RECEPTORES DE HF

En las congestionadas bandas de HF, cada día tienen mayor importancia las prestaciones de los receptores en el manejo de señales débiles, pero el nivel de las señales, por sí mismo, no constituye todo el problema; la presencia simultánea en el estrecho margen de las bandas de aficionados de señales muy intensas complica notablemente la situación, de forma que una elevada sensibilidad o ganancia en un receptor no es todo lo que se le debe exigir para extraer de un "pile-up" la señal que deseamos oír.

Veamos por qué y cuales deberían ser los criterios a seguir en la evaluación del receptor de nuestro próximo equipo. Los "enemigos" de la recepción de señales débiles son tres: la distorsión por intermodulación, el ruido de fase de los sintetizadores y la saturación de las etapas de entrada.

Ganancia útil de un receptor

La capacidad de discriminar una señal débil por encima del ruido eléctrico de fondo define la ganancia útil de un receptor. La mayor parte del ruido propio de un receptor se produce en la etapa de entrada; otras fuentes de ruido son el que se genera en los osciladores sintetizados y la de los mezcladores o conversores. La suma de todos los niveles de ruido propios determina el ruido de fondo de un receptor.

La relación entre los niveles de la señal y el ruido de fondo, llamada relación señal/ruido es una medida de esa capacidad. Los fabricantes acostumbran a especificar la sensibilidad de sus receptores como el nivel de señal de entrada que proporciona una determinada relación S/N. El nivel del ruido en el altavoz es proporcional al ancho de banda utilizado. Así, por ejemplo, un receptor que tiene, en SSB y con un filtro de 2,7 Khz, una sensibilidad de 0,15 uV para una relación S+N/N de 10 dB, significa que una señal de 0,15 uV a la entrada producirá una salida de nivel 10 dB (señal más ruido) por encima de la del ruido solo. El nivel de la mínima señal detectable se toma, por lo general, igual al del ruido de fondo.

El margen dinámico

La capacidad de recibir una señal débil en presencia de fuerte QRM por fuera del canal es la medida del margen dinámico de un receptor. Todos conocemos los molestos efectos de la distorsión producidos por los "productos de intermodulación" de los transmisores, mejor conocida como "splaters". Pero los receptores también padecen este efecto, y una señal perfectamente limpia en su origen acumulará distorsión mientras viaja hacia el parlante. La magnitud de esa distorsión determina el margen dinámico por IMD de un receptor.

Otro efecto que limita el margen dinámico de un receptor es la llamada "mezcla recíproca". En este proceso, señales separadas de la frecuencia de trabajo se mezclan con las bandas laterales de ruido del oscilador local, creando ruido dentro de la banda pasante. El nivel de ese efecto se mide como margen dinámico de bloqueo.

IMD: distorsión por intermodulación

Medida del valor de la IMD en un receptor. La IMD se mide inyectando en la entrada dos frecuencias relativamente próximas y midiendo la distorsión a la salida, determinada por el nivel de las señales distintas a las dos aplicadas en la entrada. El comportamiento no lineal causa asimismo la mezcla de todas las señales presentes, por ejemplo, el segundo armónico de una de las dos señales se mezcla con la fundamental de la otra para generar un producto IMD de tercer orden. La especificación de las prestaciones de IMD de tercer orden permite deducir las características generales de IMD de un receptor. Una medida crítica es el margen dinámico de la IMD de tercer orden, que es la diferencia entre la señal más débil que el receptor puede discernir y el nivel de la señal interferente de dos tonos, por fuera del canal, que produce un nivel igual de salida, debiéndose especificar la separación de la señal interferente respecto a la deseada.

El punto de intercepción

Otra magnitud importante es el punto de intercepción de tercer orden (IP), que se define como el nivel de las señales de doble tono a la entrada que produce una IMD del mismo nivel que la señal de entrada. El concepto de punto de intercepción se entiende mejor si explicamos que, al aumentar el nivel de las señales a la entrada, la salida crece más rápidamente para los productos de intermodulación. El nivel de entrada en el cual se produce el encuentro de las dos señales es el punto de intercepción. En teoría, el IP, en dB, es igual al nivel de la señal interferente más la mitad del margen dinámico de IMD, de modo que el punto de intercepción puede ser extrapolado a partir de las medidas a bajo nivel.

Margen dinámico de un receptor

El margen dinámico de un receptor es su capacidad para combinar un bajo ruido de fondo y la generación de productos por intermodulación. Por lo general, los transistores con menor cifra de ruido tienen tendencia a presentar una IMD elevada, y viceversa, de modo que se trata de características encontradas. Este margen dinámico, en un receptor para HF y banda estrecha se mide por lo general con una separación de tonos de 20 Khz para la señal interferente. Esta se espacia 20 kHz para evitar que pueda actuar sobre el circuito CAG. Es interesante señalar que la medida de la IMD requiere el uso de una constante de tiempo de CAG larga, adecuada para situaciones en que se precisa la máxima linealidad. Aunque la medida de la IMD es válida para calcular el margen dinámico, a menudo no da una idea exacta del comportamiento del receptor frente interferentes próximas.

Preamplificadores y el margen dinámico

La mayoría de los receptores modernos tienen delante del primer mezclador un preamplificador que puede ser desconectado a voluntad. Este preamplificador mejora la sensibilidad, extendiendo el margen dinámico. Pero, en cambio, el comportamiento frente a señales fuertes se degrada, debido al aumento del nivel de todas las señales que alcanzan el primer mezclador, de tal forma que muy a menudo la mejora teórica de las señales débiles no se puede aprovechar, ya que el margen dinámico total y el IP se deterioran. El mismo o parecido argumento puede aplicarse a un receptor del que se resalte que su nivel de ruido es extremadamente bajo: eso no significa necesariamente que su capacidad de manejar señales fuertes sea buena, y que en presencia de tales señales su nivel propio de ruido se vea ampliamente superado por el de intermodulación.

Margen dinámico de bloqueo y su medida

Este parámetro (DBR en inglés) expresa la capacidad del receptor para rechazar fuertes señales interferentes que no generen IMD dentro de la banda pasante. Una señal relativamente débil se controla mientras se inyecta una sola señal interferente, típicamente a 20 kHz de la primera, y se incremente la señal de QRM hasta que observa alguna degradación de la señal deseada. El deterioro puede manifestarse como una reducción del nivel de salida, indicando compresión de la ganancia o como una reducción de la relación señal/ruido (S/N) por un aumento de este último.

Conclusión

Si nuestra estación va a estar situada en el campo, lejos de otras instalaciones de HF y la antena a utilizar no ofrece demasiada ganancia, el parámetro que más nos interesa es la ganancia total (o sensibilidad). Pero si esta no va a ser la ubicación real, haríamos bien en examinar la tabla de especificaciones del receptor que incorpore el transceptor que pensamos adquirir y fijar la atención especialmente en el valor del punto de intercepción, la cifra de ruido de base (o fondo) y si está dotado o no de preamplificador y atenuador de entrada, recordando que un valor de sensibilidad (señal mínima detectable) muy bueno insertando el preamplificador puede resultar casi inútil si con ello el punto de intercepción baja exageradamente.

Xavier Paradell EA3ALV - ea3alv@telefonica.net
Autor de numerosos artículos de radio y experimentacion, con sentido informativo y didáctico de primera calidad.
Redactor de CQ Radioamateur Española
Representante EUROCOM - URE

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