Lors du choix d'un émetteur-récepteur HF moderne, un radioamateur est souvent confronté à de nombreux paramètres techniques. Les fabricants indiquent la sensibilité, la plage dynamique, le blocage, le bruit de phase, la sélectivité ou encore différentes valeurs IP3. Nombre de ces paramètres sont bien plus importants que la puissance d'émission elle-même.
En fonctionnement normal, les différences entre les récepteurs peuvent passer inaperçues. Cependant, en DX, lors de concours, avec des antennes Beverage ou dans des environnements à fortes interférences, c'est la qualité du récepteur qui détermine si une station faible sera captée.
Niveau de bruit (MDS)
Le seuil de bruit représente le niveau de signal le plus faible qu'un récepteur puisse distinguer de son propre bruit interne. On l'appelle souvent MDS (Signal Minimum Discernable).
Rob Sherwood définit le seuil de bruit comme le niveau auquel un signal faible reste audible malgré le bruit de fond du récepteur. Ses mesures, effectuées avec un filtre CW de 500 Hz, sont exprimées en dBm.
Cependant, sur les bandes HF, un niveau de bruit extrêmement bas n'est pas systématiquement un avantage. Les bandes de 160 m à 20 m sont souvent dominées par le bruit atmosphérique et industriel, nettement supérieur au bruit propre du récepteur. Un niveau de bruit extrêmement bas sera donc particulièrement appréciable sur les bandes HF supérieures, sur 6 m ou avec des antennes de réception à faible gain.
Sensibilité du récepteur
La sensibilité détermine le plus petit signal d'entrée nécessaire pour obtenir un rapport signal/bruit défini à la sortie du récepteur. Elle est généralement exprimée en microvolts ou en dBm.
Lors de la mesure, le signal provenant du générateur est transmis au récepteur et son niveau est ajusté afin d'obtenir un rapport signal/bruit de 10 dB. Plus le signal d'entrée requis est faible, meilleure est la sensibilité.
Auparavant, la sensibilité était un paramètre primordial pour un récepteur. Cependant, avec les équipements HF modernes, on a depuis longtemps atteint un niveau de sensibilité supérieur au seul bruit de fond. Par conséquent, les caractéristiques dynamiques du récepteur jouent aujourd'hui un rôle plus important.
Seuil AGC
Le contrôle automatique du gain (AGC) garantit que le volume du signal reçu reste approximativement constant quel que soit le niveau du signal d'entrée.
Le seuil de la CAG (Contrôle Automatique de Gain) représente le niveau de signal en dessous duquel le récepteur fonctionne à gain maximal. Si le signal reçu dépasse ce niveau, la CAG commence à réduire progressivement le gain.
Sur les bandes HF basses, le seuil de CAG est moins important, car le bruit de fond atteint souvent un niveau de plusieurs unités S-mètre. Sur les bandes hautes ou dans les systèmes de réception très silencieux, un réglage précis de la CAG peut améliorer considérablement le confort de réception des signaux faibles.
Blocage du récepteur (Plage dynamique de blocage)
Le blocage se produit lorsqu'un signal puissant situé hors de la bande de réception sature le circuit d'entrée du récepteur. Il peut en résulter une réduction de la sensibilité, voire une perte totale de la capacité à recevoir les signaux faibles.
D'après Sherwood, le blocage est généralement supérieur d'environ 30 dB à la plage dynamique du récepteur. Une valeur d'environ 130 dB est considérée comme un très bon résultat.
En pratique, ce paramètre se manifeste, par exemple, lors d'un concours, lorsque des stations très puissantes se trouvent à proximité de la fréquence d'émission. Si le brouillage est insuffisant, les signaux DX faibles disparaissent tout simplement sous l'influence d'un signal voisin puissant.
bruit de phase
Le bruit de phase est l'un des paramètres les plus importants des récepteurs modernes. Il apparaît dans l'oscillateur local et se manifeste par des bandes latérales de bruit autour de la fréquence porteuse.
Si une station très puissante est située à proximité de la fréquence de réception, le bruit de phase de l'oscillateur local se mélange au signal puissant et crée un bruit supplémentaire susceptible de masquer la faible station DX. Ce phénomène est appelé mélange réciproque.
