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Diapositiva Diapositiva 11 10 Convention10 Convention–– CostalovaraCostalovara -- 44--5 5 OttobreOttobre 2008 2008 –– I2VGOI2VGO

Gianfranco VerbanaI2VGO

Diverse considerazioni sulle misure fondamentali dei Radioricevitori


Solo a Solo a RenonRenon�� Gli incontri annuali di Gli incontri annuali di RenonRenon sono diversi da tutti gli altri meeting radioamatoriali. sono diversi da tutti gli altri meeting radioamatoriali.

Nei classici convegni radioamatoriali si trasferisce ai partecipNei classici convegni radioamatoriali si trasferisce ai partecipanti, come tra lanti, come tra l’’altro si altro si fece a fece a LissoneLissone, una serie di concetti o nozioni passate agli ascoltatori senza, una serie di concetti o nozioni passate agli ascoltatori senza che che possa essere possa essere ““digerito digerito ““ il contenuto.il contenuto.

�� A A RenonRenon si può riflettere, si si può riflettere, si ““masticamastica””, si dibatte, non solo durante la presentazione , si dibatte, non solo durante la presentazione ma, soprattutto negli intervalli, a tavola, nel parco. Ema, soprattutto negli intervalli, a tavola, nel parco. E’’ un ritiro un ritiro ““spiritualespirituale”” dove lo dove lo scambio dscambio d’’esperienze reciproche ci permette di arricchirci e rimanere aggiesperienze reciproche ci permette di arricchirci e rimanere aggiornati. ornati.

�� A A RenonRenon i relatori cercano di fare buona divulgazione, in uno scenarioi relatori cercano di fare buona divulgazione, in uno scenario di di ““RadiotecnicaRadiotecnica”” molto complesso. Si cerca di rendere comprensibili, ai pimolto complesso. Si cerca di rendere comprensibili, ai piùù, concetti , concetti anche difficili. anche difficili.

�� Questa edizione, causa il limitato numero di relazioni, ci permQuesta edizione, causa il limitato numero di relazioni, ci permette maggiormente di ette maggiormente di soffermarci su molti aspetti . Vorrei cogliere lsoffermarci su molti aspetti . Vorrei cogliere l’’occasione di parlare di alcune occasione di parlare di alcune riflessione e dubbi pervenutimi durante la bellissima esperienzariflessione e dubbi pervenutimi durante la bellissima esperienza con gli amici con gli amici ARIARI--BrianzaBrianza, nel toccare con mano le problematiche delle misure sui ricevit, nel toccare con mano le problematiche delle misure sui ricevitori. Eori. E’’ proprio proprio vero che tra vero che tra ““leggere come fareleggere come fare”” e e ““farefare”” cc’è’è un enorme differenza.un enorme differenza.


QualitQualit àà didi ricezionericezione

Noi tratteremo solo demodulazioni analogiche.

Minimo tasso d’errore,BER, accettato alla minima potenza di segnale ricevuto

Minimo rapporto S/N accettato alla minima potenza di segnale ricevuto

�� La misura della qualitLa misura della qualitàà di un servizio radioelettrico di un servizio radioelettrico èè diversa per :diversa per :

•• Demodulazioni analogiche realizzate con apparati Demodulazioni analogiche realizzate con apparati analogici o digitalianalogici o digitali (previa conversione A/D e riconversione D/A)(previa conversione A/D e riconversione D/A)

�� MonoportantiMonoportanti -- SSB,AM,FM,CWSSB,AM,FM,CW

�� Multiportanti Multiportanti –– FDMFDM

•• Demodulazioni digitali (numeriche) realizzati con a pparati Demodulazioni digitali (numeriche) realizzati con a pparati

digitalidigitali�� Monoportanti: Monoportanti: nn--PSKPSK, , nn--FSKFSK, , nn--QAMQAM ecc ecc eccecc

�� MultiportantiMultiportanti: OFDM, COFDM: OFDM, COFDM


QualitQualit àà per noi Radioamatoriper noi Radioamatori

�� EE’’ la comprensione del pila comprensione del pi ùù piccolo segnale, in una piccolo segnale, in una piccola porzione di spettro, dove sia possibile piccola porzione di spettro, dove sia possibile decifrare il contenuto spesso disturbato da molti decifrare il contenuto spesso disturbato da molti indisciplinati operatoriindisciplinati operatori . .

�� Qualsiasi ricevitore perde di sensibilitQualsiasi ricevitore perde di sensibilitàà quando vi sono forti segnali etero quando vi sono forti segnali etero ––canalicanali..

