Una estación de radio vale
lo que valga su antena y su
receptor…
Congreso Nacional de URE
Granada, diciembre 2012
José Antonio García Sánchez
EA7QD
“Una estación de radio vale lo que valga su
antena y su receptor”
(EA7DA, Guadix 1963)
• “Si tienes 100 para montar una estación, gasta 60 en
el Rx, 30 en la antena y lo que queda en el Tx”
Objetivos.
Dar a conocer los parámetros más importantes que
permiten evaluar la calidad de un receptor.
Analizar los efectos de cada parámetro sobre el
receptor.
Mostrar una visión comparativa entre los receptores de
los equipos más actuales.
Características de un receptor (antes de los 70)
Sensibilidad.
Selectividad.
Estabilidad.
Hoy día,
Sensibilidad.
Parámetro que se sigue considerando pero con relativa importancia.
Selectividad.
Dejó de ser un parámetro definitorio de la calidad.
Filtros en las FI (cristal o mecánicos).
Filtrado digital con anchos de banda configurables.
Estabilidad.
Irrelevante.
Se ha pasado de los osciladores LC a los osciladores
controlados por PLL y últimamente la síntesis digital directa
(DDS) que no solo proporciona alta estabilidad sino también
elevada resolución.
Situación de las bandas en la actualidad.
Saturación.
Muchas estaciones próximas.
Señales muy fuertes.
Uso masivo del amplificador lineal.
Antenas de elevada ganancia.
Exceso de ancho de banda.
Sobremodulación. (Escaso control del ALC o PROC).
Banda pasante de audio demasiado ancha (100 a 3000 Hz)
Utilización de dispositivos que realzan el espectro de audio.
En el DX.
Efecto clúster.
Ante esta situación un Rx de los 70/80,
Quedaba bloqueado tanto por señales en banda como fuera de ella.
La intermodulación era tan grande que solo se escuchaba ruido,
especialmente en bandas bajas (80/40).
Debido fundamentalmente a:
Falta de linealidad y saturación del amplificador de RF.
Escasa capacidad de los mezcladores para manejar señales
fuertes.
Luz al final del túnel…..
A finales de 1981 en HAM Radio.
Ulrich Rhode DJ2LR / KA2WEU publica
“Receptores de comunicaciones para el año 2000”
Eliminación del paso amplificador de RF de entrada.
Rediseño del mezclador a base de puentes balanceados de
diodos Schottky de alto nivel o utilizando FET de potencia.
Lo que hoy define a un buen receptor….
DOS conceptos fundamentales.
Mínima señal discernible. (Minimun discernible signal, MDS).
Y sobre todo….
Rango dinámico. (Dynamic range, DR).
Rango dinámico de bloqueo (BDR).
Rango dinámico de distorsión por intermodulación (IMDR).
Reciprocal mixing (RMDR). Ruído de fase.
El concepto sensibilidad.
¿Qué es la sensibilidad?.
Es la capacidad de un receptor para recibir señales débiles.
La sensibilidad se puede expresar de distintas formas.
1. Sensibilidad.
2. Mínima Señal Discernible.
3. Sensibilidad SINAD.
4. Factor de ruido (NF).
Sensibilidad.
Es el nivel de una señal de entrada tal que la diferencia
entre la señal + ruido y el ruido es de 10 dB.
Se expresa en microvoltios (uV) referidos a un determinado ancho de banda.
El FT-2000 presenta una sensibilidad de 0,15 uV para 10dB S+N/N a un ancho de
banda de 2,4 kHz (SSB) desde 1.8 a 30 Mhz.
Es el parámetro que da el fabricante.
Mínima Señal Discernible.
Mínima señal que es capaz de sobrepasar el nivel del ruido
interno del receptor en 3 dB
Se expresa referida a un determinado ancho de
normalmente 500 Hz (CW), y su valor se mide en dBm.
banda,
El FT-2000 presenta una MDS de -127 dBm en 14 Mhz con filtro de
500Hz en CW.
Rango Dinámico (DR)
En general, se relaciona con la capacidad de un receptor
para manejar señales de elevado nivel de entrada.
1. Rango dinámico de bloqueo (BDR). (Blocking gain compression)
2. Rango dinámico de distorsión por intermodulación (IMDR o IMD3)
3. Reciprocal mixing (RMDR)
1. Rango dinámico de bloqueo. (Blocking gain compression)
Capacidad de un receptor para mantener su sensibilidad intacta
en presencia de una señal fuerte, no deseada, situada en una
frecuencia próxima.
dBm
-27 dBm (S9+45)
-97 dBm (S2)
MDS -137
dBm
14.025
14.030
- 1dB audio
FREQ.
Nivel de la señal no deseada: -27 dBm.
