Rádiók a mérlegen |
A jövőben többet szeretnénk foglalkozni a tunerrel, ezzel az
(általunk) elhanyagolt műsorforrással. Cikkünk szerzője - az Orion
gyár osztályvezető mérnöke, az Orion tunerek tervezője - az
alábbiakban összefoglalja és értelmezi a rádióvevők legfontosabb
műszaki paramétereit.
*
A rádió mint műsorforrás
A rádió, egyéb funkcióit nem számítva is, kezdettől fogva fóruma
minden olyan művészetnek, amely hallószervünkön át képes hatni
tudatunkra. Igaz, később a televízió megjelenése megváltoztatta a
rádiózási szokásokat és a műsorszerkezetet is. Egy színházi
közvetítés, a kép és a hang együttes élményével természetesen többet
nyújt televízión - a zenei anyagokat azonban élvezhetőbben adja vissza
a rádió.
Ha meggondoljuk, hogy a legtöbb rádióállomás színvonalas saját
zenekarokat foglalkoztat, rendszeresen műsoron tart élvonalbeli hazai
és külföldi együtteseket, gyakran (ha nem is elég gyakran!) helyszíni
közvetítéssel teszi milliók számára hozzáférhetővé egy-egy
hangverseny, ünnepi játék vagy éppen pop-fesztivál élményét, belátjuk,
hogy a hifi szerelmeseinek lemezjátszója és magnója mellett a
rádiókészüléknek is ott van a helye - technikai korlátai ellenére is.
Igen, a rádiónak - mint zenei műsorforrásnak - jelentős technikai
korlátai vannak. Amikor az ultrarövidhullámú (URH) frekvenciasávban
bevezették a frekvenciamodulált (FM) adásrendszert, mindenki
ujjongott. Ugrásszerű volt a javulás a közép- vagy rövidhullámon
használatos amplitúdómodulált (AM) adás minőségéhez képest. Szinte
zajmentes hang, a hallható hangok majdnem teljes tartományát átfogó
sávszélesség és alacsony torzítás jellemezte az új rendszert. Még
nagyobb csodát tett a sztereofónikus átvitel. A rádiózás ezzel
műszakilag is felnőttkorba lépett. A többletinformációnak azonban,
amelyet a kétcsatornás átvitel hozott magával, ára is volt, különösen,
hogy fenn kellett tartani a nagyfrekvenciás-sávszélességet. A
zajmentes sztereó vétel (a monóhoz képest) mintegy tízszeres
antennajelet kíván. Sebaj: javítottak a vevőkészülékek érzékenységén,
növelték az adóállomások effektív kisugárzott teljesítményét, és hogy
egyenletesen "teríthessék" a műsort, örvendetesen megnövelték az
adóállomások számát is... Valóban olyan örvendetes ez? Igen is, meg
nem is. Az persze jó dolog, hogy most már több műsor között lehet
választani, s ezek a műsorok az ország egész területén vehetők - de
most kezdenek jelentkezni az URH-rádiózás árnyoldalai is. A
megnövekedett adóteljesítmény következtében a nagyvárosok
házrengetegében élők azt tapasztalták, hogy az addig szobaantennával
is jól vehető műsorok néhol különféle torzítással jelentkeznek.
E helyzet megvilágítására szemléletes hasonlatot kínál a
televíziózás. Ismeretes, hogy például Budapesten az 1. csatornán
szobaantenna is elég nagy jelet szolgáltat, csakhogy legtöbbször
szellemkép is látható. Ennek az az oka, hogy az antenna nemcsak az
adótól közvetlenül érkező jeleket veszi, hanem a visszaverődéseket is
a környező épületekről és tereptárgyakról. Mivel a rádióhullámok a
visszaverődési útvonalon hosszabb utat tesznek meg, késve érkeznek az
antennához - a szellemkép az eredetihez képest eltolva látható. Az
ilyen többutas ("multipath") vétel az URH-rádiózást sem kíméli, csak
ami a televízióban látható jelenség volt, az a rádiózásban hallható
effektus lesz (1. ábra). Aki ilyen körülmények közt mozgó gépkocsiban,
autórádión URH-állomást hallgat, gyakran tapasztalhatja az ebből eredő
torzítást. Mivel a visszavert jelek helyzete és nagysága gyorsan
változik, a torzítás néha élvezhetetlenné teszi a vételt.
