Pomiar czułości odbiorników - znaczenie różnych "drobiazgów" na wiarygodność wyników...

[Romekd]

Dostałem telefon od jednego z czytających ten wątek. Powiedział mi w rozmowie, że popełniam błąd, nie stosując dobrych rad Kol. Atom1477, gdyż przy wysokich częstotliwościach najważniejsze jest dobre uziemienie generatora... No niestety nie jest to prawdą, gdyż dobre uziemienie może zabezpieczyć (choć niekoniecznie) przed wyładowaniem atmosferycznym, ale przy częstotliwościach rzędu kilkuset megaherców nic nie daje. Spróbuję się do tego odnieść bardziej szczegółowo. W domu jednorodzinnym, ale też i w bloku, uziemieniem może być rura gazowa (jeśli dochodzi do ziemi bez dodatkowych łączeń), rura wodociągowa (z tą samą uwagą i tylko gdy jest metalowa, a nie jak to obecnie często bywa, może być ze sztucznego tworzywa...) lub własna instalacja uziemiająca, wykonana specjalnie dla pomieszczenie, w którym pracujemy. Podłączanie się pod instalację odgromową może być bardzo niebezpieczne przy wyładowaniach atmosferycznych, więc takie rozwiązanie odpada. Kolejna rzecz to indukcyjność przewodu uziemiającego. Jeśli założymy, że jego długość wynosi tylko 5 metrów, to taki odcinek przewodu może wykazywać indukcyjność na poziomie, strzelam, ok. 8 μH. Taka indukcyjność dla częstotliwości 100 MHz oznacza reaktancję indukcyjnościową na poziomie ok. 5 kΩ, a dla częstotliwości 450 MHz będzie to już 22,6 kΩ. Czy tak duża reaktancja spowoduje, że nasz generator znajdzie się dla sygnałów w.cz. na poziomie "ziemi"? No nie! Poza tym mój generator jest uziemiony przez kabel ochronny i przewód uziemiający, mogący mieć (po likwidacji kątów) z 10 metrów, więc jego reaktancja będzie jeszcze wyższa. Gdy z 10 lat temu zainstalowałem za domem antenę G5RV, byłem szczęśliwy, gdyż odbiór na niej dla kilku pasm krótkofalowych był bardzo dobry, jednak gdy podłączyłem do tej anteny transceiver ICOM IC-735, to już po pierwszym włączeniu mikrofonu i wymówieniu "ogólnego wywołania" niemal wszystkie urządzenia w pracowni "zwariowały" (niektóre, będące w trybie czuwania same się włączyły, a inne zgasły lub na swoich wyświetlaczach zaczęły wyświetlać bzdury...). Problemem było stosunkowo niewielkie niedopasowanie impedancji falowej kabla i anteny, promieniowania z kabla oraz zbyt marne uziemienie. Postanowiłem więc zacząć od poprawienia uziemienia - kolega wbił za ścianą pracowni kilka kilkumetrowych szpil w ziemię, a ja miałem zamiar wywiercić dziurę w ścianie i kablem o długości ok. 1 metra połączyć się z tymi szpilami. Niestety, okazało się, że grunt przed domem jest zbyt suchy i tego typu uziemienie będzie niewystarczająco dobre. Szpilki są wbite do dzisiaj, gdyż zabrakło mi czasu i chęci by tworzyć profesjonalne uziemienie. Z uruchomienia się na paśmie nic nie wyszło (za dużo czułej elektroniki przy radiostacji)...

Pozdrawiam
Romek

[Marek7HBV]

Prostym rozwiązaniem zmniejszenia wpływu ,,wycieku,, energii jest umieszczenie generatora wzorcowego w większej odległości np. 10 m. W wersji pomiarowej dla ubogich zajmujących się strojeniem odbiorników {zwłaszcza FM} można zastosować system składający się z generatora o określonej mocy {1mW}, tłumik, antena nadawcza i oddalona odbiorcza oraz oczywiście miernik odniesienia np. skaner lub odbiornik {tuner} dobrej klasy. Pomiary będą względne, ale to nie laboratorium.