�� Per confrontare i ricevitori servono metodi Per confrontare i ricevitori servono metodi misurabili e ripetibili e possibilmente standardizz atimisurabili e ripetibili e possibilmente standardizz ati . .

�� Dagli albori del Dagli albori del radiantismoradiantismo fino agli anni settanta si fino agli anni settanta si èè parlato solo di sensibilitparlato solo di sensibilitàà(microvolt per un dato S/N ) e di selettivit(microvolt per un dato S/N ) e di selettivitàà (tipo di filtro). E(tipo di filtro). E’’ solo dalla fine anni solo dalla fine anni 80 che si sono diffusi i banchi e metodi per le misure di distor80 che si sono diffusi i banchi e metodi per le misure di distorsioni (contest sioni (contest sovraccarico): sovraccarico): IMDnIMDn, , IPnIPn ecc.ecc.

�� Dopo 20 anni esiste uno standard di come fare le mi sure ? Dopo 20 anni esiste uno standard di come fare le mi sure ? Un test fatto allUn test fatto all ’’ARRL corrisponde ha quello fatto in un altro ARRL corrisponde ha quello fatto in un altro luogo del mondo ? A me sembra di no. luogo del mondo ? A me sembra di no. PerchPerch èè tanti modi tanti modi diversi per dire e non dire la stessa cosa?diversi per dire e non dire la stessa cosa?


�� Abbiamo rumori generati dallAbbiamo rumori generati dall ’’uomo ed i rumori naturaliuomo ed i rumori naturali•• I rumori naturali sono:I rumori naturali sono:

�� Il rumore termicoIl rumore termico�� il rumore atmosfericoil rumore atmosferico (prevalente fino alle HF).(prevalente fino alle HF).

�� Inserendo una resistenza al posto dellInserendo una resistenza al posto dell ’’antenna sarantenna sar àà presente presente allall ’’ ingresso del ricevitore una tensione elettrica casu ale data ingresso del ricevitore una tensione elettrica casu ale data dalldall ’’agitazione termica degli elettroni. Dal 1927 conosc iamo agitazione termica degli elettroni. Dal 1927 conosc iamo la potenza elettrica, come fosse un segnale la potenza elettrica, come fosse un segnale deterministicodeterministico (processo stazionario ed (processo stazionario ed ergodigoergodigo ))::

Potenza di rumore = KTB = Potenza di rumore = KTB = --174 174 dBmdBm /Hz/HzDa 10 Da 10 °°C a 40 C a 40 °°C lC l ’’ errore errore èè <0,2dB <0,2dB

Rumori ineliminabiliRumori ineliminabili


RiflessioneRiflessione

�� P=P= KTB. Tutti noi conosciamo la validitKTB. Tutti noi conosciamo la validit àà di questa formula. di questa formula. Ma forse non ci siamo mai soffermati sullMa forse non ci siamo mai soffermati sull ’’assurditassurdit àà fisica fisica che rappresenta.che rappresenta.

�� Per B che tende allPer B che tende all ’’ infinito la potenza non può tendere infinito la potenza non può tendere anchanch ’’essa allessa all ’’ infinito. infinito.

�� La potenza La potenza èè uguale al lavoro diviso tempo, L/T , Il tempo uguale al lavoro diviso tempo, L/T , Il tempo zero zero èè un assurdo fisico.un assurdo fisico.

�� Solo lSolo l ’’Energia = Energia = P*tP*t può tendere allpuò tendere all ’’ infinito. Perchinfinito. Perch éé, allora la , allora la formula funziona ed formula funziona ed èè esatta? esatta?

�� PerchPerch éé la formula la formula èè un approssimazione valida solo fino a un approssimazione valida solo fino a circa 1000 circa 1000 GHzGHz. Quindi la banda . Quindi la banda èè finita e di conseguenza finita e di conseguenza anche la potenza anche la potenza èè finita, poi lo spettro non finita, poi lo spettro non èè pipi ùù uniforme e uniforme e

diminuisce con andamento passa bassodiminuisce con andamento passa basso . . (Se il rumore termico (Se il rumore termico

arrivasse alle frequenze visibili ,al buio o in sca rsa luce vedrarrivasse alle frequenze visibili ,al buio o in sca rsa luce vedr emmo il rumore come sabbia)emmo il rumore come sabbia)


�� Quando KT>>Quando KT>> hfhf siamo in fisica classica. siamo in fisica classica. (h, costante di (h, costante di PlankPlank e f in Hz)e f in Hz)

�� Quando Quando hfhf >>KT siamo in fisica quantica. >>KT siamo in fisica quantica. (K, costante di (K, costante di BolztmanBolztman e K gradi Kelvin)e K gradi Kelvin)

La Formula di Nyquist. 1927 –”Lab Bell Telephon”-

Potenza di Rumore (dBm)per un 1Hz di banda verso frequenza.