Rango dinámico de bloqueo (BDR): 137 – 27 = 110 dBm
El rango dinámico de bloqueo (BDR) es la diferencia en dB entre
el MDS y el nivel de una fuerte señal, fuera de canal, que
produce una disminución de 1 dB en el audio de la señal que se
está recibiendo.
¿Y qué pasa con la distancia?
A medida que la señal fuerte se aproxima a la señal débil…
! El BDR cae en picado espectacularmente!
QST Julio 2001 la ARRL decide incluir medidas a 20 y a 5 Khz
“La capacidad de los receptores de HF para el DX”
SP7HT QEX Sept. / Oct. de 2002
En 2006 la ARRL decide incluir medidas a 2 Khz.
Un ejemplo…
K3
FT 2000D
BDR a 20 Khz
142 dB
BDR a 20 Khz
BDR a 2 Khz
140 dB
BDR a 2 Khz
136 dB
87 dB d = 49 dB!
Rango dinámico de distorsión por intermodulación (IMDR)
Fenómeno de la intermodulación.
F1 y F2 próximas generan:
F1 + F2 y F1 - F2 Productos de intermodulación de 2º Orden.
2F1- F2 y 2F2 - F1 Productos de intermodulación de 3º Orden.
Si F1 = 7020 Khz y F2 = 7040 Khz
2F1 - F2 = 7000 Khz
2F2 - F1 = 7060 Khz
!! Falsas!!
Si son consistentes e incluso mueven el S-meter….
! Problema con el IMDR !
El IMDR (también IMD3 o IMD de 3º orden) define la capacidad de
un receptor para NO crear falsas señales como consecuencia de la
presencia de señales fuertes situadas en diferentes frecuencias
fuera de la banda de paso del receptor.
¿Por qué se crean estas señales falsas?
Por la falta de linealidad de los circuitos del receptor por donde pasan
las señales (pasos amplificadores, mezcladores, detectores…etc.).
-28 dBm (S9+40)
dBm
+ 3 dB audio
+ 3 dB audio
MDS: - 137 dBm
7.000
7.020
IMDR = MDS – Nivel IM
7.040
7.060
FREQ.
IMDR = 137 – 28 = 109 dB
El IMDR de un receptor es la diferencia entre su MDS y el nivel de
dos señales próximas entre si e iguales en amplitud, situadas
fuera de canal, que generan unos productos de 3º orden de
amplitud 3 dB por encima del ruido de fondo.
¿Y qué pasa con la distancia entre las dos señales fuertes?...
! A medida que disminuye, el IMDR se degrada espectacularmente !
Otra vez…
K3
IMDR a 20 Khz
FT 2000D
106 dB
IMDR a 20 Khz
98 dB
IMDR a 2 Khz 103 dB
IMDR a 2 Khz
69 dB
D= 29 dB!
EL IP3. (Punto de intersección de 3º orden)
Es una combinación lineal del MDS y del IMDR.
No toma en consideración el BDR.
Su valor:
IP3 = MDS + 1.5 IMDR
El IP3 puede ser negativo, nulo o positivo.
Valores próximos a +24 o más, se consideran EXCELENTES.
Hoy día valores negativos son INACEPTABLES, especialmente a 5 Khz.
Una vez más…
K3
FT 2000
IP3 a 20 Khz
+29
IP3 a 20Khz
+26
IP3 a 2 Khz
+26
IP3 a 2 Khz
-16 d = 42 dB!
Reciprocal Mixing
(Ruido de fase)
Se expresa en dBc/Hz
¿Qué soluciones hay para estos problemas?
Mejora en el diseño de la sección frontal del Rx
Opcionalidad del preamplificador (on/off)
Mejora en las etapas mezcladoras
Roofing filter (Bancos de filtros).
Sintetizadores con menor ruido de fase
Pero entonces…
¿Cuál es el parámetro más importante?...
1. Rango dinámico de bloqueo (BDR)
2. Rango dinámico de 3º Orden (IMDR 3)
3. Reciprocal Mixing (RMDR)
4. Punto de intersección de 3º Orden (IP3)
5. Precio del equipo.
Elecraft K3 vs Yaesu FT-2000D
1. Mínima señal no deseada que provoca el bloqueo.
K3
FT-2000D
140 dB - 130 dBm = +10 dBm S9+80 dB
87 dB - 127 dBm = - 40 dBm S9+30 dB
La diferencia son 50 dB !!
Esto significa que…
El K3 necesita una señal 100.000 veces más potente que el
FT-2000D para comenzar a bloquearse !!!
Elecraft K3 vs Yaesu FT-2000D
Distorsión por intermodulación (IMDR3)
K3
FT-2000D
103-130dBm = - 27 dBm
S9+45 dB
69-127 dBm = - 58 dBm
S9+10 dB
La diferencia son 35 dB
Ello significa que…
El K3 necesita unas señales 3.000 veces más potentes que el
FT-2000 para que comience a distorsionar.