[Romekd]

Prostym rozwiązaniem zmniejszenia wpływu ,,wycieku,, energii jest umieszczenie generatora wzorcowego w większej odległości np. 10 m. W wersji pomiarowej dla ubogich zajmujących się strojeniem odbiorników {zwłaszcza FM} można zastosować system składający się z generatora o określonej mocy {1mW}, tłumik, antena nadawcza i oddalona odbiorcza oraz oczywiście miernik odniesienia np. skaner lub odbiornik {tuner} dobrej klasy. Pomiary będą względne, ale to nie laboratorium.

Kolego Marku, nie wiem jak dokładnie mierzona jest tłumienność ekranu kabla, ale coś czuję, że w miarę wydłużania długości przewodu sygnałowego, ilość wypromieniowywanej przez kabel energii będzie wzrastała, wraz z jego długością. Długi przewód sygnałowy będzie też wprowadzał tłumienie w samym płynącym przez niego sygnale, a poziom tego dodatkowego tłumienia będzie rósł wraz z długością przewodu i częstotliwością sygnału. Najlepszym wyjściem będzie używanie dobrych przewodów i wtyków, kupionych u pewnego dystrybutora (nie na Allegro, czy AliExpress), i opieraniu się na dokładności tłumików montowanych fabrycznie w dobrej klasy generatorach sygnałowych. Można podejmować próby wykorzystywania tłumików zewnętrznych, ale o niezbyt dużym tłumieniu (wówczas powinno się odpowiednio zredukować poziom sygnału z samego generatora), gdyż przy niespełnieniu tych warunków część sygnału będzie mogła nam przelatywać przez "eter" i nieszczelne ekrany kabli, które w takim układzie również muszą być bardzo dobrej jakości (sprawdzonej doświadczalnie) oraz odpowiednio od siebie i mierzonego radioodbiornika oddalone. Dobrze to rozumiem?

Pozdrawiam
Romek

[Nieliniowy]

Z gory przepraszam, nadaje z innego komputera bez Polskich znakow..

A czy w amatorskich warunkach dopuszczany jest pomiar poprzez porownanie z odbiornikiem wzorcowym?
W moim przypadku SDR (NOOELEC SMART XR). Jest pomiar sygnalu w dB. Nie wiem jak to jest skalibrowane, antena patyk na pasmo 3m z zestawu.

Ciekawe odkrycie, z dolu jest jeszcze jedna stacja na 85.9MHz. Normalne odbiorniki w domu jej nie widza, moj tez na razie.

Pasmo FM notatki.png

[Marek7HBV]

Dobrze to rozumiem?

Pytaniem jest, co bardziej przepuszcza - generator czy kabelek. W badaniach laboratoryjnych liczy się to ile czynnika jest w punkcie pomiaru, a to oznacza korzystanie z unormowanego miernika umieszczonego w tym punkcie. I te wymagania, klatki, komory itp. Taki przykład. Po wytłumaczeniu mojemu koledze w jaki sposób sprawdza się głośniki w półprzestrzeni natychmiast wybił w murowanej z cegły ścianie oddzielającej sypialnie od garderoby otwory na głośniki. Takiego basu nie da się zapomnieć . Szkoda że nowy właściciel domu tego nie docenił. A powracając do tematu, to zastosowanie dwóch metalowych rurek z hipermarketu umieszczonych koncentrycznie powinno pomóc w pewnym zakresie częstotliwości. Oczywiście dotyczy to problemu ,,przepuszczania,, sygnału przez obudowę generatora i ekran kabla, co przy pomiarach mikrowoltowych staje się problemem. W czasach przestrajania odbiorników stosowałem metodę ,,Dx-owego,, odbioru określonej stacji FM, co wystarczało do oceny czy odbiornik spełnia wymagania. Oczywiście nie wystarczy to do określenia czy odbiornik ma czułość progową 1 albo 2 mikrowolty. Sposób przejęty z radioamatorskich sposobów nasłuchu radiolatarni i może nie błyskawiczny ale pozwalający ocenić przedział.

