Тестирование поведения некоторых трансиверов диапазона 144 МГц в режиме сильного сигнала

Автор: Виктор Беседин

Все статьи на CQHAM.RU
Все статьи категории "Мой трансивер"

DF9IC и группа

ЭтаWEB-страничка выражает лишь личное мнение автора и не авторизована никакой организацией. Читателю предоставляется право самому сформировать своё собственное мнение на основе материалов, изложенных ниже. Все результаты измерений тщательно выверены и проведены одновременно и в сравнении с одним и тем же эталонным аппаратом.

Задачей этого тестирования являлся сбор информации с целью выявления лучших радиоприёмных устройств диапазона 144 МГц для использования их в режиме окружения сильными сигналами, в ситуациях, которые почти всегда возникают при работе в УКВ соревнованиях. Типичными уровнями сигналов от других станций, обладающих большими выходными мощностями и антеннами с большими коэффициентами усиления, в таких ситуациях являются:

-50 dBm (90 dB относительно шума в полосе SSB): умеренно мощная станция на расстоянии до 100 км на открытой местности или до 30 км, когда станция находится, например, за холмом;

-30 dBm (110 dB относительно шума в полосе SSB): мощная станция, примерно, на расстоянии до 30 км на открытой местности;

-10 dBm (130 dB относительно шума в полосе SSB): очень мощная станция, примерно, на расстоянии до 3 км на открытой местности.
Эти цифры предполагают, что антенны направлены друг на друга (они многоэлементные) и мешающая станция расположена в направлении, куда “смотрит” Ваша антенна. В противном случае, сигналы, обычно, до 20 дБ более слабые (когда одна антенна отвёрнута от направления на другую). Такие уровни являются распространёнными (типичными) во всём мире – в ноябре 2004 гола во время соревнований, посвящённых памяти Маркони, автор принимал одну станцию с уровнем до - 10 дБм, а три - до – 30 дБм, для измерения уровней сигналов использовался калиброванный анализатор спектра HP8558B, напрямую подключенный к антенне.

Если Вы планируете использовать Вашу аппаратуру для серьёзной работы в соревнованиях, то оба, и приёмник, и передатчик, должны обеспечивать, практически, не создающую помех соседним станциям, работу при уровнях до 110 дБ относительно шумов в полосе SSB сигнала. Испытания показывают, что на радиорынке имеются аппараты, которые достигают этого уровня при расстоянии в 50 кГц от частоты несущей в режиме приёма и при 200 кГц - в режиме передачи. Такое положение может быть почти приемлемым на приёмной стороне, хотя на передачу – желательно этот показатель было бы и улучшить. Тем не менее, если “конкурирующая” станция окажется неподалёку и антенны направлены друг на друга, (взаимных) помех, просто, не избежать. Для работы без взаимных помех во всех случаях желательно иметь аппараты, которые допускали бы работу при 130 дБ сигналах относительно шума в полосе SSB сигнала, но…аппаратов с таким динамическим диапазоном нет, и никогда не было на радиорынке.

Точка пересечения по продуктам интермодуляции третьего порядка (IP3) здесь даже менее важна, чем шумы гетеродина и передающей части, поскольку, как правило, на диапазоне 144 МГц имеется немного сильных и, тем более, очень сильных сигналов и только небольшие участки частот диапазона поражены результирующими продуктами интермодуляции. Эта ситуация очень отличается от подобной на нижних КВ диапазонах, где присутствует очень много как любительских, так и радиовещательных станций. С другой стороны, необходимый динамический диапазон (разность между уровнями самого слабого и самого сильного сигналов) на 144 МГц больше, вот, здесь и требуется малошумящий гетеродин. И совсем не значит, что аппараты, которые хорошо подходят для работы с DX CW в диапазоне 160 метров в окружении мощных сигналов, будут прекрасно работать с трансвертерами на 144 МГц… Ну, да, ладно, речь здесь не о них, а об аппаратах на 144 МГц.

