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Amélioration de la pureté spectrale du Yaesu FTdx-5000 en émission par AC0C

AC0C - FT5K 6ms avant (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2015/02/FT5K_before_mod__6ms NULL.png)Il y a quelques mois, Yaesu a rendu disponible une mise à jour du firmware (la version 0127/0547) (http://www NULL.yaesu NULL.com/downloadFile NULL.cfm?FileID=8392&FileCatID=42&FileName=FTdx5000%20software%20Procedure%209%2D4%2D14 NULL.pdf&FileContentType=application%2Fpdf) de son transceiver “haute performance” pour les amateurs de concours, le FTdx-5000. Ceci intervenant après des critiques grandissantes sur de nombreux fabricants qui ne prennent pas assez en compte cet aspect “pollution” de nos bandes de fréquences (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/2014/09/09/purete-du-signal-en-emission-des-principaux-transceivers-hf-du-marche-par-k9yc/). L’ARRL, K9YC et NC0B aillant réalisé plusieurs mesures et analyses de transceivers du marché qui mettent en avant les grandes disparité entre par exemple le K3 d’Elecraft (en tête) et les modèles de Yaesu et Icom souvent à la traîne.

AC0C - FT5K 6ms après (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2015/02/FT5K_after_mod__6ms NULL.png)Cette fois-ci, Jeff AC0C a fait des mesures comparatives entre un Yaesu FTdx-5000 avant et après la mise à jour, ainsi qu’une comparaison avec la référence qu’est le K3 (http://www NULL.ac0c NULL.com/main/page_ft5k_cw_occupied_bandwidth NULL.html). Les résultats sont sans appels, et pour une modification aussi indolore et rapide qu’une mise à jour logicielle, le gain est très significatif. Dans le meilleur des cas (fronts montants de 6ms), le pic principal voit sa largeur réduite et s’améliore de 10dB pour 1 KHz d’excursion autour de la fréquence transmise. Les “jupes” sur le reste du signal sont aussi très largement réduites, minimisant les risques d’interférence avec les stations avoisinantes lors de concours ou d’opérations avec plusieurs émetteurs sur le même site. Pour les autres valeurs de montées à 4ms, 2ms et 1ms l’apport est significatif aussi, même s’il est moins important. Certes, on est encore loin de ce que fait Elecraft ou Kenwood,en particulier sur le plancher de bruit, mais cela montre que Yaesu ne reste pas les bras croisés.

Bruit de phase du TCXO “chinois” du TS-590

Après TK5EP qui en avait fait l’étude de la stabilité en fréquence dans le temps (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/2014/09/01/validation-du-tcxo-adaptable-made-in-china-pour-le-ts-590s-par-tk5ep/), YU7WL vient d’effectuer un excellent travail sur le TCXO adaptable à bas prix d’origine chinoise pour le Kenwood TS-590s.

Bruit de phase TCXO TS-590s par YU7WL (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2014/11/YU7WL_tcxo_phasenoise NULL.jpg)Il a effectué différente mesure de pureté spectrale à 10 Hz, 10 KHz et 10 MHz, ainsi que la mesure du bruit de phase. Celles-ci sont en apparence bonnes et ne conditionne pas d’avis négatif sur la qualité du circuit. Toutefois, en l’absence de mesures similaires pour le TCXO d’origine Kenwood ainsi que pour l’oscillateur de référence d’origine intégré au transceiver, il est difficile de savoir si le TCXO “adaptable” dégrade les performances de premier plan du TS-590s tant en réception qu’en émission (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/2014/09/09/purete-du-signal-en-emission-des-principaux-transceivers-hf-du-marche-par-k9yc/).

Pureté 10Hz TCXO TS-590s par YU7WLA noter qu’un OM a récemment indiqué sur le groupe Yahoo que son TCXO avait subitement cessé de fonctionner juste un mois après réception. Il a fait une demande d’échange ou de remboursement au vendeur. Ce genre de mésaventure n’est pas en soit significative d’un problème de qualité (les pannes, ça arrive), mais doit être surveillé.

