Dispositif pour comparer deux récepteurs

Sommaire


Le matériel
A propos du fax météo
La méthode
Les images de test
Interprétation des résultats


Peu d'amateurs sont équipés pour effectuer des mesures de performance de sensibilité ou de résistance
aux signaux forts et d'intermodulation de leurs récepteurs. Il faut disposer d'au moins deux générateurs
calibrés, d'atténuateurs et d'instruments de mesure précis et sensibles pour approcher des valeurs de
Mds ou dIMD3 pertinentes. A défaut de ces équipements et d'un protocole associé précis, il ne reste
que des appréciations subjectives ou des comparaisons auditives souvent influencées par la nouveauté
et le montant de l'investissement de la dernière acquisition.
Cette page présente une méthode de comparaison entre deux récepteurs qui permet une analyse visuelle
objective des qualités globales de réception et un archivage des échantillons utilisés. Au lieu d'apprécier
l'écoute on observera l'image reçue en alternance sur les deux récepteurs en facsimilé (fax) à l'aide d'un ordinateur
et d'un logiciel de décodage de ce mode. Le résultat donnera une idée des différences de sensibilité et surtout
de robustesse à l'intermodulation du deuxième et du troisième ordre. L'analyseur de spectre du logiciel, l'écoute
simultanée du signal et l'observation de l'image obtenue permettront de visualiser, d'entendre et d'évaluer la
réalité et l'importance du phénomène.

Le matériel

En plus des récepteurs à tester, il faut disposer d'un commutateur d'antenne pour fournir le signal hf aux
récepteurs et d'un commutateur audio 3 voies pour conjointement fournir le signal basse fréquence à la
carte son d'un ordinateur. Un logiciel de décodage fax météo comme Multipsk de F6CTE permet d'enregistrer
des bandes images issues alternativement des deux récepteurs en vue de comparaison et d'archivage.
Une prise en main du logiciel est nécessaire mais facile en réception seule.
Dans la suite du texte nous nommerons les deux récepteurs respectivement RX A et RX B ou plus
simplement A ou B.

fxrxa
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A propos du fax météo

Il existe encore plus d'une vingtaine de stations officielles dans le monde qui transmettent, pour la plupart en continu,
des émissions en fax dans la bande HF. Ces émissions comportent principalement des cartes météos à destination
des marins. Les caractéristiques, les horaires et le contenu de ces cartes sont parfaitement connus et publiés, il
s'agit de transmission "broadcast", certaines stations sollicitent même des reports d'écoute pour leur contrôle de
qualité.
De nombreux détails sur le site de Marius Rensen,
et un document pdf très complet issu du NOAA .

Capture d'écran de Multipsk.


capture d'écran

La durée de transmission d'une carte atteint couramment la dizaine de minutes, ce qui permet d'enregistrer pour chaque
récepteur plusieurs portions de cartes, des bandes d'images où apparaissent des différences de qualité notable en
fonction des performances des récepteurs sous test.

Extrait d'une image synchronisée.


synchro

Comme on ne s'intéresse pas au contenu, mais uniquement aux qualités et aux défauts de l'image, il est inutile
d'attendre le début de la transmission pour aligner l'image sur le bord droit de l'écran. On peut donc procéder à
la volée, pourvu que les signaux soient compatibles et significatifs à une comparaison entre les deux récepteurs.

Extrait d'une image prise à la volée, non synchronisée.


non synchro
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La méthode

Il s'agit de placer les récepteurs dans des conditions difficiles aussi semblables que possible.

Choix de la station

Le but n'est pas d'obtenir une belle image mais de mettre les deux récepteurs en difficulté et de comparer leur
comportement. En présence d'un signal hf correct, ils délivrent tous deux une image correcte et il alors difficile
de les départager. On utilise donc une station lointaine reçue à la limite du bruit ou de la sensibilité, en vue de
faire apparaitre leur faiblesse en intermodulation issue de la combinaison de signaux proches et puissants.

Sortie audio

Le commutateur audio est connecté aux sorties casques asservies à la commande de volume.

Réglage des niveaux

Le logiciel dispose d'une indication de niveau d'entrée, les commandes respectives de volumes servent à égaliser
le niveau des signaux audio. Un niveau entre 10 et 20 convient parfaitement.

Graves aigus, shift et filtres

Si disponibles, utilisez tous les réglages grave aigu, shift et bande passante pour obtenir des spectrogrammes
aussi semblables que possibles. Ces réglages se font en absence de signal, uniquement sur du bruit de bande,
et s'affine en comparant les densités de couleur. En présence de bruit l'analyseur de spectre montre en général
du jaune au centre et du bleu sur les bords de la bande passante.

