Voir aussi : Niveaux
et dBm - Le rapport signal/bruit - Le bruit produit par le récepteur - Les pertes dans une ligne
- le décibel
- La propagation des ondes
- Bruit externe au récepteur
-
Une des qualités d'un récepteur est sa capacité
à amplifier un signal faible pour le rendre compréhensible
ou décodable.
Généralités
Pour être audible dans un casque, un signal doit avoir une
puissance de l'ordre de quelques milliwatts au minimum. Or, au
niveau de l'antenne, la puissance des signaux reçus est
considérablement plus faible. Par exemple, la puissance
d'un signal sur la bande 20m correspondant à un niveau
de 9 au S-mètre, soit -73dBm, n'est que de 50 picowatts.
C'est donc un gain minimum de 80 décibels que le récepteur
devra avoir pour permettre la réception d'un signal pourtant
considéré comme déjà très puissant
sur les bandes amateurs. En pratique, les récepteurs utilisés
sur les bandes VHF ou UHF permettent l'écoute de signaux
dont la puissance ne dépasse pas 10 attowatts,
soit 10-17 watts, un signal de S1. Bien sûr l'écoute
d'une station de radiodiffusion en AM sur la gamme des grandes
ondes (150 à 270kHz) peut se faire au casque dans certaines
régions avec un simple circuit oscillant suivi d'une diode
de détection, sans amplificateur et sans autre énergie
que celle reçue par l'antenne. Mais ce n'est pas le cas
général...
Cependant; il ne suffit pas d'amplifier, un bon récepteur
devra également être silencieux, c'est à dire
ne pas produire à lui seul plus de bruit
que l'antenne n'en reçoit. Il faut que le signal entendu
dans le casque se distingue du bruit de fond, c'est à dire
que le rapport signal-sur-bruit soit
le meilleur possible et tout au moins supérieur à
une valeur qui peut aller jusqu'à 20dB pour être
utilisable avec certains systèmes numériques, par
exemple.
Expression de la sensibilité d'un récepteur
Avant tout il faut préciser le but à atteindre.
En téléphonie, on se fixe comme objectif d'avoir
un signal utile dont l'amplitude est de 10 décibels au-dessus
du bruit pour obtenir une bonne compréhensibilité.
Il faut également préciser la bande passante pour
laquelle la mesure a été effectuée car on
sait que le niveau du bruit est proportionnel à la largeur
de bande. On peut également se fixer un rapport SINAD de
12dB, ce qui permet de prendre en compte non seulement le bruit
mais la distorsion du signal modulé (en modulation de fréquence
particulièrement).
Pour des transmissions numériques, il est nécessaire
de préciser quelles sont les exigences, le débit
minimum en Mbps ou un taux d'erreurs binaires (BER) de 5% par
exemple.
Ceci posé, la sensibilité du récepteur va
correspondre au niveau minimum de signal pour atteindre la performance
requise.
Ce niveau peut être exprimé sous deux formes :
- une tension, à condition de préciser sur quelle
impédance cette tension est mesurée. Par exemple
0,25µV sur 75 ohms
- une puissance, ou plutôt un niveau en décibels
par rapport au milliwatt (dBm), ce qui permet de s'affranchir
de l'impédance d'entrée du récepteur. Exemple
: -121dBm
Une autre façon d'exprimer la sensibilité d'un récepteur
peut être de fournir la valeur de l'amplitude du signal
minimum discernable (MDS : Minimum Discernible Signal en anglais),
une notion plus pratique mais aussi plus subjective et permettant
moins facilement la comparaison de deux récepteurs.
Mesure de la sensibilité
Le plus simple est de disposer d'un générateur dont
le niveau de sortie est réglable à partir de -150dBm.
Un tel appareil peut être réalisé par un amateur
soigneux en partant d'un oscillateur à quartz suivi d'une
série d'atténuateurs conçue pour abaisser
le niveau du signal à -120dBm. On le fait suivre d'un groupe
d'atténuateurs commutables pour un total de 30dB (1, 2,
2, 5, 10 et 10 par ex.) qui permet ensuite d'ajuster le niveau
de sortie. Tous ces appareils doivent être soigneusement
blindés. On pourra vérifier les niveaux par comparaison
avec un autre générateur ou à l'aide d'un
analyseur de spectre.
On peut mesurer également la sensibilité au travers
du niveau de bruit ramené à l'entrée du récepteur
en mesurant le rapport signal/bruit ou plus généralement
(Signal+Bruit)/Bruit
Amélioration de la sensibilité d'un récepteur
Quand on possède un récepteur un peu sourd, avec
un seuil de sensibilité nettement au dessus du niveau moyen
du bruit externe, on peut être tenté de lui adjoindre
un préamplificateur qui sera placé entre l'antenne
et le récepteur. C'est souvent une bonne solution pour
un scanner grand public en VHF et UHF.
Quelques remarques :
- le facteur de bruit du préampli devra être le plus
faible possible et son gain le plus élevé possible
pour améliorer le facteur de bruit
global du récepteur.
- les circuits sélectifs d'entrée et de sortie du
préampli favoriseront l'affaiblissement des signaux indésirables
hors bande
- le préampli devra pouvoir être shunté s'il
se sature en présence de signaux forts
- si le récepteur est relié à l'antenne par
un long câble coaxial, on placera le préampli le
plus près possible de l'antenne (voir : Les
pertes dans une ligne)
Tableau d'équivalence tension et puissance (étalonage
des récepteurs VHF où S9 correspond à 5µV)
Dans le tableau suivant on trouvera, pour chaque indication du
S-mètre , le niveau de puissance en dBm et la tension coorespondante
en microvolts sur 50 et sur 75 ohm d'impédance. Sur décamétriques
ce niveau de référence S9 est -73dBm
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