В приводимых ниже таблицах собраны данные измерений, начало которым было положено в начале 2005 года. И, это - не просто первый шаг к познанию явления, а серьёзное исследование с целью сделать заключение, какие аппараты не следует применять для серьёзной работы в эфире, в действительности, при очень строгом подходе, с приемлемыми характеристиками не останется годным ни одного аппарата :-).

Остаётся ещё ряд неучтённых факторов “обеспечивающих” нам дискомфортную работу в эфире: работа с ALC, щелчки при ключевании и дискретные “поражёнки”, которые также можно присовокупить к общему результату и систематизировать, но из-за недостатка времени с ними, обычно, просто не “связываются”. Действие ALC чревато появлением сильнейших искажений в передатчиках, что увеличивает общий уровень шумов в них и способствует появлению интермодуляции на больших уровнях сигнала (выходной мощности), что даже аппараты с достаточно высокими параметрами, приведённые в таблицах ниже, нуждаются в модификациях, чтобы улучшить показатели по интермодуляции, при работе в режиме SSB или телеграфом.

Процедуры измерений и проверочная аппаратура описаны в конце статьи.

Всережимные трансиверы диапазона 144 МГц:

Трансивер

Владелец

Уровень шума

IP3

Блокирование RX (3 дБ с/ш подавление при полосе 2,5 кГц),
dB

Уровень шума TX в полосе 2,5 кГц
(“поражёнки” не учтены),
dBc

dB

dBm

20 kHz offset

50 kHz offset

200 kHz offset

20 kHz offset

50 kHz offset

200 kHz offset

IC275E

DF9IC

5.6

-7.5

98

110

117

-97

-104

-109

IC7000

DD9WG

5.6

-7.5

91

94

102

-87

-93

-93

IC706 - измерено DL2KCK

DL2KCK

-

-

-

-

-

-91

-95

-103

IC746

DJ0QZ / DK1VC

3.6

-7.5

87

95

109

-82

-91

-105

IC821H

DK9VZ

3,4

-9

80

90

101

-77

-88

-97

IC910H

DK9IP

3.7

-8.5

81

89

100

-78

-88

-98

IC202

DL3IAS

7.7

-14

100

104

107

-100

-102

-102

Hohentwiel

DL3IAS

11.4 (?)

-5.5

96

97

100

-96

-97

-101

FT225RD + MuTeK + mods

DK9VZ

6.1

+7

90

90

110

-85

-92

-106

FT817

DK2DB

5.4

-12

87

96

106

-83

-91

-96

FT847 (предусилитель включен)
FT847 (предусилитель выключен)

DK5UY

5.1

6.7

-22.4

-12.9

84

-

93

-

106

-

-80

-91

-103

FT857D

DK9VZ

6.1

-2

86

96

106

-84

-93

-99

TS700G с арсенид-галлиевым ПТ

DK8SG

4.9

-13

100

108

111

-102

-106

-107

TS700S (предусилитель выключен )

DB6IR

6.6

-7

100

107

111

-96

-102

-104

TS790E

DJ5IR

4.5

-14.5

103

104

109

-84

-94

-95

TS2000 (предусилитель включен)

DK2GZ

6.2

-21.5

91

98

108

-85

-97

-107

DK2DB самодельный, 1976

DK2DB

-

-11

109

110

112

-103

-107

-110

DK2GR самодельный

DK2GR

2.7

-2

113

117

120

-110

-114

-114

Примечание: offset – разнос (частот); расстройка

Комментарий:

Судя по таблице, очевидно, что качество работы современных передатчиков (TX), по сравнению с TX прошедших десятилетий заметно снижено. Самые старые аппараты (TS700 – разработки середины 70х и IC275E – середины 80х) - на 10...20 dB лучше, чем более “новые” или современные (TS790, IC821H, IC910H).

У IC821H и IC910H – очень “неважный” гетеродин. Они больше подходят для работы ЧМ через репитеры через внутренние (внутри помещения) антенны, например, антенну конструкции HB9CV. Другие виды работы для этих трансиверов надо бы, вообще запретить. FT817, FT847, FT857, IC7000, IC746 и TS2000 лишь чуть-чуть получше. Тест с IC706 проводил DL2KCK. Он показал повышение общего уровня шумов при небольшом уменьшении выходной мощности, так, при 20 Вт выходной мощности относительный уровень шумов передатчика (при расстройке в 200 кГц) составил менее -93 дБ, вместо - 103, при 40 Вт.