-250

-240

-230

-220

-210

-200

-190

-180

-170

-160

-150

1,E+09 1,E+10 1,E+11 1,E+12 1,E+13 1,E+14 1,E+15

dBm HzKTB

e

hfN

kT

hf ≅−

=1

0

Si dice anche rumore Bianco perchè le componenti fino ad un THZ sono costanti.


Il Filtro di CanaleIl Filtro di Canale

�� LL’’unico filtro ineliminabile in un ricevitoreunico filtro ineliminabile in un ricevitore èè la la ““ FinestraFinestra ”” ciocio èèil il ““ Filtro di rumore o di canale o filtro di selettivi tFiltro di rumore o di canale o filtro di selettivi tà”à” . .

•• Deve essere il piDeve essere il pi ùù stretto possibile per ridurre la potenza di rumore stretto possibile per ridurre la potenza di rumore termico a monte della demodulazione termico a monte della demodulazione (Solo per i sistemi digitali coerenti può essere (Solo per i sistemi digitali coerenti può essere

inserito a valle ) inserito a valle ) ma non troppo stretto da distorcere il segnalema non troppo stretto da distorcere il segnale (2400 Hz (2400 Hz SSB,250 Hz CW ,10KHz DRM Audio , 8MHz DVBSSB,250 Hz CW ,10KHz DRM Audio , 8MHz DVB--TT--HH--S). S).

•• Il ricevitore sarIl ricevitore sar àà tanto pitanto pi ùù selettivo quanto piselettivo quanto pi ùù il filtro di canale il filtro di canale approssima una risposta approssima una risposta ““ ampiezza @ frequenzaampiezza @ frequenza ”” di forma di forma rettangolare rettangolare (Nelle ricezioni digitali il filtro di canale deve obbedire in (Nelle ricezioni digitali il filtro di canale deve obbedire in ampiezza e fase ai criteri di ampiezza e fase ai criteri di NyquistNyquist ).).

�� Il Filtro di canale determina la selettivitIl Filtro di canale determina la selettivit àà e ottimizza la e ottimizza la sensibilitsensibilit àà (MDS) di un Ricevitore .(MDS) di un Ricevitore .


RicevitoreRicevitore e e filtrifiltri

fondamentalifondamentali

N. segnali n

on voluti

BW

12 KHz- DRM6-8 KHz – AM1,8-3KHz - SSB200-500 Hz-.CW 30-50 Hz -PSK31

Frequenze

DEMSSB

DEM?

DEMAM

BW

BW

BW

1° IF 2° IF

Psk-31

Olivia

WinDrm

Chirp64

Rrsf2400

JT65A

PcAle

Recenti Recenti modulazioni modulazioni digitali in HFdigitali in HF

INELIMINABILI ELIMINABIILI


ConsiderazioneConsiderazione

�� Solo con lSolo con l’’elaborazione numerica posso avere filtri di qualsiasi elaborazione numerica posso avere filtri di qualsiasi larghezza e fattore di forma ottimale senza nessuna spesa.larghezza e fattore di forma ottimale senza nessuna spesa.

�� Volente o nolente i filtri definiti dallVolente o nolente i filtri definiti dall’’HW saranno sempre piHW saranno sempre piùù costosi costosi oltre che mancare fisicamente la possibilitoltre che mancare fisicamente la possibilitàà di aggiungerne.di aggiungerne.

�� I filtri DSP aggiunti a valle della demodulazione I filtri DSP aggiunti a valle della demodulazione (incoerente)(incoerente) non non possono assolutamente migliorare la sensibilitpossono assolutamente migliorare la sensibilitàà del ricevitore HW. del ricevitore HW.


Misura dellMisura dell’’intensitintensitàà del segnaledel segnale

�� Negli anni 20Negli anni 20--30: Si misurava l30: Si misurava l’’intensitintensitàà dei segnali in metri. In metri? Si appoggiava dei segnali in metri. In metri? Si appoggiava la cuffia sul tavolo ci si allontanava fino a quando si sentiva la cuffia sul tavolo ci si allontanava fino a quando si sentiva e si misurava la distanza e si misurava la distanza (ricevitori reflex e reazione senza BF). (ricevitori reflex e reazione senza BF).