[Romekd]

(...)
Pytaniem jest, co bardziej przepuszcza - generator czy kabelek. W badaniach laboratoryjnych liczy się to ile czynnika jest w punkcie pomiaru, a to oznacza korzystanie z unormowanego miernika umieszczonego w tym punkcie. I te wymagania, klatki, komory itp.
(...)
A powracając do tematu, to zastosowanie dwóch metalowych rurek z hipermarketu umieszczonych koncentrycznie powinno pomóc w pewnym zakresie częstotliwości. Oczywiście dotyczy to problemu ,,przepuszczania,, sygnału przez obudowę generatora i ekran kabla, co przy pomiarach mikrowoltowych staje się problemem. W czasach przestrajania odbiorników stosowałem metodę ,,Dx-owego,, odbioru określonej stacji FM, co wystarczało do oceny czy odbiornik spełnia wymagania. Oczywiście nie wystarczy to do określenia czy odbiornik ma czułość progową 1 albo 2 mikrowolty. Sposób przejęty z radioamatorskich sposobów nasłuchu radiolatarni i może nie błyskawiczny ale pozwalający ocenić przedział.

Sprawdziłem bardzo dokładnie generator ADRET, i ten okazał się bardzo szczelny (generowany sygnał jest nie do wykrycia przy użyciu skanera o czułości 0,1 μV, a sprawdzałem to przykładając antenę skanera do różnych miejsc obudowy generatora). To jednak przyrząd profesjonalny, laboratoryjny. Natomiast dobrej jakości terminator o impedancji 50 Ω mimo metalowej i szczelnej obudowy, przepuszcza sygnał na zewnątrz, gdyż idealne mikrofonowanie nie istnieje, choć można zwiększać jego poziom stosując kolejne ekrany. Tak więc opisane przeze mnie w wątku nieźle wyglądające kable ekranowane ciekną dość poważnie, ale trzeba pamiętać, że ustawiona na wyjściu moc generatora wynosiła aż 20 mW, za to czułość skanera dla modulacji WFM jest lepsza od 2 μV, co w przeliczeniu na moc w stosunku do impedancji wejściowej urządzenia daje ok. 80 fW, o ile dobrze policzyłem, a gdyby skaner przełączyć na odbiór modulacji FM (wąskiej, jak w radiokomunikacji), to czułość ta byłaby lepsza o jeszcze kolejne 20 dB.
Jak to się przedstawia w liczbach:

- moc 20 mW na obciążeniu 50 Ω odpowiada napięciu równemu dokładnie 1 V
- czułość odbiornika dla WFM to więcej niż 2 μV, co odpowiada mocy równej 80 fW 

By zejść poniżej progu czułości skanera należałoby stłumić sygnał z generatora z 1 V do wartości niższej od 2 μV, czyli aż o 114 dB dla emisji WFM i aż o 134 μdB dla emisji FM. Ekrany generatora spełniają swoją funkcję, gdyż na zewnątrz generatora nie jestem w stanie odebrać jego sygnału skanerem. Natomiast gdy do wejścia generatora zamontuję przejściówkę z bardzo dobrej jakości terminatorem 50 Ω, nie jestem w stanie uzyskać tak dobrego tłumienia, gdyż odbiornik zbliżony do terminatora wykazuje doskonały odniór, a jego s-metr "wychyla się" do oporu, co można zobaczyć klikając w link do mojego filmu, ukazującego przebieg tego doświadczenia.

https://www.youtube.com/shorts/8Du5GQMI5PA

Pozdrawiam
Romek

[Marek7HBV]

Jeśli ekranowanie generatora jest tak dobre i można na wyjściu ustawić bardzo niski poziom sygnału przy którym przeniki z generatora są pomijalnie małe, to kabelek można potraktować jako antenę nadawczą i jednocześnie odbiorczą testowanego odbiornika. Problem istniałby w przypadku wysyłania kabelkiem pełnej mocy do tłumika o bardzo dużym tłumieniu, a to by było nielogiczne { o ile generator ma regulację poziomu sygnału wyjściowego }.