Трансивер TS790E может быть использован в качестве приёмника для работы в окружении сигналов с большим уровнем, подобным тому, что бывает в соревнованиях, но, пожалуйста, не работайте на этом трансивере на передачу!

Трансивер IC202 и Hohentwiel (конструктор для домашней сборки, производимый в Германии) имеют малый фазовый шум вблизи от несущей, но не уменьшают его уровень по удалению от несущей, оставляя его средний неизменяющийся уровень по всему диапазону используемых частот. Hohentwiel, всё же, несколько дБ проигрывает по фазовому шуму IC202.

Другие трансивера, выпускаемые ныне, ещё не проверялись. Публикуемые результаты тестов этих аппаратов (например, лабораторией ARRL), показывают, что их параметры, увы, не изменились в лучшую сторону. Уровень блокирования приёмников, при разносе частот в 20 кГц, может быть выведен из данных ARRL, которые осуществляются по другой методике с завышением результатов для нашего случая. Итак, вычитаем из данных ARRL 34 дБ (при преобразовании полосы пропускания с 1 Гц до “нормальных” 2,5 кГц) и добавляем 6 дБ для коррекции возрастания шума с 1 дБ до 3 дБ, что в конечном результате приводит к вычитанию 28 дБ из данных, приводимых ARRL. Это преобразование значений, похоже, соответствует действительности и ему можно доверять, коль скоро речь заходит об уровнях шума трансиверов, проверенных ARRL.

Данные по некоторым трансиверам, взятые с сайта DK9VZ's web page , приведены здесь (Сравните эти данные с табличными по блокированию приёмника в режиме SSB с верхней боковой полосой (USB), с разносом частот в 20 кГц, приведёнными в таблице выше:

- IC7400: 86 dB
- IC910: 78 dB (мы намеряли 81 dB)
- IC706MKIIG: 83 dB
- TS2000: 87 dB (мы намеряли 91 dB)
- FT817: 80 dB (мы намеряли 87 dB)
- FT847: 75 dB (мы намеряли 84 dB)
- FT857: 74 dB (мы намеряли 86 dB)

(похоже, что лаборатория ARRL всегда получает худшие экземпляры аппаратуры- ?)

Ни один из представленных аппаратов не пригоден для серьёзной работы на УКВ. Если у Вас имеется любой современный аппарат диапазона 144 МГц, то Вы можете присоединиться к измерениям его параметров, чтобы собрать как можно больше сведений об этой конструкции (пишите по адресу: e-mail to <call sign>@adacom.org).

*Call-sign - позывной

Лучше всех параметры имел самодельный трансивер конструкции DK2GR.

Я использую трансивер IC275E и знаю почему, хотя я и знаю о его недостатках. По крайней мере, он неплох для связей с трансвертером на диапазоне 23 см.

КВ всережимные трансвертера для работы с трансвертерами:

Трансивер

ПЧ

транс-вертера,
MHz

Владелец

Шум

IP3

Блокирование RX (3 дБ с/ш подавление при полосе 2,5 кГц),
dB

Уровень шума TX в полосе 2,5 кГц
(“поражёнки” не учтены),
dBc

dB

dBm

20 kHz offset

50 kHz offset

200 kHz offset

20 kHz offset

50 kHz offset

200 kHz offset

Elecraft K2 + XV144
предусилитель включен

28

DJ5IR + DJ5IR

6.0

-26.5

95

100

101

-93

-92

-93

Elecraft K2 + Kuhne TR144H+40

14

DJ0QZ + DJ0QZ

1.0

-9

96

103

114

-90

-95

-96

Orion главный RX + Javorrnik
Orion дополнительный RX + Javorrnik

14

DK9IP + DK8SG

-

0
-7

-

-

-

-93
-

-88
-

-99
-

TS850 (предусилитель выключен) + LT2S
TS850 (предусилитель включен ) + LT2S

28

DL6WT + DL6WT

-
3.7

-1,5
-26,5

101
100

104
102

107
104

-93

-100

-103

TS870 (предусилитель выключен ) + LT2S

28

DK8SG + DK8SG

4.9

-6

98

104

112

-95

-100

-104

TS870 (предусилитель выключен ) + Javornik

14

DK8SG + DK8SG

1.9

-1.5

95

103

112

-92

-97

-99

IC735 (предусилитель выключен ) + LT2S

28

DF9IC + DK8SG

-

-

101

106

113

-

-

-

IC735 (предусилитель выключен ) + Javorrnik

14

DF9IC + DK8SG

-

-3.5

106

115

117

-

-

-

IC746 (предусилитель выключен ) + Kuhne TR144H+40

14

DJ0QZ + DJ0QZ

1.2

-5.5

99

106

119

-

-

-

IC756pro II (предусилитель выключен ) + Kuhne TR144H с 22 dB RX усилением

28

DO2IJH + DO2IJH

1.0

-4.9

94

102

112

-90

-100

-108

FT1000 Mark V main RX (предусилитель выключен / включен) + Kuhne TR144H

28

DK9VZ + DK9VZ

6.0
1.7

-9.5
-12.5

97

106

118

-91

-99

-101

FT1000 Mark V основной RX (предусилитель выключен ) + Kuhne TR144H

14

DK9VZ + DK9VZ

1.6

-7.5

103

110

116

-95

-97

-100

FT1000 Mark V основной RX (предусилитель выключен/включен) + Kuhne TR144H+40

14

DK9VZ + DJ0QZ

1.3
2 (?)

-3
-10.9

104

113

120

-

-

-

FT1000MP основной RX (предусилитель выключен ) + LT2S

28

DK9IP + DK8SG

-

-

97

104

113

-

-

-

FT1000MP основной RX (предусилитель выключен ) + Javornik

14

DK9IP + DK8SG
DK8SG + DK8SG

1.4
0.9

+1
+1

100
104

115
113

118
120

-98
-98

-106
-105

-110
-110

FT1000MP основной RX (предусилитель выключен ) + Kuhne TR144H+40

14

DK8SG + DJ0QZ

1.4

-1

-

-

-

-

-

-

FT1000MP вспомогательный RX (предусилитель выключен ) + Javornik

14

DK9IP + DK8SG
DK8SG + DK8SG

2.0
1.2

-4.5
-5

88
88

95
97

109
111

-

-

-

IC7800 + Kuhne TR144H40 -
измерено DL2KCK

28

DL2KCK

-

-

-

-

-

-98

-102

-108

У трансвертера LT2S – усиление примерно 17dB, шум 1 dB, -6 dBm IP3 и используется ПЧ = 28 MHz. У трансвертера Javornik - усиление 27 dB, шум 1 dB, +3 dBm IP3 и используется ПЧ = 14 MHz. У трансвертера Kuhne TR144H+40 – усиление примерно 27 dB, шум <1 dB, +9 dBm IP3 и используется ПЧ = 14 MHz.

Комментарий:

Достижимые параметры по продуктам преобразования системы трансвертер/КВ приёмник ниже, чем у трансивера на 144 МГц с кварцевым фильтром в 1-ой ПЧ, поскольку требуется аж два преобразования, пока сигнал пройдёт через узкополосный фильтр, который “отсеивает” внеполосные сигналы (это – по теории). Но когда Вы сравните практические результаты тестирования, то обнаружите, что динамические параметры системы трансвертер/КВ приёмник (трансивера) окажутся выше, чем у трансиверов диапазона 144 МГц. Это указывает на просчёты в конструировании УКВ трансвертеров – использование предусилителей и смесителей такого же качества, как применяются ныне в КВ трансиверах среднего класса, позволяет получить параметр по IP3 +5 dBm, который может быть получен при одном преобразовании в приёмнике диапазона 144 МГц с коэффициентом шума в 3...5 dB.

