Minitiouner Pro
Carte de réception et de mesure de signaux TV en DVB-S

Par Michel hB9AFO
 

 

Cette carte permet de recevoir de la TV numérique (appelée DATV chez nous) à la norme DVB-S (“S” pour  Satellite), c'est la plus répandue dans le domaine radioamateur. L'autre norme, la DVB-T ("T" pour Terrestre, la fameuse TNT), est moins utilisée car elle est plus exigeante au niveau de la linéarité mais en contrepartie elle est plus efficace dans les régions montagneuses où le signal  TV peux prendre plusieurs chemins (multipath) pour aboutir au récepteur ce qui déforme le signal et le rend incompréhensible.

 

 

Fig 1: La carte en fonctionnement (Photo Jean-Pierre F6DZP)

 

 

Un des handicaps d'une liaison DATV (Digital Amateur TV) est la grande  largeur de bande qu'elle demande. Or, plus celle-ci est faible, meilleur est le rapport signal/bruit du signal reçu, donc son efficacité. A l'époque de l'analogique, il fallait 6MHz pour un signal AM et 18MHz pour un FM ce qui confinait la TV amateur (TVA) uniquement sur les bandes UHF et SHF. C'est là qu'intervient la carte Minitiouner Pro. C'est le seul moyen au monde que nous ayons pour recevoir du DVB-S low SR, en-dessous de 1MS/s, jusqu'à 75 kS/s, ce qui est extraordinaire.

 

Un récepteur TV-satellite grand public ne peut pas décoder de flux DVB-S en-dessous de 1MS/s. En DVB-T c'est pire, le minimum est de 4MHz (en DVB-T on parle de bande passante et pas de Symboles), seuls les récepteurs "Hides" et "SR-Systems" permettent de descendre à 1MHz, mais rien n'existe en-dessous. La carte Minitiouner Pro est donc unique au monde. Il faut là saluer et surtout remercier Jean-Pierre F6DZP pour son extraordinaire développement. Il a débuté en utilisant une carte TV du commerce enfichable dans un PC piloté par son logiciel "Tutioune". Puis il a remplacé cette carte par  une carte extérieure appelée "Minitiouner" connectée au PC par un câble USB ce qui permet d'utiliser un ordinateur portable plutôt qu'un fixe. Pour aboutir aujourd'hui au "Minitiouner Pro", l'objet de cette description.

 

La carte Minitiouner est reliée à un PC sur lequel tourne le logiciel de commande "Minitiouner version 7". Une prise 12 volts pour l'alimentation, une prise antenne (F), une prise USB et le tour est joué, la réception peut commencer. En plus de cela, des connecteurs et des prises sont implémentés sur la carte pour les options futures, entre autres une seconde paire prise USB-prise antenne qui permettra de faire une double réception lorsque le logiciel sera terminé. Ainsi que des prises entrées-sorties qui pourront être utilisées pour commander des équipements externes ou pour remplacer certaines commandes logicielles par des boutons. Et puis il y a un petit gadget que j'adore: un écran OLED miniature qui affiche la fréquence, le SR, ainsi que le niveau du signal d'entrée en dBm et le MER (Modulation Error Ratio = qualité du signal en dB). Ces données se retrouvent aussi sur l'écran du PC, de table ou notebook portable c'est comme on veut, c'est ça l'avantage de la liaison USB.

 

L'installation est toute simple. D'abord on peut utiliser la carte nue, sans boîtier, en la faisant reposer sur 4 entretoises afin qu'elle ne risque pas de subir des courts-circuits en touchant la table. Ce sera la solution de départ des impatients, moi par exemple. Par la suite on pourra l'enfermer dans un boîtier ad hoc. La carte  chauffe très peu, un ventilateur ne sera pas indispensable.  Mais ce sera tout de même prudent de percer quelques trous d'aération dans le boîtier.

 

Par rapport à la version précédente, le logiciel s'installe beaucoup plus facilement puisque le driver USB est déjà implémenté dans le logiciel. En gros il suffit de le télécharger sur le site de F6DZP VivaDATV, de le dézipper dans le répertoire de son choix et de suivre les instructions du fichier texte accompagnant. Ca fonctionne du premier coup.

 

Il suffira ensuite de raccorder une antenne à la carte et la réception DVB-S pourra se faire dans les bandes 144, 430, 1200 et 2400 MHz et plus haut au moyen d'un convertisseur. Du fait de sa couverture étendue en fréquences, on pourra même connecter un LNB placé au foyer d'une parabole pour recevoir le 10 GHz. Le Minitiouner Pro devra alors être réglé entre 250 et 750 MHz (10 à 10,5 GHz) en préférant le haut de la bande (10.400 MHz) afin de ne pas trop sortir de la bande de fréquence de sortie du LNB. Préférez un PLL-LNB moderne (10 Euros sur le Net) plutôt qu'un ancien modèle moins sensible et moins stable.