Pri contestových staniciach, multi-multi prevádzke alebo počas Field Day Le bruit de phase est l'un des facteurs déterminants de la qualité d'un récepteur. SDR Les récepteurs obtiennent des résultats nettement supérieurs dans ce domaine à ceux de nombreux superhétérodynes synthétisés plus anciens.
Sélectivité frontale
La sélectivité d'entrée détermine la capacité du récepteur à supprimer les signaux indésirables avant qu'ils n'atteignent les étages d'amplification principaux.
Dans les superhétérodynes classiques, ce rôle était assuré par des filtres passe-bande ou des présélecteurs. Le légendaire récepteur R-390A utilisait un présélecteur mécanique lié à l'accord et reste considéré comme l'une des meilleures solutions.
Dans les récepteurs SDR modernes, l'importance de la sélectivité d'entrée s'est accrue. L'échantillonnage direct élimine les fréquences intermédiaires, mais impose simultanément des exigences plus élevées aux filtres d'entrée, qui doivent empêcher la saturation du convertisseur analogique-numérique par des signaux forts.
Filtre coupe-bande (Filtre à rejet ultime)
Ce paramètre exprime la capacité du filtre à supprimer les signaux situés en dehors de sa bande passante.
Dans les anciens récepteurs, un problème courant était l'insuffisance de pente du filtre ou la diaphonie du signal autour du filtre. La réjection typique était d'environ 70 dB. Les récepteurs modernes utilisent plusieurs filtres ou des filtres numériques DSP, qui atteignent des valeurs d'atténuation nettement supérieures.
En situation réelle, la qualité de la suppression de la bande d'arrêt est particulièrement évidente dans les situations où une station puissante est située à seulement quelques kilohertz de la fréquence reçue.
Plage dynamique
La plage dynamique est l'un des indicateurs les plus importants de la qualité d'un récepteur. Elle exprime la différence entre le signal le plus faible et le signal le plus fort que le récepteur peut traiter sans provoquer d'interférences dues à ses propres non-linéarités.
Plus précisément, il s'agit du niveau auquel les produits d'intermodulation créés par des signaux forts atteignent le seuil de bruit du récepteur.
Pour les concours, le paramètre le plus important est la plage dynamique proche, mesurée à un espacement de signaux de 2 kHz. Ce paramètre indique la capacité du récepteur à gérer une forte densité de signaux sur la bande passante. Sherwood rapporte que les récepteurs haut de gamme modernes atteignent des valeurs d'environ 100 dB et plus, tandis que les modèles plus anciens n'atteignaient souvent même pas 70 dB.
Autres facteurs influençant la qualité du récepteur
Les paramètres techniques ne suffisent pas à décrire toutes les propriétés du récepteur. Les performances qui en résultent sont également affectées par le niveau de bruit atmosphérique, les interférences industrielles, la qualité de l'antenne, les pertes sur la ligne électrique et la configuration générale du système de réception.
La bande passante du filtre utilisé joue également un rôle important. La réduction de la bande passante de réception permet de diminuer le bruit de fond et d'améliorer la réception des signaux faibles. Il est donc possible d'obtenir de meilleurs résultats en modes CW et numérique qu'en réception BLU à large bande.
De plus, les récepteurs SDR intègrent des paramètres relatifs au convertisseur analogique-numérique, à sa résolution, à sa capacité de surcharge et à son nombre de bits effectifs. C'est pourquoi il est aujourd'hui impossible d'évaluer un récepteur sur la base d'un seul paramètre.
Conclusion
La sensibilité du récepteur était autrefois le principal critère de qualité. Cependant, les récepteurs HF modernes ont atteint un niveau où leur bruit intrinsèque est souvent inférieur au bruit capté par l'antenne. La qualité de réception qui en résulte est donc principalement déterminée par la plage dynamique, le blocage, le bruit de phase et la sélectivité d'entrée.
Pour les opérations DX, les concours et l'utilisation d'antennes de réception spécifiques, ces paramètres sont bien plus importants qu'une différence de quelques décibels en sensibilité. Lors de la comparaison d'émetteurs-récepteurs modernes, il est donc judicieux de se référer non seulement aux données du catalogue du fabricant, mais aussi aux mesures indépendantes publiées par l'ARRL ou par Rob Sherwood NC0B.
Vidéos
La vidéo explique en détail la relation entre la sensibilité du récepteur, le facteur de bruit et les propriétés dynamiques de la chaîne de réception.