Работа гетеродина КВ трансивера с преобразованием вверх на “высокую” ПЧ должна давать лучшие результаты, чем работа гетеродина трансивера диапазона 144 МГц, поскольку его (гетеродина) частота оказывается несколько ниже. На практике, эта разница оказывается весьма значительной, что опять же указывает на “неважную” разработку большинства гетеродинов аппаратов диапазона 144 МГц.

Как у большинства трансвертеров двухметрового диапазона, у трансвертера LT2S ПЧ = 28 МГц. У трансвертера Javornik ПЧ = 14 МГц, поскольку он был оптимизирован для работы с трансивером FT1000, а этот трансивер работает на 14 МГц значительно лучше, чем на 28 МГц (кстати, с трансвертером на “двойку” в UW3DI – ламповом, я также использовал диапазон 14 МГц и по тем же причинам, недостаток в перекрытии диапазона решил использованием нескольких кварцевых резонаторов в гетеродине-подставке трансвертера – UA9LAQ). Нет особого смысла в выборе ПЧ (14 или 28 МГц), если в трансиверах используется преобразование вверх на высокую ПЧ. Но, на деле, некоторые трансиверы работают на 14 МГц лучше, чем на 28 МГц, другие – наоборот. Соответственно, нужно и выбирать трансвертер. Трансвертеры Kuhne бывают в двух модификациях: с ПЧ = 14 МГц и с ПЧ = 28 МГц.

У всех трансвертеров, как правило, имеется кварцевый гетеродин – подставка, который по параметрам (шум, фазовый шум и т.п.) намного превосходит гетеродины КВ трансиверов и поэтому, существенно не ухудшает общие шумовые параметры системы КВ трансивер - трансвертер. Не внесёт трансвертер шумов и в передаваемый сигнал (TX), если на него подавать сигнал оптимального уровня (не используйте опциональные ПЧ предусилители передатчика), однако, мы обнаружили при испытаниях одного из трансвертеров Kuhne широкополосный шум передающего тракта. Этот вид трансвертеров был скорректирован (исправлен недостаток) в процессе производства с 2005 года. Трансвертер Javornik очень хорошо согласован с трансивером FT1000 по усилению и полосе ПЧ и имеет лучшие динамические параметры (IP3), чем трансвертер LT2S. Несмотря на всё вышеизложенное, качество работы комбинированного устройства трансвертер/КВ трансивер, в основном, определяется применённым КВ трансивером.

Уровень шумов передатчика трансивера Orion фирмы TenTec оказался настолько большим, что мы приостановили его тестирование. Может быть был какой-то дефект, именно, нашего экземпляра трансивера или слабая внутренняя фильтрация питающего напряжения 12 В, поступающего от импульсного внешнего блока питания (у этого трансивера нет встроенного блока питания от сети). Но даже приведённые фирмой TenTec данные по шумовому спектру для гетеродина в режиме приёма показывают, что его уровень не превышает 107dB при полосе 2.5 kHz (= 141 dBc/Hz) – это на 10 дБ хуже, чем у трансивера FT1000MP при разносе в 200 кГц от несущей. Это зависит от уровня широкополосного шума прескалера, который является ключевым компонентом его системы гетеродина. В экземпляре, который мы взяли для тестирования проявлялась и нестабильность, так что приходилось делать сброс во время тестирования (выключать и снова включать аппарат), так как система ФАПЧ, похоже, долго не могла войти в состояние захвата частоты, причём без индикации такого положения (что это – “косяк” фирмы?).

Трансивер Elecraft K2 также не блещет дизайном тракта ПЧ, при использовании стандартного ГПД, казалось бы, должен иметь низкий уровень шумов, но не имеет этого. У нас на тестировании оказалось два аппарата этой фирмы: один 1999 года выпуска (DJ5IR), другой - 2004 (DJ0QZ). Последний был испытан в диапазоне 14 МГц и показал лучшие результаты, по сравнению со своим старшим собратом на диапазоне 28 МГц (на мой взгляд: условия тестирования должны быть одинаковыми, как и диапазон – UA9LAQ). Можете сравнить результаты тестирования ARRL по шумам гетеродинов, которые фирма Elecraft публикует на своём собственном сайте и которые очень близки с полученными нами результатами по блокированию (измеренные нами -95 dB по блокированию приёмника при разносе частот в 20 кГц эквивалентны уровню шумов гетеродина -129 dBс/Hz). Высокий уровень шумов передатчика показывает, что существуют недостатки разработки, связанные непосредственно с выбором слишком низких уровней сигналов (при смешении). Порог АРУ слишком высок (субъективное мнение). Я также не понимаю, зачем в нём (трансивере) применён низкодобротный лестничный кварцевый фильтр, вместо двойки монолитных, как это делается в других трансиверах. Из всех тестируемых этот трансивер оказался самым худшим (Пардон, на 144 МГц трансивер IC910H оказался ещё хуже…).