 

On pourra utiliser n'importe-quelle antenne à gain pour les bandes inférieures tout en sachant que le tuner de la carte est prévu pour de la TV satellite et qu'il se fait habituellement précéder d'un LNB dont le niveau de sortie est élevé. Il sera donc utile, voire indispensable pour les signaux faibles, d'installer un préamplificateur à faible souffle en tête de mât. Dans mon cas, je n'ai pas de préampli pour le 144, un préampli en tête de mât pour le 430 (20 dB), un autre pour le 1200 MHz (20 dB) avec en plus un petit ampli de 12 dB (PGA 103+) en bas, vers le récepteur. Sur 1200 MHz, les deux préamplis me donnent 20 dB de rapport Signal/Bruit sur un signal de F5DB, alors que je n'ai absolument rien sans eux.

 

 

 

Caractéristiques

  • Réception simultanée de 2 fréquences entre 144MHz et 2450 MHz ou mode simple fréquence (=MiniTiouner première version)
     

  • Décodage de tous débits, du plus élevé (27500 par exemple) jusqu' au plus bas: 75 kS/s
     

  • Affichage sur un écran séparé (OLED ou LCD) de la fréquence, du SR, du niveau d'entrée (dBm) et du MER (dB).
     

  • Possibilité de commande par bouton sur le boîtier du MiniTiounerPro
     

  • Allumage de LEDS pour indiquer l'état des réceptions
     

  • Allumages de 8 leds suivants les bandes de fréquences utilisées et commande jusqu'à 8 relais/préamplis etc...
     

  • Sortie du TS principal sur un bus externe pour attaquer un modulateur ou un analyseur
     

  • Fabrication du 13V ou 18V  pour alimernter les LNB, avec superposition du 22 kHz, + futures commandes diseqc
     

  • Courant consommé: 450mA max. Testé à 270mA constant pendant 1h, presque aucune chauffe
     

  • La carte mesure 145 x 100 x 50 mm

 

La carte "Minitiouner Pro" est disponible montée et testée sur le site de REF-Union:

https://boutique.r-e-f.org/kits-et-composants/205-minitiounerpro-avec-nim.html

 

Le logiciel est téléchargeable ici:

http://www.vivadatv.org/viewtopic.php?f=60&t=448

(TestMyMiniTiounerPro_v0_1a.zip)

 

Le mode d'emploi:

http://www.vivadatv.org/viewtopic.php?f=82&t=447

 

Le logiciel de test:

http://www.vivadatv.org/viewtopic.php?f=60&t=449 

 

Testez votre MiniTiounerPro en recevant des chaines TV sat:

http://www.vivadatv.org//viewtopic.php?f=82&t=459#p1593

 

Utiliser son MiniTiouner ou MiniTiounerPro pour recevoir la TV:

http://www.vivadatv.org/viewtopic.php?f=81&t=458

 

 

 

Fig 2: Schéma-bloc (de Jean-Pierre F6DZP)

 

 

Fig 3: Branchement de la carte (Photo Jean-Pierre F6DZP)

 

 

 

Remarques:

  1. L'écran se branche sur la prise J3 qui se trouve à côté du NIM et pas sur les deux prises identiques qui sont côtes-à-côtes vers la prise 12 Volts. J'avais lu "J3" alors que c'était "J8". C'est piégeux car la photo de la carte (en tête de cet article) montre la fausse prise.
     

  2.  Attention au câblage de l'OLED. Sur ma version, les pins SDA et SCL sont permutés entre la carte et l'affichage.
     

  3. Ne pas oublier d'éditer le fichier Minitioune.ini, entre autres les FEC. Par sécurité  les cocher tous. Je me suis fait piéger avec le signal de F5DB. J'avais une superbe constellation mais impossible de décoder l'image. Tout simplement parce que Bernard utilisait un FEC que je n'avais pas mis à "1" dans le fichier .ini.

