Een belangrijke ontvangereigenschap is de gevoeligheid. Deze eigenschap wordt belangrijker naarmate de frequentie stijgt. Om dit begrip in getalletjes te vatten zijn er een aantal afspraken gemaakt en die gaan we in dit artikel wat nader uit de doeken doen.
Als ruis niet bestond, bestond ook het zendamateurisme niet. Communicatie was dan geen technisch probleem, maar omdat het nu eenmaal wel bestaat zal daar ook rekening mee moeten worden gehouden.
Het theoretische verhaal over ruis is zeer uitgebreid. In de USA wordt aan een van de universiteiten het vak `ruis' gegeven en voor dat vak is een professor full-time ingehuurd! Voor de telecommunicatie zoals die plaatsvindt in het zendamateurisme is er eigenlijk maar een gegeven belangrijk en dat is het ruisgetal (althans voorzover het de gevoeligheid betreft). Bij andere telecommunicatie-systemen zijn b.v. ook de statistische eigenschappen van belang (data transmissie).
Het ruisgetal van een ontvanger geeft aan, hoeveel maal de ontvanger zelf harder ruist dan een ideale ontvanger.
Een 'ideale' ontvanger ruist n.l. ook, zolang er gewerkt wordt bij temperaturen, hoger dan -273°C (0 K). De amplitude van deze thermische ruis ligt natuurkundig vast volgens de formule: Pr = kTB waarbij Pr het ruisvermogen in Watts is, k = Bolzmann's constante, T = temperatuur in Kelvin en B = bandbreedte waarbinnen wordt gemeten.
Voor T = 300K (kampertemperatuur) en B = 1 Hz wordt Pr = 4 × 10-21 W of logarithmisch: Pr = -174 dBm.
Bepaalt men nu de eigen ruis van de ontvanger en rekent men deze terug naar de ingang, dan kan de verhouding worden bepaald tussen de teruggerekende ruis en het theoretische ruisniveau (-174 dBm/Hz). Deze verhouding is het ruisgetal.
Aangezien bier sprake is van een verhouding kan ook weer de logarithme worden ingevoerd. Het ruisgetal wordt dan in dB's uitgedrukt.
Stel b.v. dat een ontvanger zelf geen ruisbijdrage geeft. De ontvanger produceert dan alleen de theoretische of 'KTB' ruis. Terugrekenen naar de ingang geeft dan natuurlijk precies de theoretische waarde. De verhouding tussen teruggerekende en theoretische ruis is dan 1. Het ruisgetal is dan 1. Of in dB's: 10 × log F (met F = ruisgetal) = 10 × log 1 = 0.
Een ontvanger met een ruisgetal van b.v. 2 produceert dus twee maal zoveel ruis aan zijn in-gang dan theoretisch bikkamertemperatuur mogelijk zou zijn. Of in dB's, een ruisgetal van 6 dB betekent een eigen bijdrage van vier maal.
Hoe in de praktijk het ruisgetal kan worden gemeten hangt in feite af van de meetapparatuur die beschikbaar is.
Wanneer men de beschikking heeft over een meetzender met betrouwbare verzwakker is er nog een andere methode, zij het wat minder nauwkeurig.
Stel hiertoe de AVR buiten werking (meestal is dit niet noodzalcelijk, maar voor alle zekerheid) Sluit een universeelmeter aan op de luidsprekerklemmen. Zet de ontvanger in de stand SSB (USB of LSB). Sluit een 50 ohm dummy aan op de antenne-ingang en zet de volumeregelaar zodanig, dat de universeelmeter gemiddeld 0 dB aanwijst. Eventueel het bereik van de universeelmeter veranderen (universeelmeter in spanningsbereik!).
Nu de meetzender aansluiten en afstemmen op een toontje van ca 1 kHz. Stel de meetzender nu zodanig in, dat e.r een 3 dB toename te zien is op de universeelmeter.
In geval van een digitale meter moet de aflezing 1,4 keer zo groot worden. Lees nu het door de meetzender afgegeven vermogen af. Bij SSB is de bandbreedte 2,5 kHz, dus het theoretische ruisvermogen aan de ingang is -174 + 10log 2500 = -140 dBm, immers de bandbreedte wordt 2500 keer groter dan 1 Hz. In dB's moet er dan 10 log 2500 = 34 dB bij het niveau -174 dBm opgeteld worden.
De verhouding tussen het door de meetzender afgegeven vermogen en deze -140 dBm is het ruisgetal!
B.v. de meetzender levert -135 dBm voor 3 dB toename op de universeelmeter. Het ruisgetal is dan -135 + 140 = 5 dB. Of: meetzender b.v. -127 dB plus 140 dB = 13 dB ruisgetal.
Vergelijking van de gevoeligheid van ontvangers geeft problemen, aangezien men geen standaard hanteert. De verschillende gegevens moeter dus omgerekend worden.
Gelukkig hanteert meestal een merk voor al haar produkten dezelfde meetmethode. Overigens zij er hier nog eens op gewezen dat gevoeligheid niet alleen zaligmakend is. Het aantal aktieve zendamateurs neemt nog steeds snel toe, dus het grootsignaalgedrag en selektiviteit worden steeds belangrijker. Voor de kortegolf geldt dit al een aantal jaren.
Vergelijking van FM-gevoeligheden is een probleem apart. Voor zover dezelfde meting wordt gebruikt, b.v. 10 dB SINAD is de zaak vergelijkbaar. Bij verschillende waarden is het probleem, dat FM-detectie bij geringe signaal/ruis verhouding niet-lineair is.
Bij vergelijking van specificaties voor SSB ligt de zaak wat eenvoudiger. Als eerste kan worden opgemerkt, dat voor signaal-ruis verhoudingen, groter dan 10 dB, het er weinig toe doet of nu signaal t.o.v. ruis, of signaal plus ruis t.o.v. ruis wordt gemeten (S/N of (S+N)/N).
Een Amphenol plug meer of minder maakt al meer verschil.
De meest betrouwbare manier is om zelf een klein kristalgestuurd piepertje te maken, dat een signaal afgeeft, dat net hoorbaar is. Zoiets is gemakkelijk 'portable' te maken en terplekke aan te sluiten.
Deel 1 - deel 2.
PA0WOW.