Трансивер IC7800 + трансвертер TR144H40 тестировались Christian’ом DL2KCK на другой аппаратуре, с использованием HP8640 в качестве опорного генератора. Он оказался не совсем “чистым”, как, например, сигнал с используемого генератора, но реальное значение шума тракта передатчика должно быть не хуже, чем показали измерения. Имеются также измерения на этом трансивере, выполненные SM5BSZ.

Все комбинации по шуму тракта передачи выглядят хуже, чем по шуму тракта приёма, а это означает, что уровни напряжений в некоторых каскадах тракта передачи занижены, и дополнительный широкополосный шум тракта передачи добавляется к фазовому шуму гетеродина. Это является главным недостатком разработки, практически, всех протестированных трансиверов. Дополнительные исследования показали, что во время SSB модуляции и ключевания при CW появляется множество флуктуаций напряжения АРУ, которые могут повысить шум тракта передачи, в отдельных случаях, на более, чем 6 дБ.

Комбинация трансивер FT1000MP / трансвертер Javornik (по результатам тестирования) является наилучшей. Тем не менее, они всё равно далеки от совершенства… Мы провели измерения с двумя различными экземплярами трансивера FT1000MP, которые показали близкие друг к другу результаты. FT1000 Mark V, также, оказался близко по параметрам.

Выражаю благодарность Bernhard’у - DB6IR, Frank’у - DJ0QZ, Martin’у - DJ5IR, Horst’у - DK1VC, Ewald’у - DK2DB, Helmut’у - DK8SG, Winfried’у - DK9IP, Wolfgang’у - DK9VZ, Nino - DL3IAS и Jürgen’у - DL6WT за оказание помощи.

Ссылки:

SM5BSZ произвёл большое количество подобных измерений и сообщил о них в двух журналах (DUBUS, UKW-Berichte) и в “паутине” Интернета - in the web. Пожалуйста, отметьте, что в его измерениях уровней шума передатчика и блокирования приёмника значения приведены к полосе в 1 Гц, поэтому выглядят “привлекательнее” на 34 дБ.

Загляните также в его список файлов - file list , там Вы найдёте много интересного.

В журнале "FUNKAMATEUR 6/2006" есть отчёт об однодневной измерительной кампании от ON7WP и ON7BPS. Наилучший результат по шумам, намеренный при разносе частот 100 кГц, составил -100 dBc ( полоса 2.5 kHz) это – у IC706 – похоже у них там под рукой целый парк просто ужасных аппаратов. Мы не совсем согласны с их выбором параметров, которые обязательно должны быть измерены (возможно, в ущерб другим - более важным).

Описание трансвертера Javornik можно найти на сайте: S53WWs website.

Автор провёл презентацию по рассматриваемой теме на 29-ом GHz – форуме в Dorsten’е в 2006 году, имея при себе соответствующие сопутствующие материалы.

Какмыизмеряли:

Мы использовали следующее оборудование:

HP 8642B – в качестве малошумящего сигнал – генератора с малым уровнем гармоник;
HP ESG-D 4432B - в качестве универсального сигнал – генератора;
R&S FSP30 - анализатор спектра для тестирования;
HP 34401A - в качестве ЗЧ вольтметра средне-квадратичного уровня;
W&G SPM - 12 - измеритель уровня в диапазоне частот 200 Гц - 4.6 МГц;

Диодный генератор шума с выходом 13.5 dB, калиброванный относительно HP346A,
малошумящий обертонный кварцевый генератор на частоту 145.2 МГц с усилителем мощности 20 dBm ;
2 изолятора на диапазон 144 МГц – резистивные комбайнеры 2 х -40 дБ с общим выходом;
+17 dBm смеситель с диплексёром и усилителем ЗЧ со встроенным ФВЧ (20 кГц - -1 дБ, 4 кГц - -50 дБ);

Несколько аттенюаторов.

