Hablando de receptores
Congreso Nacional de URE
Albacete, diciembre 2010
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”
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).
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 (MDS).
Y sobre todo….
Rango dinámico (DR).
Rango dinámico de bloqueo (BDR).
Rango dinámico de distorsión por intermodulación (IMDR).
El concepto sensibilidad.
¿Qué es la sensibilidad?.
Es la capacidad de un receptor para captar 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
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
normalmente 500 Hz (CW) y su valor se mide en dBm.
de
banda,
El FT-2000 presenta una MDS de -127dBm (0,1 uV) en 14 Mhz con
filtro de 500Hz en CW.
Rango Dinámico (DR)
Se relaciona con la capacidad de un receptor para
manejar señales de elevado nivel de entrada.
1. Rango dinámico de bloqueo (BDR).
2. Rango dinámico de distorsión por intermodulación (IMDR).
1. Rango dinámico de bloqueo.
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+40)
-97 dBm (S2)
MDS -137
dBm
14.010
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
Solución:
1. Opcionalidad del preamplificador (on/off).
2. Mejora de la linealidad del 1º mezclador.
3. Roofing filter.
Un ejemplo…
K3
TS 2000
BDR a 20 Khz
139 dB
BDR a 20 Khz
126 dB
BDR a 5 Khz
139 dB
BDR a 5 Khz
103 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
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 !
K3
TS 2000
IMDR a 20 Khz
103 dB
IMDR a 20 Khz
94 dB
IMDR a 5Khz
102 dB
IMDR a 5 Khz
69 dB
D= 23 dB!
Conclusión:
Cuanto peor sea la cifra de IMDR y más cerca estén las señales no
deseadas, mayor será el nivel de las señales espúreas.
EL IP3
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 +20 o más, se consideran EXCELENTES.
Valores hasta +12/15, se consideran BUENOS.
Valores por debajo de +12, se consideran REGULAR o MALOS.
Valores negativos son INACEPTABLES.
Una vez más…
K3
TS 2000
IP3 a 20 Khz
+24
IP3 a 20Khz
+19
IP3 a 5 Khz
+23
IP3 a 5 Khz
-15
¿Dónde está cada cual?...
MDS (dBm)
BDR 20 / 5 Khz (dB)
IMDR 20 / 5Khz (dB)
-138 IC 775 DSP
139/139
Elecraft K3
103/102 Elecraft K3
-136 IC 706 MKII G
136/136
ORION II
99/99
FLEX 5000A
-133 OMNI VI
138/127
FTdx 9000D
108/96
IC 7800
-131 IC 756 PRO II
144/127
IC 7800
97/96
ORION II
-130 Elecraft K3
123/123
FLEX 5000A
99/95
FTdx 9000D
128/119
OMNI VI
94/ 86
OMNI VI
-129 TS 2000
142/111
FT 1000 MP
95/85
FT 2000
-128 FT 1000 MP
126/108
FT 2000
94/83
FT 1000 MP
-127 FT 1000 MKV
126/106
FT 1000 MKV
98/78
FT 1000MKV
FT 2000
132/104
IC 775 DSP
103/77
IC 775 DSP
ORION II
126/103
TS 2000
97/76
IC 756 PRO II
IC 7800
118/100
IC 756 PRO II
86/74
IC 706 MK II
-122 FTdx 9000D
119/87
TS 570D
97/72
TS 570D
-119 FLEX 5000A
120/86
IC 706 MKII G
94/69
TS 2000
TS 570 D
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