Nagyvárosokban emiatt gyakran tetőantennát kell építeni, hogy
zavartalan legyen a sztereó vétel. Vannak vevőkészülékek, melyekben
különleges "multipath indikátor" jelzi a többutas vételt, így könnyebb
megtalálni a (forgatható) tetőantenna optimális helyzetét, hogy a
lehető legkevesebb legyen a visszavert jel a műsorban.
1. Többutas terjedés
Van egy másik jelentős hátránya is a megnövelt adóteljesítménynek
és annak, hogy több adó sugároz egyszerre. A tetőantenna (amelyre az
alábbi okok miatt szükség van) igen nagy, esetenként 100mV-nál is
nagyobb antennafeszültséget szolgáltat, és ezzel túlvezérli, nem
lineáris működési tartományba kényszeríti a vevőkészülék
bemenőfokozatát. Ily módon a több helyi adó egyidőben bejutó jeléből
különféle kombinációs jelek keletkeznek (2. ábra). Az eredmény:
úgynevezett hamisvételi hely - vagy az, hogy a venni nem kívánt adó
modulációja belehallatszik a bennünket érdeklő adó műsorába. A
hamisvételi helyek nemcsak önmagukban véve zavarók, de egyúttal
megakadályozzák a szóban forgó frekvencián működő távolabbi
adóállomások vételét is. Ebből a szempontból Magyarországon különösen
kedvezőtlen az URH-adók frekvenciakiosztása. Táblázatunkból (jobbra)
látható, hogy a két helyi adó közti legkisebb frekvenciatávolság a
legtöbb esetben nem haladja meg a 800kHz-et. Ráadásul ezek közül a
budapesti és kabhegyi adó effektív kisugárzott teljesítménye egyenként
100kW! A vevőkészülékek bemenőfokozatai nem eléggé szelektívek ahhoz,
hogy "válogatni" tudjanak az ennyire közeli frekvenciák között, és
ezért az egyik adó jelének vételekor a másiké is óhatatlanul bejut a
rádiófrekvenciás bemenőfokozatra.
2. A leginkább zavaró hamisvételi helyek két nagyszintű adó esetén
A Magyar Posta tervei szerint (a nemzetközi egyezményeknek
megfelelően) a hazai URH-rádiózás fokozatosan áttér a 87.5-108MHz-ig
terjedő sáv használatára. Néha már fültanúi is lehetünk Budapesten a
100-104MHz közti sávban folyó adáskísérleteknek. Ezért, és a
szomszédos országok adásainak vétele szempontjából is előnyös, ha a
vevő-készülék mindkét sáv vételére alkalmas.
Szólni kell még arról is, hogy a vevőkészülékek legtöbbje az
URH-sávon kívül középhullámú, esetleg még rövid- és hosszúhullámú
sávokat is tartalmaz. A rádiókészülék hifi-jellege szempontjából
ezeket figyelmen kívül hagyhatnánk, de mint kiegészítő szolgáltatások
hasznosak lehetnek.