�� Anni 30Anni 30--40: iniziano misure dei livelli soggettivi, scala RST.40: iniziano misure dei livelli soggettivi, scala RST.

�� LL’’incremento del punto S dovendo essere avvertito dallincremento del punto S dovendo essere avvertito dall’’orecchio, rappresentava il orecchio, rappresentava il doppio di pressione acustica (6dB).doppio di pressione acustica (6dB).

�� Negli anni 60 si hanno ricevitori con 100 Negli anni 60 si hanno ricevitori con 100 uVuV a S9 (Geloso) e 50uV (Drake).a S9 (Geloso) e 50uV (Drake).

�� Nel 1978 nella conferenza IARU Nel 1978 nella conferenza IARU regreg 1 viene accettata la scala espressa in 1 viene accettata la scala espressa in dBmdBm fino fino a 30 MHz e 20 dB maggiori per frequenze oltre 30 MHz. a 30 MHz e 20 dB maggiori per frequenze oltre 30 MHz.

�� Anni 70Anni 70--80: Nuovo grosso mercato CB. Ipersensibilit80: Nuovo grosso mercato CB. Ipersensibilitàà . . SmeterSmeter inservibile se non inservibile se non per sintonizzarsi.per sintonizzarsi.

�� Dagli anni 2000: Finalmente apparati HF di prestigio e su quasi Dagli anni 2000: Finalmente apparati HF di prestigio e su quasi tutti gli SDR tutti gli SDR èèpossibile conoscere con precisione la variazione ed i livelli dpossibile conoscere con precisione la variazione ed i livelli dei segnali. S9= ei segnali. S9= --73dBm73dBm


SS--MeterMeter StandardStandard�� 2424--28 Aprile 197828 Aprile 1978--IARU IARU RegionRegion 11––

Conference MiSKOLCConference MiSKOLC--Tapolca Tapolca ––Ungheria Ungheria

�� Annex 5 Annex 5 ––Document M/T 63 Document M/T 63 --Proposal Proposal ““VERONVERON””

�� Societies should advise their Societies should advise their membermember aboutabout equipmentequipment adheringadheringtoto thisthis reccomendationreccomendation and and shallshalltrytry toto avoidavoid pubblicationpubblication of of receiversreceivers designesdesignes whichwhich do do notnot in in principleprinciple useuse the the recommendedrecommendedstandardsstandards..

�� Oggi che i ricevitori HF arrivano a 50 Oggi che i ricevitori HF arrivano a 50 MHz, lMHz, l ’’S9 S9 èè uguale a uguale a --73dBm fino a 30 73dBm fino a 30 MHz e MHz e --93 93 dBmdBm a 50 MHz? Esiste una a 50 MHz? Esiste una normativa pinormativa pi ùù recente? La recente? La conoscete? Io non ho trovato nulla!conoscete? Io non ho trovato nulla!

�� PerchPerch éé ancora nel 2008 nei cataloghi ancora nel 2008 nei cataloghi ICOM e & C. si parla di tensione in ICOM e & C. si parla di tensione in antenna come gli anni trenta? Non antenna come gli anni trenta? Non aiuta certo a comprendere ma solo a aiuta certo a comprendere ma solo a fare confusione.fare confusione. --135135--115 115 (0.4(0.4µµV)V)22

--141141--121 121 (0.21(0.21µµV)V)11

--129129--109 109 (0.8(0.8µµV)V)33

--123123--103 103 (1.6(1.6µµV)V)44

--117117--97 97 (3.2(3.2µµV)V)55

--111111--91 91 (6,30(6,30µµV)V)66

--105105--85 85 (12,6(12,6µµV)V)77

--9999--79 79 (25(25µµV)V)88

--9393--73 73 (50(50µµV)V)99

--8383--63 63 (50 (50 µµV)V)9+10dB 9+10dB

--7373--53 53 (0,5 (0,5 mVmV))9+20 dB9+20 dB

--6363--43 43 (1,6mV)(1,6mV)9+30 dB 9+30 dB

--5353--33 33 (5 (5 mVmV))9+40 dB9+40 dB

HF >30MhzHF >30Mhz

dBmdBm

V over 50V over 50

HF HF bandsbands

dBmdBm

V over 50V over 50

SS


Importanza o non della NF Importanza o non della NF

Potenza Noise floor = Potenza Segnale = MDSS/N =1 (In scala logaritmica corrisponde a 0dB)

dB

NF = Cifra di rumore

N=NF+(- 174) = dBm/HzN=NF+(- 147) = dBm/500Hz N=NF+(- 140) = dBm/2400Hz

- 174 dBm/ Hz-147dBm/500 Hz

-140dBm/2400 Hz

Limite assoluto

Termico

Potenza segnale ingresso ricevitoredBm

Metri

10

15

20

40

80

160NF=45 dB

NF=36 dB

NF=30 dB

NF=26 dB

NF=12 dB

NF=21 dB

Rumore Atmosferico .

dBm

La NF è un dato importante in un ricevitore. E’ utilissimo conoscerlo

Perché non viene MAI fornita nel campo radioamatoriale?