Pureté 10 KHz TCXO TS-590s par YU7WL (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2014/11/YU7WL_tcxo_span10KHz NULL.jpg)

Pureté 10 MHz TCXO TS-590s par YU7WL (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2014/11/YU7WL_tcxo_span10MHz NULL.jpg)

Pureté du signal en émission des principaux transceivers HF du marché par K9YC

K9YC Largeur spectre émission transceivers HF (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2014/09/K9YC_CWKeying NULL.jpg)Jim de K9YC est très connu pour ses travaux sur les antennes et ses qualités de contester. Il a cette fois-ci exécuté un excellent travail de compilation de données et d’analyse concernant la pureté du signal en émission des émetteurs-récepteurs décamètrique (http://k9yc NULL.com/TXNoise NULL.pdf).

Son travail se base sur les mesures effectuées par le laboratoire de l’ARRL lors des bancs d’essais des équipements radioamateurs parus dans QST. Il en a récupéré les données brutes mais en concentrant son analyse sur une caractéristique souvent négligée : la qualité de l’émetteur, et non du récepteur.

En effet, un émetteur n’occupe jamais une bande passante idéale, et il est courant d’entendre des key-clicks ou splatters qui occupent plusieurs KiloHertz de part et d’autre du signal. Les jours de concours quand la bande est bien occupée et que les amplis crachent leurs KiloWatts, ces signaux “sales” deviennentgênants. Si en plus comme Jim un de ces K9YC Spectral Purity TX Noise Transceivers (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2014/09/K9YC_SpectralPurityTXNoise NULL.jpg)pollueurs se trouve à quelques kilomètres de chez vous, la situation devient critique.

Les bons élèves sont Elecraft (K3 et KX3) et Kenwood (TS-990s et TS-590s). Le plus mauvais étant Yaesu avec le FT1000MP Mark 5 Field, 20dB plus “sale” que le second plus mauvais, le Yaesu FTdx5000 pourtant récent et haut de gamme.

Ironiquement transmettre un signal sale vous donne un avantage pendant les concours. D’une part vous écartez les compétiteurs (votre signal sera plus facilement “dans le clair”) et d’autre part vous leur bloquez l’accès aux stations DX à côté de votre signal.

A notez qu’avoir un bon récepteur ne vous aidera en rien! Même les meilleurs filtres ne peuvent retirer le signal qui est inband, et dans tous les cas votre récepteur sera désensibilisé. Une station transmettant 10dB de bruit de plus qu’un K3 transformera la station DX de 1kW en équivalent 100W.

K9YC Bruit de Phase Transceivers HF (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2014/09/K9YC_PhaseNoise NULL.jpg)Pour le bruit de phase, l’histoire est un peu différente. D’une part la gêne est plus large et s’étale parfois sur plusieurs centaines de KiloHertz. De plus, les différences sont moins marquées suivant les modèles, certains étant très bon proche du signal central mais mauvais plus loin, et inversement. Toutefois le K3, le KX3 et le TS-590s restent dans le haut du tableau, Yaesu reste à la traîne.

Une dernière note, ce document a déjà circulé sur certaines listes de diffusion comme celle d’Elecraft. Hasard ou non, Yaesu vient de publier une mise à jour du firmware du FTdx-5000 (http://www NULL.yaesu NULL.com/downloadFile NULL.cfm?FileID=8392&FileCatID=42&FileName=FTdx5000%20software%20Procedure%209%2D4%2D14 NULL.pdf&FileContentType=application%2Fpdf) qui améliore un peu la situation.

Mesure de bruit de phase dans des oscillateurs

Bruit de phase VFO Bitx20 - Nicolae (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/2013/01/03/mesure-de-bruit-de-phase-dans-des-oscillateurs/farhan_bitx20/)Nicolae, après s’être penché aux mélangeurs équilibrés du Bitx (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/2012/12/28/comparaison-de-melangeurs-a-diodes-om-et-commerciaux/) en les comparant à d’autres composants commerciaux, s’est maintenant attaqué au VFO mis au point par Farhan VU2ESE. Il a donc effectué une série de mesure de bruit de phase d’abord sur un générateur de signal Rohde & Schwarz, puis sur 3 VFO (http://users NULL.tpg NULL.com NULL.au/nfieraru/Electronics/RF_Oscillators/Phase%20Noise%20in%20RF%20Oscillators NULL.htm) dont celui du Bitx et deux autres issus de sources diverses. Les résultats sont surprenants puisque l’oscillateur du Bitx, bien que conçu de manière un peu empirique par VU2ESE, présente de très belles caractéristiques. Le bruit de phase est même meilleur que celui du générateur de laboratoire, ce qui n’est pas si étonnant pour un oscillateur à circuit LC comparé à un synthétiseur mais reste très flatteur. Le VFO présente l’inconvénient d’avoir un niveau d’harmoniques très élevé. Elles sont en parties filtrées dans le transceiver et surtout le mélangeur à diode demande lui à être alimenté par un signal rectangulaire ou du moins avec des pentes abruptes pour fonctionner de manière optimale. Tout dépend donc de vos besoins…

