Les Mesures Sherwood des Transceivers

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J. ROB Sherwood Engenering la Ref en Mesure des Transceivers

Bien comprendre le dBm

Le tableau des tests de récepteurs de Sherwood Engineering (établi par Rob Sherwood, NCØB) est la référence mondiale incontournable pour évaluer et comparer objectivement les performances RF des récepteurs de transceivers radioamateurs.

• Contrairement à une idée reçue, le classement principal du tableau Sherwood ne se base pas sur une note globale de la radio, mais est trié par un seul paramètre clé la dynamique intrinséque d’un récepteur en conditions réelles d’utilisation.
  • L’intermodulation la résiliance a un signal fort sans créer des produits indésirales : image A DR3.
  • La proximité est la capacité a préserver un signal faible juxtant un signal fort : image B RMDR.

Péserver les signaux faibles en presence d’un signal fort

• La qualité et la performance globale d’un récepteur radio face à des signaux puissants reposent entièrement sur deux facteurs critiques et indépendants. Si l’un des deux est mauvais, la dynamique globale s’effondre, peu importe la qualité du reste du poste :
• Le DR3 (Close-In 3rd Order Dynamic Range) : Lié à la non-linéarité des étages d’entrée ou du convertisseur, il caractérise l’apparition de produits d’intermodulation d’ordre 3 (IM3) en présence de signaux forts adjacents. Ce sont de véritables raies parasites « spurious » qui se superposent au spectre et créent des signaux fantomes.
• Le RMDR (Reciprocal Mixing Dynamic Range) : Lié à la pureté spectrale de l’oscillateur local, il quantifie la capacité du récepteur à tolérer la proximité avec un signal fort. Les « jupes » de bruit de phase de l’oscillateur se mélangent au signal puissant et relèvent globalement le plancher de bruit local, noyant le signal faible sous le bruit électronique.

Les Protocoles et Principes de Mesure de Sherwood

• Équipement standard « Off-The-Shelf » : Les radios testées sont des modèles de série pouvant être testés plusieurs fois après des correctifs du fabricant.
• Conditions rigoureuses et reproductibles : Les tests mesurent le comportement du récepteur face à des signaux puissants adjacents « Strong-Signal Handling« , simulant les conditions d’un concours (contest) ou d’une bande encombrée.
• Les mesures Sherwood évaluent les performances RF. La plage dynamique, initialement mesurée à 20 kHz, a été abaissée à 2 kHz. Ce test en espacement étroit simule fidèlement les conditions réelles d’un pile-up encombré.
• Ce standard a obligé les fabricants à concevoir des radios bien plus performantes.
• Séparation des critères : Les mesures individuelles évaluent chaque sous-système du récepteur (bruit de fond, blocage, sélectivité, bruit de phase) indépendamment de l’ergonomie ou de l’interface utilisateur de la radio.

Guide des Mesures du Receiver Test Data Sherwood

1. MDS (Minimum Discernible Signal)
   • Unité : dBm
   • Définition : Plancher de bruit (Noise Floor). Mesure le niveau du bruit interne propre au récepteur (souvent testé préamplificateur coupé puis activé). Plus la valeur est négative (ex. : -135 dBm en moyenne), plus le récepteur est sensible et capable de détecter des signaux extrêmement faibles.
2. Dynamic Range Wide Spaced (Plage dynamique à espacement large)
   • Unité : dB (généralement mesurée à 20 kHz d’espacement)
   • Définition : Capacité du récepteur à traiter simultanément un signal faible et des signaux forts distants de 20 kHz, sans intermodulation ni compression excessive. C’était la norme historique de référence.
3. BDR 100 kHz (Blocking Dynamic Range / Blocage)
   • Unité : dB
   • Définition : Mesure la capacité du récepteur à tolérer un signal fort éloigné à 100 kHz sans provoquer d’écrasement du signal utile. Pour les récepteurs à échantillonnage direct SDR, cette colonne indique généralement le point de surcharge de l’ADC (ADC overload point) lorsque le voyant « Overflow / OVF » s’allume à l’écran, signalant que le convertisseur a atteint son point de saturation ou de clipping (0 dBFS).
4. Dynamic Range Narrow Spaced (Plage dynamique à espacement étroit)
   • Unité : dB (généralement mesurée à 2 kHz d’espacement)
   • Définition : C’est le paramètre central du classement Sherwood car il prend en compte le DR3 et le RMDR. Il mesure la plage dynamique avec des signaux très proches (2 kHz, typiquement en télégraphie ou phonie serrée) pour simuler les conditions réelles d’un pile-up ou d’un contest encombré.
5. Phase Noise (Bruit de phase / LO Noise)
   • Unité : dBc/Hz (mesuré généralement à 10 kHz et 50 kHz d’espacement)
   • Définition : Mesure la pureté spectrale de l’oscillateur local du récepteur. Un mauvais bruit de phase « bavarde » sur les fréquences adjacentes et masque les signaux faibles. L’histoire du Bruit de phase du Kenwood TS-890
6. RMDR (Reciprocal Mixing Dynamic Range)
   • Unité : dB
   • Définition : Plus connu sous le terme « Reciprocal Mixing », plage dynamique de mélange réciproque. Il mesure l’immunité directe du récepteur face au bruit de phase de son propre oscillateur local lorsqu’un signal très fort est présent à proximité. Si le bruit de phase dégrade la mesure en espace étroit, c’est cette valeur RMDR qui s’applique.
7. DR3 (3rd Order Dynamic Range / Plage dynamique de 3e ordre)