Come si misura MDS ?Come si misura MDS ?Solo nel settore TLC si è in grado di misurare separatamente S e N

La semplicità della strumentazione proposta dalla ARRL consente solo

di misurare (S+N /N). Solo se il segnale è maggiore di almeno 11 volte

rispetto il rumore potremmo dire di misurare l’intensità del segnale S

Perché molti misurano MDS a (S+N)/N @ 1dB? L’S/N è a - 6dB (sic)

Dubbio ? Non è che qualcuno, magari, misura (S+N)/N @ 0,1dB ?

con -16dB di S/N .

2) Si aumenta il livello del generatore fino ha raddoppiare la potenza letta sull’altoparlante.

Leggendo il valore di potenza del generatore conosciamo esattamente la potenza del NoiseFloor. Poiché (S+N)/N =2 quindi S=N e S/N = 1. Espresso in scala logaritmica S -N = 0dB .

MDS

1dB

3 dB

Noise floor

1)Noi possiamo misurare la potenza di rumore

sull’altoparlante ma essa dipende dal volume.

Non sappiamo nulla del valore della potenza

del Noise Floor all’ingresso del ricevitore. Ci vuole un generatore RF.all’ingreso Rx.


Perché non c’è chiarezza ?Grazie all’esperienza del SDR day all’ARI Brianza, forse comincio a capire il perché non viene

mai fornito nei cataloghi OM, la NF e la sensibilità viene data in modo da doverla interpretare e poi difficilmente confrontabile. NESSUNO FORNISCE LA NF.

Prendo a caso un catalogo Ricetrasmettitori HF:

IC-7800 . Sensibilità (2,4 Khz) - 0,16uV a S/N=10 Come l’hanno misurato S/N ? Magari hanno misurato S+N/N=10 dB ?

Dal sito RFSpace (Visto per la prima volta il 21 settembre 2008)

SDR IQ =MDS (500 Hz) -127 dBm @ 14 MHzSarà MDS a S/N =0 dB? Con quale scheda audio?

SDR14: Sensitivity = - 136dBm (500Hz). Perché viene dato in modo diverso da SDR IQ? A che S/N è fatta la misura?

DA QST di Luglio 2008 – Sette pagine di misure Flex-5000A ARRL

Cw sensitivity. Noise Floor (MDS)= -129 dBm (500HZ) . Ambiguo!! Se intendono MDS = Noise floor,siamo a S/N 0dB (Ma non torna con le misure che ho fatto. Perché non viene specificato? Ah, se l’AR RL fornirebbe la NF tutto sarebbe più chiaro.

Da Radiorivista 9/08 : Perseus . Sensibilità -131dBm (500Hz). Nico hai dovuto adeguarti? Ci puoi spiegare a che S/N è il -131 dBm ?


Noi possiamo misurare solo (Noi possiamo misurare solo (S+NS+N)/N )/N

S/N dobbiamo ricavarlo. S/N dobbiamo ricavarlo.

S/N verso S+N/N

-20-18-16-14-12-10

-8-6-4-2024

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5

(S+N)/N dB

S/N dB Per (S+N)/N di 3 dB,abbiamo

un S/N di 0dB

Un errore di 0,5dB si ottiene

un 1dB d’errore sull’ S/N .

Quando vediamo sul voltmetro un incremento di 2,9 dB sul rumore di fondo abbiamo aumentato S di 16dB

2,9dB

16dB


Dinamica di un ricevitoreDinamica di un ricevitore

�� La dinamica di un ricevitore La dinamica di un ricevitore èè la capacitla capacit àà di ricevere un di ricevere un piccolo segnale senza perdere in comprensibilitpiccolo segnale senza perdere in comprensibilit àà quando quando èè

presente uno o pipresente uno o pi ùù segnali forti fuori bandasegnali forti fuori banda .. Senza,ovviamente Senza,ovviamente

nessun intervento di operazioni di commutazione dnessun intervento di operazioni di commutazione d’’attenuazioni o regolazioniattenuazioni o regolazioni. .

