,75 W.

Con un transmisor de RB-TV, en la frecuencia de 1242 MHz y con un SR=500 KS/s, insertando atenuadores entre el transmisor y la antena, he obtenido las medidas que se reflejan en la tabla:

Potencia TX

Nivel RX (Relativo) MER

VBER

1 W

-69 dBm 21 dB 0

500 mW

-72 dBm 13 dB

0

250 mW

-76 dBm 10 dB

0

125 mW

-78 dBm 6,5 dB

4%

 50 mW

-81 dBm

3,5 dB

27% (Cortes de enlace)

Observamos con este transmisor el valor de VBER del 27%, corresponde a una potencia transmitida de 50 mW. La diferencia con el transmisor de DATV es de 11,7 dB una ventaja considerable!

El ruido de fondo de la estación receptora es de -88 dBm, observo que con 10 dB de S/N (relación señal / ruido) aún se mantiene el enlace con pocos errores, VBER = 4%

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