A vevőkészülékek minősítésének szempontjai
3a-b. Átviteli lánc lemezjátszáskor és rádiózásban
A lemezjátszó és az erősítő között csak egy szimpla vezeték az
"átviteli lánc" (amint ezt a 3/a ábra mutatja), de még ez is sok baj
forrása lehet. Ha gyenge az árnyékolás, hálózati vagy CB-okozta
zavarok jutnak a műsorba; a szigetelés anyaga nemkívánatos
kapacitásokkal szól bele az átvitelbe - egyes források szerint még a
vezeték anyaga és struktúrája sem közömbös. (lásd sajtószemlénkben a
véget nem érő kábelvarázslást. A szerk.) Mennyivel bonyolultabb ennél
a "rádiós átviteli lánc", amely a stúdió keverőasztalának kimenetétől
a vevőkészülék hangfrekvenciás kimenetéig terjed! Számos komplikált
elektronikus elemet tartalmaz, és ezek közé még az adóantenna és
vevőantenna közti légtér - meteorológiai - változását is
odaszámíthatjuk (3/b ábra). Így aztán a műsorforrás jelének
tisztaságát is sokkal több minden veszélyezteti. Még ha nem veszünk is
figyelembe mást, csupán a készülék antennabemenetétől a
hangfrekvenciás kimenetig terjedő "útvonalat", akkor is nagyszámú
paramétert kell mérlegelés tárgyává tennünk, olyanokat, amelyekről
tudjuk, hogy befolyással vannak az átvitel minőségére - és bizonyára
még nagyon sok olyan is van, amelyről eddig még nem derült ki,
mennyire fontos.
A rádiózás fejlődése során nemzeti és nemzetközi szabványokban
igyekeztek megtalálni és összefoglalni a legfontosabb
készülékjellemzőket. Minthogy azonban a "rádiós átviteli lánc" minden
eleme nagy léptekkel fejlődik, folyvást változtatni kell a minőséget
meghatározó jellemzők súlyozásán! A szabványalkotás egyébként is
hosszadalmas folyamat; napjainkban a legtöbb szabvány kisebb-nagyobb
mértékben elavult. A szabványalkotók általában a rádiózással
kapcsolatos korábbi fogalmakat bővítették ki oly mértékben, amennyire
ezt megítélésük szerint a High Fidelity követelményei indokolták, és a
mérési módszerek rögzítésével igyekeztek egységessé tenni a minősítés
feltételeit. A rádiózás fejlődésének földrajzi és időbeli eltérései az
egyes szabványokban is tükröződnek. Az európai nemzeti
hifi-szabványokhoz az 1950-es évek elején alkotott DIN 45500-as
szabvány adta az alapot. Az Egyesült Államokban az IHF (Institute of
High Fidelity Manufacturers) előírásai a mértékadók. A különféle
szabványok természetesen helyenként eltérően értelmezik az egyes
paramétereket, és a mérési módszereik sem mindenben egyeznek meg. Az
IEC nemzetközi szervezetének keretén belül megpróbáltak olyan
paramétereket és mérési módszereket kidolgozni, illetve egységes
ajánlás keretében közreadni, amelyek révén végre azonos módon lehetne
megítélni a különböző gyárak készülékeit. Erre szükség is lenne, mert
manapság a hazai rádiókon kívül már számos nyugat-európai és
távol-keleti készülék közt is válogathat a magyar vásárló.
A Magyarországon kizárólagos érvényességű MSZ1559-74 számú,
"Rádiókészülék vizsgálati módszerek" c. szabvány IEC- és
KGST-ajánlások figyelembevételével készült, de akár a többi, ez sem
mentes a hiányosságoktól.
A gyártók a készülékhez mellékelt adatlapon tájékoztatják a
vásárlót a készülék legfontosabb tulajdonságairól. Ezek az adatlapok
általában nem térnek ki minden, a szabványokban értelmezett
jellemzőre, s nem tartalmazzák a mérési körülmények leírását. Hazai
készülékekhez a vásárlónak "csupán" az MSZ-előírásokat kellene betéve
tudnia, de ha importárut vesz, akkor még néhány másik ország nemzeti
szabványát is ismernie kellene ahhoz, hogy a készülék minőségét a
paraméterekből megítélhesse...