�� In pratica ottenere lo stesso valore di MDS alla piIn pratica ottenere lo stesso valore di MDS alla pi ùù forte forte ( ampiezza) e vicina (frequenza) interferente poss ibile.( ampiezza) e vicina (frequenza) interferente poss ibile.

�� Mentre abbiamo visto come misurare il valore minimo , MDS, Mentre abbiamo visto come misurare il valore minimo , MDS, come determiniamo il valore massimo ?come determiniamo il valore massimo ?


Le tre dinamiche di un Le tre dinamiche di un

ricevitorericevitore�� 1:Solo il segnale voluto: Massimo livello di un sin golo 1:Solo il segnale voluto: Massimo livello di un sin golo

segnale segnale ““ volutovoluto ”” che si ottiene ad un determinato valore di che si ottiene ad un determinato valore di distorsione del segnale.distorsione del segnale.

�� 2: Voluto + un interferente: Massimo livello di un solo 2: Voluto + un interferente: Massimo livello di un solo segnale interferente segnale interferente ”” spostato di 10 o 20 spostato di 10 o 20 KHzKHz, che degrada , che degrada il rapporto S/N di un piccolo segnale il rapporto S/N di un piccolo segnale ““ volutovoluto ”” . .

�� 3: Due interferenti: Massimo livelli di due segnali di uguale 3: Due interferenti: Massimo livelli di due segnali di uguale ampiezza ampiezza ““ non volutinon voluti ”” di frequenza f1 e f2 che producono un di frequenza f1 e f2 che producono un prodotto dprodotto d ’’ intermodulazione del terzo ordine (2f1intermodulazione del terzo ordine (2f1 --f2 o 2f2f2 o 2f2 --f1) f1) tali da peggiorare il tali da peggiorare il noisenoise floorfloor sulla frequenza del segnale sulla frequenza del segnale voluto.voluto.


�� Aumentando lAumentando l ’’ intensitintensit àà di un solo di un solo segnale desiderato si entra in zona non segnale desiderato si entra in zona non lineare.lineare.

�� Abbiamo solo distorsione armonica.Abbiamo solo distorsione armonica.�� La massima potenza del segnale La massima potenza del segnale èè

determinata dal valore di distorsione determinata dal valore di distorsione accettato sul segnale desiderato. accettato sul segnale desiderato.

1: Un solo segnale 1: Un solo segnale ““ quello quello

volutovoluto ””

FFs

INPUT

OUTPUT

Zona

Lineare

Zona di distorsione

MDS

dBm

Range Dinamico un solo segnale

Distorsione 20 %

N


3: Due forti segnali interferenti 3: Due forti segnali interferenti

eterocanaleeterocanale ((I.PI.P))�� EE’’ nota come due toni nota come due toni eteroetero --canalecanalemisura i prodotti dmisura i prodotti d ’’ intermodulazione intermodulazione che ricadono nel canale voluto, che ricadono nel canale voluto, ricavando lricavando l ’’ I.PI.P..

�� I.PI.P, punto ipotetico dove le ampiezze , punto ipotetico dove le ampiezze dei segnali voluti spuri eguagliano il dei segnali voluti spuri eguagliano il segnale voluto . segnale voluto .

�� I prodotti che ricadono nel canale I prodotti che ricadono nel canale voluto sono del secondo IM2,terzo, voluto sono del secondo IM2,terzo, IM3,quinto,IM5 e settimo ordine:2f1IM3,quinto,IM5 e settimo ordine:2f1 --f2,2f2f2,2f2 --f1,3f1f1,3f1 --2f2,3f22f2,3f2 --2f1,ecc ecc.2f1,ecc ecc.

�� X X KHzKHz –– n Ordine DR, la differenza in n Ordine DR, la differenza in IM3 dB tra il livello di un segnale a 2IM3 dB tra il livello di un segnale a 2 --toni che produce un livello di IMD dtoni che produce un livello di IMD d ’’ordine n pari alla MDSordine n pari alla MDS del ricevitore e del ricevitore e l'MDS stesso.l'MDS stesso.

Fs


PerchPerch éé abbiamo deciso di non misurare labbiamo deciso di non misurare l ’’ IPIP

�� La semplicitLa semplicit àà del banco diffuso alldel banco diffuso all ’’ inizio degli anni 90 va inizio degli anni 90 va bene per ricevitori con 80bene per ricevitori con 80 --90 di dinamica.90 di dinamica.•• Oggi i migliori SDR hanno, tra 20 e Oggi i migliori SDR hanno, tra 20 e --2 2 KHzKHz di offset, di offset,

una DR di 3una DR di 3°°-- OrderOrder di oltre 100 dB.di oltre 100 dB.