Некоторые позиции (детали) были специально изготовлены для процедуры тестирования.

Лучшим стандартом для тестирования является сам (хороший) тестируемый приёмник (DUT). Приборы, такие как анализаторы спектра, мало пригодны для таких проводимых узкополосных измерений.

Показания приборов прямо выводились в таблицу Excel, в которой обсчитывались результаты измерений во избежание ошибок и просчётов.

*'DUT' = Device under Test = Тестируемое устройство

Уровеньшума

Вход присоединён к источнику напряжения шума, выход ЗЧ приёмника (DUT) подключен к HP34401A, который установлен на время усреднение, равное 2 секунды. АРУ тестируемого устройства блокируется или её отключением или уменьшением усиления приёмника до разумного минимума. Источник напряжения шума включается (+28 V) и выключается и измеряется отношение уровней ЗЧ (фактор Y).

Коэффициент шума тестируемого устройства высчитывается из фактора Y по известной формуле, используя коэффициент шума источника ENR:

Кшума= (ENR-1)/(Y-1).

Точка пересечения по продуктам интермодуляции третьего порядка (IP3)

IP3 замерялась при разносе частот сигналов в 50 кГц. Обычно рядом по частоте сильные сигналы встречаются очень редко, а если и встречаются, то Вы всё равно их пропустите из-за шума гетеродина. Так что измерение IP3 с малым разносом частот не представляет большого интереса.

Для измерения мы использовали кварцевый генератор и HP8642B в качестве образцовых, подавая (смешивая) их через изоляторы - резистивные комбайнеры. Получается двухчастотный сигнал 2 х -20 dBm с подавлением интермодуляции в 100 дБ. Мы попытались проводить измерения при уровне 2х-40 дБ на входе приёмника, но нам приходилось менять его между 2 х -50 и 2 х -37 dBm в соответствии с IP3 тестируемого устройства.

АРУ тестируемого устройства снова выключается, уровень интермодуляционных искажений измеряется замещением его сигналом второго сигнал-генератора, включенного через калиброванный направленный ответвитель. Уровень этого сигнала устанавливается таким, чтобы получить одинаковое выходное напряжение ЗЧ на этой же частоте. Выходное напряжение ЗЧ измеряется с помощью аналогового (милливольтметра) SPM-12 в широкополосном режиме.

Блокирование приёмника

ЗЧ выход тестируемого приёмника трансивера присоединён к SPM-12, который работает в широкополосном режиме, АРУ - выключена. Вход приёмника соединён с HP8642B через 10 дБ аттенюатор, без него широкополосный шум HP8642B ослабляется меньше, видимо, электронный (встроенный в HP8642B) аттенюатор сам имеет повышенный уровень собственных шумов. Сигнал второго сигнал-генератора подмешивается через направленный ответвитель как при измерении IP3.

SPM-12 измеряет комбинацию сигнал + шум (S + N).

Сначала уровень сигнала второго генератора (E4432B) устанавливается таким, чтобы на выходе были показания 10 dB (S+N)/N – сигнал + шум/шум. Частота тестируемого устройства выбирается так, чтобы обеспечить максимальное соотношение сигнал/шум (SNR). Затем включается HP8642B и уровень его выходного сигнала увеличивается до тех пор, пока отношение (S+N)/N упадёт до 7.55 dB. При этом отношение мощностей S/N снижается с 9 до 4.5 (на 3 dB). В этой процедуре отношение сигнал-шум (SNR) должно быть измерено неоднократно: при включенном и выключенном E4432B. Уровень соотношения сигнал-шум 10 дБ на E4432B и уровень блокирования на HP8642B фиксируются и используются в дальнейшем для измерений. Это измерение повторяется троекратно, при расстройке HP8642B в 20, 50 и 200 кГц.