Ezt az ellentmondásos helyzetet próbálják feloldani a teszteléssel
foglalkozó fórumok: minden készüléket egy általuk összeállított és
ismertetett vizsgálati módszer alapján minősítenek. A mérési
eredményeket a vásárló összevetheti, s maga döntheti el - elvben a
tesztelést végző személyek véleményétől függetlenül -, melyik
készüléket ítéli jobbnak.
Ami a rádiókészülékeket illeti, a tesztek szinte kizárólag a
mérhető paraméterek közlésére szorítkoznak - meghallgatáson alapuló
szubjektív összehasonlító vizsgálatot a műszaki nehézségek miatt csak
kevesen végeznek. Az ilyen vizsgálathoz ugyanis műszerekkel kell
helyettesíteni, szimulálni a 3. ábrán látható "rádiós átviteli
lánc"-nak a vevőkészülék bemenetéig terjedő szakaszát. Megjegyzendő,
hogy a szóban forgó szubjektív teszt (minthogy vezetékes
összeköttetést teremt az adó és a vevő között) nem vonatkozhat a
rádiózásnak a terjedéssel és a vétellel kapcsolatos jellemzőire. Azt
azonban nagyon jól kimutatja, milyen lesz a vevőkészülék hangminősége,
ha a vételi körülmények ideálisak.
Mérések a rádiókészüléken
A következő leírásnak nem célja, hogy részletesen ismertesse az
MSZ1559-74 sz. szabványt - azt szükség esetén bárki megvásárolhatja de
a fogalmak és a mérési módszerek meghatározásához azt veszi alapul.
Ahol szükséges, utalás történik a vonatkozó DIN, IHF vagy IEC
előírásra. A jellemzők csoportosítása önkényes: a hifi-vevőkészülék
iránt támasztott igényeket igyekszik tükrözni. Nem foglalkozik minden,
az MSZ-ben szereplő paraméterrel, viszont tartalmaz néhány olyan, a
szakirodalomból ismert jellemzőt, amely támpontot adhat a készülék
minőségének megítéléséhez. (Végül, s csupán a teljesség kedvéért
néhány fontosabb AM-jellemzővel is foglalkozunk.)
Általános üzemi jellemzők
Hangolási tartomány Magyarország földrajzi adottságai folytán az
ország nagy részén nemcsak a hazai URH-adók, hanem a környező országok
műsorai is vehetők. Ezért, és a Posta már említett tervei miatt is
előnyös, ha a készülék alkalmas mind a 65,8-73MHz-es, mind a
87,5-108MHz-es sáv vételére. A vizsgálat során ezt generátor és
frekvenciamérő segítségével kell ellenőrizni.
Hangolási mód
A forgalomban levő készülékek zöme ma még folyamatosan hangolható,
valamilyen hangoló mechanizmus illetve forgatógomb segítségével. A
behangolást és a skálaleolvasást a mechanizmus áttétele és kivitelének
precizitása határozza meg. A ténylegesen beállított, illetve a skálán
leolvasható frekvencia különbsége a skálapontosság, melynek mértéke az
állomások azonosítása szempontjából nem közömbös. Kényelmesen
kezelhetők a digitális frekvenciamérőt tartalmazó készülékek - ha a
legkisebb kijelzett frekvenciaváltozás 50kHz vagy kisebb. Az ilyen
hangolási rendszereket anológnak nevezik.
Egyre több készüléket látnak el digitális, kvarc PLL szintézeres
hangolórendszerrel. (Külön cikket szentelünk nekik a közeli jövőben. A
szerk.) Ilyenkor csak az a kérdés, hogy mekkora a hangoláskor elérhető
legkisebb frekvenciaváltozás. Ez az érték általában 50 vagy 100kHz,
néhány amerikai készüléken 200kHz - márpedig a magyar URH állomások
frekvenciái úgy helyezkednek el, hogy az elfogadhatóan pontos
állomásra-hangoláshoz legalább 50kHz finomságú felbontás
szükségeltetik!