�� Il banco per misure di DR>di 90 dB Il banco per misure di DR>di 90 dB èè criticocritico•• Si possono commettere notevoli errori, richiede non Si possono commettere notevoli errori, richiede non

solo conoscenza ma anche solo conoscenza ma anche ““artearte””..

�� Non fornisce nessuna indicazione riguardo il rumore degli Non fornisce nessuna indicazione riguardo il rumore degli oscillatori dei ricevitori.oscillatori dei ricevitori.

�� Nei SDR a campionamento diretto perde di significat o.Nei SDR a campionamento diretto perde di significat o.


Banco critico oltre 95dB Banco critico oltre 95dB

�� Serve capire e distinguere Serve capire e distinguere quando lquando l ’’ IMD IMD èè dovuta a:dovuta a:

•• IMD tra generatori,IMD ferrite IMD tra generatori,IMD ferrite ibrido,IMD amplificatori,IMD ibrido,IMD amplificatori,IMD connettoriconnettori. .

�� Richiede amplificatori allRichiede amplificatori all ’’uscita uscita dei generatori con IMD di dei generatori con IMD di almeno un ordine di grandezza almeno un ordine di grandezza superiore al ricevitore sotto superiore al ricevitore sotto misura.misura.

�� Talvolta causa conversione Talvolta causa conversione AM/PM, a bassi livelli si hanno AM/PM, a bassi livelli si hanno IMD maggiori rispetto a quelle IMD maggiori rispetto a quelle ricavate dal valore di IP. ricavate dal valore di IP.

-10

-10

40dB

-56dBm

MDS dBm

Range Dinamico

Livello IMDN

Banco diffuso dall’ARRL nel 1992. I ricevitori avevano 80-90dB DR.


Nei SDR a campionamento diretto lNei SDR a campionamento diretto l ’’ IP perde IP perde di significato di significato

1111111

Input

Hard Limiter

Output Number N bitResolution

Comportamento di un A/D

000000

Livello clippingComportamento amplificatori e mixer Analogici

Input

Output

Livello P1dB

Anche 13dB

IP


2: Solo segnale voluto + un interferente,2: Solo segnale voluto + un interferente, BDRBDR�� Quantifica come un segnale forte fuori canale Quantifica come un segnale forte fuori canale

degrada ldegrada l ’’ascolto di un segnale voluto.ascolto di un segnale voluto.

�� Il segnale interferente ad alto livello abbassa il Il segnale interferente ad alto livello abbassa il guadagno degli stadi a monte del filtri di canale e guadagno degli stadi a monte del filtri di canale e causa la perdita di sensibilitcausa la perdita di sensibilit àà fino a bloccare la fino a bloccare la ricezione.ricezione.

�� Blocking DR eBlocking DR e ’’ (era) la la differenzadifferenza in dB in dB tratra MDS ed MDS ed un un segnalesegnale fuorifuori daldal canalecanale cheche causacausa (va) 1dB 1dB didicompressionecompressione al al ricevitorericevitore (P1dB- Punto diCompressione)

�� NeiNei contests fine, contests fine, annianni 80, 80, sisi utilizzòutilizzò RX con RX con altialti IP IP cheche tolleravanotolleravano livellilivelli dd’’ interferentiinterferenti elevatielevati . . NonostanteNonostante ciòciò prima prima didi vederevedere diminuirediminuire didi un dB un dB ilil segnalesegnale cici sisi accorseaccorse delladella perditaperdita didi sensibiltsensibilt ààcausatacausata daldal rumorerumore delldell ’’oscillatoreoscillatore locale locale ( LO)( LO) del del RX .RX .

Am

piez

za

Frequenza

B

FsOffset

Fint.

a = Guadagno

F voluto

F Interferente


Il Il ReciprocalReciprocal MixingMixing�� Il mixaggio reciproco di un forte Il mixaggio reciproco di un forte

segnale interferente con il rumore segnale interferente con il rumore del LO degrada la sensibilitdel LO degrada la sensibilit àà del del ricevitore .ricevitore .