1. DR3 (3rd Order Dynamic Range / Plage dynamique de 3e ordre)
   • Unité : dB (généralement mesurée à 2 kHz d’espacement étroit)
   • Définition : C’est le paramètre roi et central du classement Sherwood. Il mesure la capacité du récepteur à gérer deux signaux puissants très proches (à 2 kHz) sans générer de produits d’intermodulation (IM3) de troisième ordre qui viendraient masquer un signal faible.
   • Dans les récepteurs analogiques, on parle aussi d’IP3 (point d’interception) qui correspond à une projection où les signaux parasites progressent (trois fois plus vite que le signal utile) et arrivent au même niveau que celui-ci. Un IP3 de +40 dBm veut dire que le point de croisement se situe à +40 dBm, ce qui correspond à une puissance purement théorique.

Ce qui n’est pas pris en compte dans les tests de sherwood

• La largeur de bande instantanée (Flux IQ) : La capacité du récepteur à afficher et traiter simultanément un large bloc de spectre (ex: 1 MHz et 30MHz ) ne demande pas la meme capcité de traitement, c’est ce qui fait la différence entre un SDR Direct qui pourra afficher et découper en plage en multi recepteurs et un SDR Hybrid qui ne pourra afficher que ce qui sort de sa fréquence intermédiaire.
• Le taux de rafraîchissement (FPS) du spectre et de la cascade (waterfall) : La fluidité d’affichage de l’écran, critique pour repérer visuellement des signaux furtifs.
• La latence audio de bout en bout (Round-trip Latency) : Le délai de traitement numérique (généralement en millisecondes) induit par les filtres du FPGA entre l’antenne et la sortie du haut-parleur est une spécification trés importante en CW pour break-in et le mode remote.
• Les performances en émission (TX) : il est quand méme interessant de mesurer la propreté spectrale en émission, l’IMD du signal transmis, l’aptitude a corriger les signaux indésirables avec une boucle d’interréaction ou prédistortion, la qualité du traitement de l’enveloppe de modulation pour obtenir 100W en SSB avec simplicité.
• La fatigue audio: qui peut etre un élément tres subjectif, mais dans la pratique certains trés bons recepteurs ont une écoute agressive avec un AGC qui a une mauvaise gestion du bruit, ou des préaccentuations « acide » résultant d’un traitement numérique brut.

Le combat historique de Rob Sherwood

1. Le combat historique : Dans les années 70, Rob Sherwood (NC0B) a clashé les tests officiels de QST car ils ne reflétaient pas la réalité du terrain. Les radios encensées sur le papier s’effondraient en contest.
2. Sa philosophie : Il a imposé l’idée que de superbes chiffres de laboratoire ne valent rien si l’appareil a une mauvaise audio ou une mauvaise gestion du bruit.
3. L’impact : Devenu la référence absolue, il fait trembler les constructeurs (Yaesu, Elecraft, Flex, etc.), les obligeant souvent à corriger leurs firmwares, sans parler du dopage ou tri en amont pour envoyer un produit plus performant, c’est pour cette raison que Rob teste des exemplaires prélevés dans ceux destinés a la vente ou chez ses amis.
4. Le « Yaesu Gate«