[Romekd]

No i zrobiłem jeszcze jedno doświadczenie. Tym razem podłączyłem kabel z Allegro do wyjścia generatora, a na jego końcu mocno zakręciłem złoconą przejściówkę i terminator 50 Ω (SMA). Poszedłem ze skanerem dwa piętra wyżej, wchodząc do pomieszczenia znajdującego się najdalej od pracowni. Sygnał o częstotliwości 450 MHz oczywiście słychać było na skanerze, choć z delikatnym szumkiem, natomiast wskaźnik poziomu skanera pokazywał sygnał s-3. I teraz proszę sobie wyobrazić, że Pan Zbyszek z kanału "Radiotechnika" używa lepszych kabli (pytanie z iloma ekranami?) i mierzy czułość prostej polskiej głowicy lampowej, używając dwóch zewnętrznych tłumików sygnału, uzyskując czułość w okolicach 3 μV dla odstępu sygnału od szumu równego 26 dB. Jest to o tyle ciekawe, że głowica wykazała tak dużą czułość po przestrojeniu na wyższą częstotliwość ze starej, pokrywając całe pasmo od 87,5 MHz do 108 MHz i to odbierając stacje radiowe, nawet przy odłączonej antenie, i bez szumu między stacjami. Dla przykładu głowica lampowa, zbudowana na nowoczesnych metalowo-ceramicznych nuwistorach (nowoczesnych w tamtym czasie - rok 1970) ostatniego modelu firmy Pioneer, osiągała czułość ok. 2 μV przy ogromnym szumie między stacjami... Z pomiarów Pana Zbigniewa okazuje się, że polskie głowice UKF z lampą ECC85 potrafiły być nawet lepsze od japońskich, bo odbierały stacje bez anteny i bez irytującego szumu między stacjami... No cóż, Polak potrafi... Poniżej kabel z ostatniego doświadczenia, zakończony przejściówką i terminatorem 50 Ω.

Kabel ekranowany z przejścówką i terminatorem na końcu.jpg

Praz link do filmu Pana Zbigniewa z doskonałą polską głowicą lampową, która odbiera stacje DX (minuta 12:35), a nawet całkowicie ekranowana odbiera stacje (i to wiele) bez jakiejkolwiek anteny i szumu między stacjami (minuta 14:30), no i ta wyśmienita czułość - 3,15 μV (od minuty 16.)

https://www.youtube.com/watch?v=N3huxWJPIOM

No po prostu cuda, tylko podziwiać...

Pozdrawiam
Romek

[Romekd]

Jeśli ekranowanie generatora jest tak dobre i można na wyjściu ustawić bardzo niski poziom sygnału przy którym przeniki z generatora są pomijalnie małe, to kabelek można potraktować jako antenę nadawczą i jednocześnie odbiorczą testowanego odbiornika. Problem istniałby w przypadku wysyłania kabelkiem pełnej mocy do tłumika o bardzo dużym tłumieniu, a to by było nielogiczne { o ile generator ma regulację poziomu sygnału wyjściowego }.

Adret ma regulację poziomu sygnału wyjściowego od +13 dBm (1 V rms) do -129,9 dBm (0,071 μV rms), a ponieważ nie "sieje" na zewnątrz, można na jego wyjście dać miniaturowy tłumik SMA -20 dB, co pozwala zejść z sygnałem do -149,9 dBm (0,0071 μV rms), choć przy tak małym sygnale kabel działa jak antena odbiorcza, więc system antenowy muszę wyłączać, by wzmocnione sygnały nie wnikały do kabla przez ekran. Dodatkowo teraz stosuję już kable o dwóch (lub trzech) ekranach, których promieniowanie (i pochłanianie) sygnału jest podobne do tego, jaki otrzymuję z terminatora 50 Ω z filmu zamieszczonego na YT.

Pozdrawiam serdecznie
Romek