�� Il segnale debole desiderato resta Il segnale debole desiderato resta inevitabilmente degradato dalle inevitabilmente degradato dalle bande laterali del tono interferente bande laterali del tono interferente generate dal rumore di fase generate dal rumore di fase delldell ’’oscillatore locale.oscillatore locale.Se predomina la non linearitSe predomina la non linearit àà si si vedrvedr àà diminuire il segnale voluto, diminuire il segnale voluto, se predomina il rumore del LO si se predomina il rumore del LO si vedrvedr àà peggiorare il rumore, peggiorare il rumore, NoiseNoisefloorfloor ..

�� Comunque vada il ricevitore si Comunque vada il ricevitore si desensibilizza.desensibilizza.

Am

piez

za

IFOffset

Fint.

Fs

FsOffset

Am

piez

za

RF

Fint.

F LO

IF

Fs


Allora come misuro il BDR ?Allora come misuro il BDR ?

�� Negli anni 60Negli anni 60 --70. Avevamo ricevitori con bassi IP, gli 70. Avevamo ricevitori con bassi IP, gli oscillatori erano oscillatori erano quarzatiquarzati . Effetto predominante . Effetto predominante ““ non non linearitlinearit à”à” ..

�� Negli anni 90, il complesso ricevente usato dai big Negli anni 90, il complesso ricevente usato dai big (IK2CFR) dei contest VHF, aveva alti IP, basse NF e (IK2CFR) dei contest VHF, aveva alti IP, basse NF e Oscillatori a PLL . Effetto predominante era il Oscillatori a PLL . Effetto predominante era il ReciprocalReciprocalMixing. Mixing. (Se ne (Se ne èè parlato, sullparlato, sull’’organo ufficiale nazionale, per la prima volta,dal 1924, solo neorgano ufficiale nazionale, per la prima volta,dal 1924, solo nel febbraio l febbraio 1990. Vedi il CD 1990. Vedi il CD ARiARi--BrianzaBrianza.) .)

�� OGGI ? EOGGI ? E’’ corretto misurare il BDR come: la differenza in corretto misurare il BDR come: la differenza in dB tra il livello di un segnale interferente (offse t minimo dB tra il livello di un segnale interferente (offse t minimo 10KHz) che peggiora di 1 dB il rapporto S/N del MDS senza 10KHz) che peggiora di 1 dB il rapporto S/N del MDS senza interferente?interferente?


Acronimi UsatiAcronimi Usati

�� AMAM Amplitude Modulation Amplitude Modulation

�� CWCW Continuous WavelengthContinuous Wavelength

�� BDRBDR Blocking Dynamic Range Blocking Dynamic Range

�� BERBER Bit Error RateBit Error Rate

�� BWBW Band Width Band Width

�� DDSDDS Digital Direct Synthesis Digital Direct Synthesis

�� DXDX Distance Distance eXtremeeXtreme

�� LO LO Local Oscillator Local Oscillator

�� NFNF Noise Figure Noise Figure

�� IMDnIMDn IntermodulationIntermodulation c of nc of n°° order order ……

�� IPIP Intercept Point.Intercept Point.

�� MDSMDS Minimum Discernible SignalMinimum Discernible Signal

�� PSKPSK Phase Shift Phase Shift KeingKeing

�� QAM QAM QuadratureQuadrature Amplitude Modulation Amplitude Modulation

�� SSB Single Side Band SSB Single Side Band


BIOGRAFIA BIOGRAFIA

�� Misure sui ricevitori SDR Misure sui ricevitori SDR –– IK1ODO IK1ODO –– RenonRenon 2007.2007.

�� SM 5 BSZ SM 5 BSZ -- Receiver dynamic range measurements Receiver dynamic range measurements MarzoMarzo 20022002

�� Marco Bruno IK1ODO Marco Bruno IK1ODO -- Considerazioni e difficoltConsiderazioni e difficoltàà delle misure, delle misure, chiaccheratechiaccherate““de de visuvisu ““ ed ed EmailEmail. . http://www.spinhttp://www.spin--it.com/download/misure_SDR.zipit.com/download/misure_SDR.zip

�� The The RadioamateurRadioamateur HandbookHandbook 1992.1992.�� Siti Web : Siti Web :

•• www.w8ji.com, www.w8ji.com, •• others: sherweng.com/table. html;others: sherweng.com/table. html;•• d r a k e l i s t @ b a l t i m o r e m d . c o m ;d r a k e l i s t @ b a l t i m o r e m d . c o m ;•• www.tentec.com; www.elecraft.com;www.tentec.com; www.elecraft.com;•• ElecraftElecraft mailing list [email protected] list [email protected].

diverse considerazioni sulle misure fondamentali dei ...un test fatto all ’arrl corrisponde ha...

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