Hablando de receptores José Antonio García Sánchez EA7QD Congreso Nacional de URE Albacete, diciembre 2010.

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1 Hablando de receptores José Antonio García Sánchez EA7QD Congreso Nacional de URE Albacete, diciembre 2010

2 “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”

3 Características de un receptor (antes de los 70) Sensibilidad. Selectividad. Estabilidad.

4 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.

5 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.

6 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.

7 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.

8 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).

9 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).

10 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

11 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 banda, normalmente 500 Hz (CW) y su valor se mide en dBm. El FT-2000 presenta una MDS de -127dBm (0,1 uV) en 14 Mhz con filtro de 500Hz en CW.

12 Rango Dinámico (DR) 1.Rango dinámico de bloqueo (BDR). 2.Rango dinámico de distorsión por intermodulación (IMDR). Se relaciona con la capacidad de un receptor para manejar señales de elevado nivel de entrada. 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.

13 dBm FREQ. MDS -137 dBm 14.01014.030 -27 dBm (S9+40) 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. - 1dB audio-97 dBm (S2)

14 ¿Y qué pasa con la distancia? A medida que la señal fuerte se aproxima a la señal débil… ! El BDR cae en picado espectacularmente! “La capacidad de los receptores de HF para el DX” SP7HT QEX Sept. / Oct. de 2002 QST Julio 2001 la ARRL decide incluir medidas a 20 y a 5 Khz Solución: 1.Opcionalidad del preamplificador (on/off). 2.Mejora de la linealidad del 1º mezclador. 3.Roofing filter.

15 K3TS 2000 BDR a 20 Khz139 dBBDR a 20 Khz126 dB BDR a 5 Khz139 dBBDR a 5 Khz103 dB Un ejemplo…

16 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 !

17 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.).

18 MDS: - 137 dBm 7.0007.0207.0407.060 dBm FREQ. -28 dBm (S9+40) + 3 dB audio IMDR = MDS – Nivel IM 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.

19 ¿Y qué pasa con la distancia entre las dos señales fuertes?... ! A medida que disminuye, el IMDR se degrada espectacularmente ! K3TS 2000 IMDR a 20 Khz103 dBIMDR a 20 Khz94 dB IMDR a 5Khz102 dB IMDR a 5 Khz69 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.

20 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.

21 Una vez más… K3TS 2000 IP3 a 20 Khz+24IP3 a 20Khz+19 IP3 a 5 Khz+23IP3 a 5 Khz -15

22 ¿Dónde está cada cual?... MDS (dBm) -138 IC 775 DSP -136 IC 706 MKII G -133 OMNI VI -131 IC 756 PRO II -130 Elecraft K3 TS 570 D -129 TS 2000 -128 FT 1000 MP -127 FT 1000 MKV FT 2000 ORION II IC 7800 -122 FTdx 9000D -119 FLEX 5000A BDR 20 / 5 Khz (dB) 139/139 Elecraft K3 136/136 ORION II 138/127 FTdx 9000D 144/127 IC 7800 123/123 FLEX 5000A 128/119 OMNI VI 142/111 FT 1000 MP 126/108 FT 2000 126/106 FT 1000 MKV 132/104 IC 775 DSP 126/103 TS 2000 118/100 IC 756 PRO II 119/87 TS 570D 120/86 IC 706 MKII G IMDR 20 / 5Khz (dB) 103/102 Elecraft K3 99/99 FLEX 5000A 108/96 IC 7800 97/96 ORION II 99/95 FTdx 9000D 94/ 86 OMNI VI 95/85 FT 2000 94/83 FT 1000 MP 98/78 FT 1000MKV 103/77 IC 775 DSP 97/76 IC 756 PRO II 86/74 IC 706 MK II 97/72 TS 570D 94/69 TS 2000

23 Entonces… ¿Los mejores equipos?...

24 Nº 5

25 Nº 4

26 Nº 3

27 Nº 2

28 Nº 1

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