Y algo más…
Elecraft K3……… 3.250 €
FT- 2000D…………. 3.400 €
Y según todo esto….
¿Cómo es de bueno mi equipo?
Subject of
measurement,
band: 14 MHz
CW 500 Hz
20 kHz
blocking gain
compression
2 kHz
blocking gain
compression
NEW:
2 kHz
reciprocal
mixing
noise
20 kHz
3rd-order
dynamic
range
2 kHz
3rd-order
dynamic
range
20 kHz
3rd-order
intercept
2 kHz
3rd-order
intercept
List Price
1
Yaesu
FTdx 5000D
Dic 2010
136 dB
136 dB
-104dBc
114 dB
114 dB
+41
dBm
+40 dBm
5.400 €
2
Elecraft K3
Enero 2009
142 dB
140 dB
-86 dBc
106 dB
103 dB
+29
dBm
+28 dbm
3.250 €
3
Perseus SDR
Dic 2008
129 dB
129 dB
-126 dBc
100 dB
97 dB
+35
dBm
+35 dBm
810 €
4
Flex-5000A
Julio 2008
123 dB
123 dB
-99 dBc
99 dB
99 dB
+ 35
dBm
+30 dBm
2.600 €
5
Kenwood
TS-590S
Mayo 2011
141 dB
121 dB
-91 dBc
106 dB
97 dB
+26
dBm
+22 dBm
1.580 €
6
TenTec
599AT Eagle
Agosto 2011
136 dB
121 dB
-95 dBc
98 dB
98 dB
+22
dBm
+22 dBm
1.900 €
7
IC-7700
Set. 2008
125 dB
102 dB
-78 dBc
106 dB
95 dB
+35
dBm
+24 dBm
6.600 €
8
TenTec
Orion II
Sept 2006
136 dB
136 dB
N/M
92 dB
95 dB
+20
dBm
+21 dBm
4.100 €
9
Flex-3000
Oct/Nov 2009
113 dB
113 dB
-112 dBc
99 dB
95dB
+28
dBm
+26 dBm
1.800 €
10
IC- 7410
Oct 2011
143 dB
111 dB
-78 dBc
106 dB
88 dB
+29
dBm
+5 dBm
2.000 €
11
IC- 7600
Nov 2009
122 dB
102 dB
-82 dBc
106 dB
88 dB
+31
dBm
+13 dBm
3.800 €
Subject of
measurement,
band: 14 MHz
CW 500 Hz
20 kHz
blocking
gain
compression
2 kHz
blocking
gain
compression
NEW:
2 kHz
reciprocal
mixing
noise
20 kHz
3rd-order
dynamic
range
2 kHz
3rd-order
dynamic
range
20 kHz
3rd-order
intercept
2 kHz
3r-order
intercept
List
Price
12
IC-7800 V2
Marzo 2007
144 dB
117 dB
N/M
108 dB
86 dB
+38 dBm
+22 dBm
10.300
€
13
Yaesu
FTdx9000
MP Julio
2010
137 dB
102 dB
-92 dBc
99 dB
85 dB
+28 dBm
+7 dBm
11.000
€
14
TenTec
Omni-VII
137 dB
134 dB
N/M
91 dB
82 dB
+11 dBm
+6,5
dBm
2.600
€
15
IC-R9500
Enero 2008
144 dB
109 dB
-92 dBc
5kHz/92 dB
81 dB
+32 dBm
-4 dBm
12.900
€
16
Yaesu
FTdx9000C
Marzo 2006
128 dB
97 dB
N/M
101 dB
78 dB
+35 dBm
+1 dBm
10.000
€
17
Yaesu
FT-950
Marzo 2008
128 dB
98 dB
-57 dBc
95 dB
71 dB
+21 dBm
-4 dBm
1.435
€
18
Yaesu
FT-2000D
Oct 2007
136 dB
87 dB
-76 dBc
98 dB
69 dB
+26 dBm
-16 dBm
3.400
€
19
IC-7200
Junio 2009
140 dB
83 dB
-85 dBc
99 dB
67 dB
+23 dBm
-11 dBm
1.100
€
20
Yaesu
FT-450
Dic 2007
134 dB
90 dB
-21 dBc
97 dB
67 dB
+13 dBm
-31 dBm
780 €
21
Yaesu
FT-2000
Feb 2007
126 dB
92 dB
N/M
95 dB
64 dB
+16 dBm
-22 dBm
2.645
€
22
IC-7000
Mayo 2006
112 dB
86 dB
N/M
89 db
63 dB
+6 dBm
-27 dBm
1.500
€
[email protected]
Descargar

Hablando de receptores