Akár analóg, akár digitális hangolású a készülék, jól használható
szolgáltatás a programozható memória: egyetlen mozdulattal
előhívhatjuk vele a már beállított frekvenciákat.
Hangolásjelzés
A pontos állomásra-hangolást és a tetőantenna iránybaállítását
segíti elő a középállású mutatós hangolásjelző és a jelszintmérő, vagy
ezek LED-es változata. A hangolásjelző annál jobban használható, minél
kisebb az a frekvenciatartomány, amelyen belül pontos hangolást jelez.
Ennek megfelelően azt kell megmérnünk, mekkora a középállású mutatós
műszer skálájának két legközelebbi jelzéséhez tartozó frekvenciák
különbsége, illetve hogy mekkora frekvenciasávot ölel át az a
kétirányú félrehangolás, amelyet a LED-ek már érzékelni tudnak. A
jelszintmérő indikálási terjedelmét a legkisebb és a legnagyobb
indikálható jelszint viszonyának dB-ben kifejezett értéke adja.
Analóg hangolású készülékeken gyakori, hogy automatikus
frekvenciaszabályozó (AFC) áramkörrel segítik a pontos
állomásontartást. Az AFC minőségét a behúzási és a benntartási
frekvenciatartománnyal jellemezhetjük. Mérésük a következőképpen
történik. Ráhangoljuk a készüléket egy meghatározott frekvenciájú
állomásra, kikapcsoljuk az AFC-t, félrehangolunk (szintén mindig
egy-egy meghatározott frekvenciára), és azt figyeljük, hogy ha
bekapcsoljuk az AFC-t, be tudja-e még húzni a készüléket a szóban
forgó állomásra. A kHz-ben kifejezett legnagyobb frekvenciakülönbség a
behúzási frekvenciatartomány. Hasonlóképpen értelmezzük a benntartási
tartományt is, ilyenkor azt mérjük, hány kHz-cel kell félrehangolni a
készüléket ahhoz, hogy az AFC elveszítse hatásosságát.
Rádiófrekvenciás jellemzők
Ide tartoznak azok a rádiózással kapcsolatos jellemzők, amelyek a
készülék hangfrekvenciás kimenetén megjelenő műsorjel minőségének
meghatározott mértékéhez tartoznak. (Ilyenek a jel-zaj arány, a
torzítások stb.)
Érzékenységek
4. FM-vevőkészülékek érzékenységének definíciója a különböző
szabványok szerint
Különféle értelmezésüket (MSZ, DIN, IHF és IEC) a 4. ábra
szemlélteti. Mint látjuk, az eltérő módon definiált érzékenységi
adatok mérőszáma ugyancsak eltérő. Számunkra az MSZ előírásai a
kötelezők, tekintsük át ezeket.
Zajjal korlátozott érzékenység
Az MSZ szerint egyéb előírás hiányában ez az érzékenység a
hangfrekvenciás kimeneten mérhető 26dB-es jel-zaj arányhoz tartozó
érték. A nagyfrekvenciás jelforrás modulációja 30%-os, a moduláló
frekvencia 1kHz. A zajfeszültséget egy 300Hz-15kHz-ig áteresztő szűrőn
át kell mérni. Az érzékenység mérőszámát dBV-ban,
dBV/m-ben vagy dBmW-ban lehet megadni.
A DIN 45500 Blatt2 szerint a mérést monóban-szetereóban egyaránt
40kHz-es lökettel kell végezni, és az érzékenységi adatot monóban
26dB, sztereóban 46dB jel-zaj arányhoz kell rendelni.
Az IHF szerint "használható érzékenység"-nek (Usable Sensitivity)
nevezett adat 50dB-es jel-zaj arányra vonatkozik, 400Hz-es moduláló
frekvenciával és 75kHz-es lökettel. Az érzékenység mérőszáma: 300
ohmos belső ellenállású generátor kimenőfeszültsége µV-ban 300 ohmos
terhelésen.