Au passage, l’article sur les mélangeurs (http://users NULL.tpg NULL.com NULL.au/nfieraru/Electronics/RF_Mixers/Double%20Balanced%20Mixers NULL.htm) a été complété avec les mesures de compression à 1dB qui sont encore favorables au mélangeur avec diodes 1N4148…

Récepteurs à première FI basse – Partie 3

Après tout ce qu’on a dit sur les performances supposées meilleures des récepteurs à première FI basses (en tous cas pour un budget et un usage amateur), il faut toutefois y apporter une petite nuance. Tout le monde ne tirera pas réellement profit du Dynamic range étendu de ces postes. Si vous n’avez qu’une antenne filaire, si vous n’êtes pas fondus de contests, si vous préférez les bandes WARC ou si 90% de votre trafic est en local, tout poste récent devrait vous donner satisfaction. Suivant l’usage, un FT-450, un TS-480 ou un IC-7200 offrent un format pratique, des fonctionnalités riches et un prix tout à fait correct sans négliger l’aspect performances. Le marché de l’occasion est aussi plein de bonnes affaires avec des FT-990 ou FT-1000D (pour ne citer que Yaesu) qui se négocient à des prix corrects, sont aisés à utiliser comme postes fixes et sont encore loués par de nombreux DXeurs de pointe.

Aussi, ne regardez les défauts de jeunesse du poste que vous convoitez. Une grosse avancée des équipements actuels (initiée par Elecraft il me semble) est la possibilité de mettre à jour leur logiciel interne de façon simple. Tous les constructeurs, grands ou petits, corrigent régulièrement les défauts mineurs de leurs postes. Parfois les mises à jour sont même beaucoup plus profondes et touchent même es algorithmes de traitement du signal dans le DSP. Prenons l’exemple du Ten-Tec Eagle, celui-ci semble souffrir d’un traitement du signal de Réduction du Bruit (NR ou Noise Reduction) très peu efficace. Quand on sait que sur d’autres postes que le Jupiter leur algorithme est tout à fait performant, il ne fait pas de doutes que le défaut sera corrigé.

Que regarder réellement pour faire un juste choix alors. Passons sur ce que les postes savent tous bien faire aujourd’hui (sensibilité, stabilité, puissance d’émission, compresseur, mémoires, manipulateur électronique…) et attardons nous sur les défauts souvent tus des équipements actuels. Tout d’abord, la corollaire d’une bonne résistance aux signaux forts se situe dans la qualité du circuit d’AGC. En effet, le but d’un contrôle automatique du gain est justement d’augmenter la plage de dynamique réellement utilisable. Dans les postes modernes elle est complexe car elle doit d’une part s’assurer que le convertisseur analogique-numérique de la dernière FI soit toujours dans la bonne plage d’exploitation et aussi garantir le confort d’écoute. Les récepteurs à DSP sur la FI comportent souvent une AGC à 2, 3 ou 4 niveaux (AGC analogique, AGC avant le filtrage numérique, AGC pour la BF…). La première génération de postes à DSP sur la FI souffrait d’un trou dans l’attaque de l’AGC ce qui pouvait causer de forts désagrément. Aujourd’hui tout semble résolu. De plus la plupart des postes disposent de 3 niveaux d’AGC (rapide, moyenne, lente) parfois paramétrables en attaque et délai et même totalement désactivable (à proscrire car le CAN saturerait très vite). Les derniers postes sortis ne semblent plus souffrir de défauts. Ensuite, point important mais souvent négligé la qualité de la BF. A quoi cela sert d’avoir un récepteur très sensible et filtrant parfaitement les signaux indésirables si la partie audio vient ajouter des sifflements ou des distorsions. Pour les longues périodes d’utilisation, ce défaut sera plus fatiguant que 10dB de moins dans le Dynamic Range. Dans la même veine, l’ergonomie n’est pas à négliger. Personnellement, même si j’apprécie toujours mon FT-100 qui me gratifie de DX et de new-ones régulièrement, je suis écoeuré de son ergonomie “par menu” qui oblige à appuyer sur 10 touches pour faire certaines opérations récurrentes en cours de trafic.