Этот метод позволяет однозначно обнаруживать увеличение шумов и компрессию при усилении. Обычно преобладает увеличение шумов. В критических ситуациях мы используем кварцевый генератор с внешним ступенчатым аттенюатором вместо HP8642B, который достигает границы своих возможностей при расстройке (разносе частот) в 200 кГц.

Возможным источником ошибок при измерениях может оказаться объект измерения, - если его полоса пропускания отлична от 2,5 кГц и мощность шумов будет другой. Поскольку у некоторых трансиверов имеется более узкая полоса пропускания (фильтров) и / или имеется большая неравномерность в полосе пропускания (неравномерность АЧХ фильтра), то измеренные уровни будут лучше реальных. Такие ошибки могут достигать 3 дБ.

Ослабление шума боковых полос передатчика

Тестируемое устройство работает в режиме CW при нажатом ключе. Выходная мощность передатчика должна быть уменьшена до +3 dBm и подана на смеситель, к гетеродинному порту которого подключается обертонный кварцевый генератор. Выходное напряжение ЗЧ со смесителя подаётся на SPM-12, который используется в избирательном (селективном) режиме с минимальными искажениями. Сначала на тестируемом устройстве и кварцевом генераторе устанавливают разнос частот в 20 кГц и результирующее напряжение биений так юстируются на SPM-12, чтобы получилось значение в + 10 dB. Затем, тестируемое устройство настраивается по нулевым биениям на частоту кварцевого генератора и полученный в результате двухполосный ЗЧ спектр (боковых полос) анализируется с помощью SPM-12.

Ограничения измерительных приборов

Разрешающая способность измерений на ЗЧ, примерно, +-0.5 дБ; IP3, примерно, +-2 дБ; блокирования и шумов, примерно, +-3

Измеренный собственный шум HP8642B находился на уровне -114 dBc при 20 кГц, -116 dBc при 50 кГц и -116 dBc при 200кГц - разносах частот с кварцевым генератором в качестве опорного. Эти значения соответствуют полосе 2,5 кГц и поэтому сравнимы прямо с данными, приведёнными в таблицах выше. Значения следует лишь увеличить на 34 дБ, чтобы получить нормализованные значения в dBc/Hz.

Опорный кварцевый генератор был приспособлен для использования с HP8642B с внешним “полноразмерным” фильтром на 144 МГц, изготовленным DK8SG и имеет параметры не хуже чем -115 dBc при 20 кГц, у родного прибора -126 dBc при разносе 50 кГц и -128 dBc - при 200 кГц. Будем надеяться, что гетеродины трансвертеров имеют качество не хуже.

Дальнейшие тестирования

В последних тестированиях мы также использовали “преобразование вниз” с кварцевым гетеродином и смесителем без подавления зеркального канала, перенос осуществлялся на частоты ПЧ порядка 315…515 кГц, а режекторный фильтр был изготовлен из керамических резонаторов на частоту 415 кГц. Выходной спектр модулированных колебаний может быть оценен спектральным анализатором, при установке несущей на частоту режекторного фильтра, что позволяет обнаружить все отрицательные воздействия системы ALC и модуляции в полосе +-100 кГц. Все продукты преобразования могут быть обнаружены при максимальном времени индикации прибора (MAX HOLD). Результаты ещё не опубликованы.

Свободный перевод с английского: Виктор Беседин

г. Тюмень май, 2009 г


Просмотрено: 16917 раз(а) Обновлено 01.06.2009 в 19:26
Автор - Виктор Беседин
Обсуждение этой статьи
31.10.2012 19:42 Хорошая статья. Других слов нет....  --  Сергей
24.07.2009 08:23 А забыли потому что ....Окажутся в верху списка ..а говорит...  --  Alex
13.06.2009 19:35 По приёму на TS-790 согласен! На передачу жалоб не было! А вот п...  --  UA6EM
10.06.2009 23:50 А про Ic-970 и FT-736 почему-то забыли......  --  ra6da


Все статьи на CQHAM.RU
Экспорт статей с сервера CQHAM.RU

     << Назад