Capture de l'image

En réception sur une station fax sur les deux récepteurs, commutez l'antenne et l'audio au récepteur A, en mode
HFAX sur le logiciel. L'image se dessine à l'écran à raison d'une ligne par seconde. Au bout d'environ 70 secondes
placer le commutateur audio en position centrale pendant environ 5 secondes. L'absence de signal provoque une raie
noire sur l'image captée par le logiciel. Commutez dans l'ordre, l'antenne puis l'audio au récepteur B. 70 secondes après
commutateur audio en position centrale, antenne sur A, puis audio sur A.
On obtient ainsi des bandes d'images séparées par des raies noires pour distinguer les deux récepteurs, bandes
dans lesquelles apparaissent les différences de qualité de réception. Le logiciel possède une commande de sauvegarde
des images. Pour conserver les spectrogrammes il faut procéder à des captures d'écran (Shift PrtSc) et faire du
copier coller avec un logiciel de traitement d'image.



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Les images de tests

Les captures 1, 2 et 4 sont le résultat d'un montage de spectrogrammes et des images obtenues par le logiciel.
Comme indiqué, le premier spectrogramme est saisi durant la réception de RX A, le deuxième durant la réception
de RX B. Les spectrogrammes sont des instantanés couvrant environs une dizaine de seconde, les "bandes"
de cartes correspondent à environ 70 secondes de chaque récepteur.

Capture 1


Le spectrogramme du récepteur A présente des raies à 1700, 1800 et 1900 Hz que ne reproduit pas le spectrogramme
du récepteur B. Il s'agit donc d'un signal fantôme correspondant sans doute à un produit d'intermodulation créé
par des signaux hors bande captée traversant la chaine de réception. Le test ne permet pas de savoir s'il s'agit
d'une intermodulation du deuxième ou du troisième ordre ( IP2 ou IP3 déduite de l'IMD3).

capt1

Capture 2


Mêmes causes et mêmes effets que la capture 1.

capt2

Capture 3

Deux alternances, environ 5 minutes de réception. Dans certains cas, l'intermodulation peut aller jusqu'à complètement
étouffer le signal

capt3

Capture 4

Pas de signaux fantômes d'intermodulation, mais plus de bruit pour RX A.

capt2

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Interprétation des résultats

Pour les captures 1 et 2, l'affaire est entendue... Non seulement la qualité des bandes images est différente, mais
les spectrogrammes montrent la cause de cette différence. RX A est plus sensible à l'intermodulation que RX B.
La capture 3 a été effectuée dans les mêmes conditions.
La capture 4 est plus délicate à interpréter, la différence des bandes images est nette, mais la cause moins facile
à appréhender. L'analyseur de spectre n'est ici d'aucune utilité. On peut cependant émettre une hypothèse.
En laboratoire, pour tester la dynamique de blocage (BDR), on injecte un signal puissant à côté de la bande écoutée
en limite de sensibilité et l'on mesure à quel niveau le signal utile est 'étouffé' par le signal adjacent perturbateur. Cette
'étouffement' est provoqué par ce signal qui désensibilise le récepteur. Or, il arrive souvent que bien avant de déceler
ce phénomène d'atténuation, du bruit apparait. L'ARRL note ces cas comme 'noise limited'. Ce bruit vient de la
combinaison du signal perturbateur et du bruit de l'oscillateur local, soit de son bruit de phase soit d'un défaut
de filtrage. Je fais donc l'hypothèse qu'autour de la fréquence fax il existe un ou plusieurs signaux forts qui se
combinent avec l'oscillateur de RX A et provoquent ce bruit supplémentaire que ne détecte pas RX B.

Il est fort probable que les effets de l'intermodulation et du bruit s'ajoutent, et que la comparaison des bandes
images ne permette qu'une appréciation globale des deux récepteurs. Ce test ne prétend pas être une mesure
mais une comparaison.

Vous avez sans doute deviné...Les deux récepteurs ne jouent pas dans la même catégorie. Pour obtenir facilement
des différences bien marquées j'ai utilisé un récepteur d'entrée de gamme et un autre plus robuste. En se référant
aux mesures de l'ARRL , la hiérarchie est respectée. Pour des postes aux performances plus proches il faut
multiplier les essais et s'attendre à des bandes images moins contrastées. Mais il est relativement facile
de relever plus de bruit d'une bande à l'autre et d'obtenir, même si les preuves sont ténues, un classement
pertinent

Donc, pas une mesure, mais un test tangible, visuel et reproductible. Il donne à voir ce que l'on rechigne
quelques fois à entendre.

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Dernière révision le 15 janvier 2008