 

 

 

Les schémas

 

Fig 4: alimentations (schéma: F6DZP et F1TE)

 

 

Fig 5: extensions (schéma: F6DZP et F1TE )

 

 

Fig 6: FT223H-1 (schéma: F6DZP et F1TE )

 

 

Fig 7: FT223H-2 (schéma: F6DZP et F1TE )

 

 

Fig 8: NIM (schéma: F6DZP et F1TE )

 

 

Les 5 pages de schémas au format PDF (de F6BIG)

 

 

 

Les essais

 

Dès la mise en service, nous avons voulu en priorité tester ce que nous ne pouvions pas faire avec le Minitiouner version1: les ultra-low SR. La difficulté était de disposer d'un émetteur permettant de descendre à ces SR-là. C'est la carte DATV-Express qui a rempli cet office, pilotée par le logiciel "DATV-Express Transmitter" chez moi et "DATV-Express server" chez F5DB. Après pas mal d'essais, Bernard est arrivé à m'envoyer du 104 kS/s de bonne qualité. 

 

 

Fig Fig 9: Première réception de F5DB chez HB9AFO: 104 kS/s

 

 

 

Paramètres pour un SR 100 kS/s

 

J'ai pu descendre jusqu'à un SR de 90 mais le temps de latence est long et les images saccadées, faute à la carte DATV-Express. Par contre la définition des images est bonne compte tenu de la largeur de bande. Ci-dessous les paramètres vérifiés pour un SR de 100 kS/s. Attention, la caméra utilisé et ses drivers jouent un grand rôle dans la qualité et la fluidité des images. Dans mon cas, la caméra interne du notebook donne des mauvais résultats en-dessous d'un SR de 150 kS/s alors que la Logitech externe fonctionne parfaitement bien.

 

 

Fig 11: Image du Minitiouner avec ma réception 437MHz en local

 

 

 

Paramètres pour un SR 100 kS/s
 

(Les mêmes paramètres peuvent aussi être utilisés pour du 120 et du 150 KS/s)

 

J'ai pu descendre jusqu'à un SR de 90 mais le temps de latence est long et les images saccadées. Par contre la définition des images est bonne compte tenu de la largeur de bande. Ci-dessous les paramètres vérifiés pour un SR de 100 kS/s:

 

 

DATV-Express Transmitter

 

  1. Capture video: Logitech HD Pro Webcam C920, 640 480 30 I420, interlaced

    (avec 320  240 30 I420, on air format="input format" et GOP=10, c'est plus fluide mais moins net)

    Pas de son
     

  2. Codec video: H.265, GOP=2, B=1, Performance= fast, video bitrate=0.4
     

  3. SI tables: Video Pid=33, Audio Pid=49, PCR Pid=33, PMT Pid=100, Network ID=1, Stream ID=1, Service ID=1. Les autres champs sont des infos, donc sans influence.
     

  4. Options: On air format=720 576 25, Aspect ratio=1:1
     

  5. 5. Modulator:
    Common: TX freq=437000000, TX Symbol=100000, TxMode=DVB-S
    DVB-S: FEC=2/3

 

 

Le développement du logiciel Tutioune et de la carte Minitiouner Pro a été fait par Jean-Pierre F6DZP et lui a pris plusieurs années de sa vie. Grâce à lui, la DATV mondiale a fait un grand pas en avant puisque, je le répète, son système est le seul au monde à pouvoir recevoir du DVB-S à ultra-bas SR et d'en mesurer les paramètres.

 

Le design du circuit-imprimé a été fait par Lucien F1TE et c'est la logistique de REF-Union qui a fourni les cartes toutes montées à une centaine d'heureux radioamateurs. C'est  François F1CHF qui s'était chargé des kits de la première version du Minitiouner. Ce splendide équipement est donc le fruit de toute une équipe. Qu'elle en soit vivement remerciée.

 

Pour ma part, je passe mes jours et mes nuits à faire des essais avec cette carte, en liaison avec F5DB, HB9IAM et HB9ADJ. Au vu du plaisir que nous y prenons tous, je suis tenté de dire: "Pour le monde de la DATV, le "Minitiouner Pro", c'est le mouton à 5 pattes avec des dents en or" !

 

Note: Le site de référence est celui de F6DZP, www.Vivadatv.org , mais je réunis aussi ici toutes les informations que je peux obtenir sur ce développement.

 

 

Montage en boîtier

 

J'ai monté la carte dans un boîtier Hammond (Distrelec No 150 02 680) dont les dimensions conviennent parfaitement à celles de la carte.

 

 

 

 

Les 8 LED de sortie sont câblées bien qu'elle encore soient inactives pour le moment. Seule la LED "USB 1" est activée par la version actuelle du logiciel. Elle donne l'activité de la ligne primaire USB.

 

     

 

 

 

Novembre 2017

Michel Vonlanthen HB9AFO

 

LED "USB 1+