Courbe de sélectivité composite Orion II Ten-Tec (http://capheda NULL.files NULL.wordpress NULL.com/2011/07/bruit-de-phase-orionii NULL.png)On a beaucoup parlé du bruit de phase, c’est un élément déterminant des performances du récepteur et de l’émetteur. Toutefois peu d’efforts sont réellement faits par les constructeurs. On peut toutefois citer l’exemple positif de l’Orion II de Ten-Tec, qui bien que datant d’il y a plus de 5 ans offre un circuit down-conversion très résistant aux signaux forts et un oscillateur local très propre dans son récepteur principal. Le récepteur secondaire est lui à couverture général et moins bien doté. Le graphe ci-contre est issue de son banc d’essai par G3SJX pour RadCom paru en Août 2006, le trait plein montre que le bruit de phase est excellent, même si le FT-5000 doit faire mieux de 10dB aujourd’hui et le TS-590s mieux de 20dB pour son récepteur à première FI basse.

Par ailleurs il ne faut négliger l’aspect émission. La forme de l’attaque du signal en CW est importante pour garantir la meilleure efficacité en terme d’émission. Une attaque trop rapide va étaler le spectre à l’émission et envoyer de la puissance inutilement à plusieurs kiloHertz à côté de la fréquence utile. Le circuit d’ALC est souvent considéré comme problématique. Au moins la moitié des postes de la dernière décennie ont soit une ALC trop agressive qui limite inutilement la puissance transmise et compresse trop fortement le signal créant encore une fois un étalement du spectre transmis. L’ALC peut aussi se mettre à osciller… Dernier problème touchant par exemple le TS-590 ou l’IC-7410 (sans parler des FT-840, IC-706…) et un pic de puissance lors du passage en émission. Même avec une puissance réduite à 60W pour accommoder un amplificateur linéaire legal-limit de 1,5kW (Alpha 9500 par exemple), le transceiver envoie pendant un temps bref toute la puissance (100w) ou plus. Les effets peuvent aller de la simple mis en sécurité de l’amplificateur à une destruction progressive du tube ou des transistors. Dernier point, le niveau des signaux d’intermodulation du troisième ordre ou plus en émission est aussi à surveiller sur les postes utilisant un dernier étage à 13,8V (contrairement à ceux à 40V ou plus). Encore une fois la puissance serait inutilement transmise là où il ne faut pas et surtout vous allez perturber du monde sur une large plage de fréquence…

Les revues parue dans les magazines restent néanmoins de très bonnes références, mais il faut savoir lire entre les lignes et ne pas négliger les petits caractères. Personnellement, je trouve que les revues de l’ARRL publiées dans QST sont parfois subjectives et que certaines mesures sont biaisées (mesure du Dynamic Range qui ne prend pas en compte la limitation par le bruit de phase) pour gonfler un peu les chiffres. Je leur préfère celles du magazine RadCom de la RSGB qui sont généralement l’oeuvre de Peter Hart de G3SJX. Elles ont l’inconvénient d’être faites sur un matériel prêté par les constructeurs et non acheté au hasard dans le commerce comme chez QST. Par contre je trouve que Peter est plus objectif, plus proche de la réalité du terrain et surtout n’hésite pas à comparer les produits et les marques entre elles (ce que vous ne verrez jamais dans un QST récent).

Maintenant je pense que vous attendez une conclusion… et bien je n’en ferais pas dans l’immédiat. Par contre tout vous paraîtra plus clair quand je rentrerai de ma petite semaine de vacances en famille à Singapour. Je vous raconterai ce que j’ai ramené dans mes valises, et pourquoi j’ai fait tout le cheminement de recherche que je viens de vous relater.