Az IEC ajánlása szerint a zajhatárolt érzékenység maximális
rendszerlökettel mérve (Európában ez 50kHz, Amerikában és Japánban
75kHz) 30dB-es jel-zaj arányra vonatkozik; mérőszámát
dBmW-ban kell megadni.
Láthatóan "teljes az összhang"! Az európai tesztelő intézmények
általában a DIN 45500 szerint vizsgálnak, s az érzékenység mérőszámát
dBfW-ban adják meg. (Ez az a nagyfrekvenciás teljesítmény,
amit illesztett lezárás esetén juttat a generátor a vevőkészülék
antennabemenetére. A könnyebb tájékozódás kedvéért:
1fW=10-15W, ami megfelel 0,2739µV-nak 75 ohmos antenna,
impedancián. Az utóbbi adat is igen fontos, mivel például 300 ohmos
antenna-impedancián már 0,5478µVos feszültséget jelent, tehát a
feszültségben megadott érzékenységi adatokat csak az
antennaimpedanciák ismeretében lehet összehasonlítani!
Határolási küszübszint (Limitérzékenység)
Az a bemenő nagyfrekvenciás jelszint, amelynél a hangfrekvenciás
kimenőjel 3dB-lel lesz kisebb, mint ha az (azonos modulációjú) bemenő
jelszint -40dBmW volna. A moduláló frekvencia 1kHz, a löket
40kHz.
Sztereó átkapcsolási bemenőszint
Az a bemenő nagyfrekvenciás jelszint, amelynél a készülék
automatikusan sztereó vételre vált. Jó, ha ez akkora bemenőjelnél
következik be, amikor (40kHz-es löketre) a jelzaj arány meghaladja a
40dB-es értéket a sztereó csatornákban. Lényeges, hogy az átkapcsoló
automatika hiszterézissel rendelkezzen, ugyanis előfordulhat, hogy a
bemenőjel szintje az átkapcsolási szint közelében ingadozik, és
ilyenkor a folytonos átkapcsolás zavarni fogja a vételt.
Szelektivitások
A szelektivitás a vevőkészüléknek azt a képességét fejezi ki, hogy
nemkívánatos zavaró jelek jelenlétében mennyire tudja zavarmentesen
kiválasztani a venni kívánt jelet. Az MSZ szerint "A vevőkészülék
működési frekvenciája melletti nem kívánt jel frekvenciájára vonatkozó
szelektivitást a nem kívánt jel olyan bemenőszintjével fejezzük ki,
amely 30dB-lel kisebb kimenőteljesítményt eredményez, mint a kívánt
jel, ha mindkét jel modulációja azonos mértékű." Mérőszáma: a nem
kívánt és a vett jel nagyságának viszonyszáma dB-ben kifejezve. A
méréseknél két jelgenerátort egy megfelelő illesztőhálózaton keresztül
egyidejűleg kapcsolunk a vevőkészülék bemenetére. Ezt a módszert
kétjeles mérési módszernek, az így mért szelektivitást kétjeles
szelektivitásnak is nevezik A nagyfrekvenciás jelforrásokat 1kHz-es
jellel 30%-ra modulálják. A venni kívánt jel szintje akkora, hogy a
hozzá tartozó hangfrekvenciás kimenőjelnél 30dB-lel kisebb jel még
zavarmentesen mérhető legyen. A zavaró jeleknek ±150, 300, 600,
900kHz-cel kell eltérniük a működési frekvenciától. Az eredményeket
diagramon lehet bemutatni, az 5. ábrának megfelelően. Az ábráról
leolvasható frekvenciakülönbség mely a szelektivitásgörbe 3dB-es
pontjaihoz tartozik - a készülék sávszélességét adja.
Kétjeles szelektivitásgörbe
Azonos frekvenciás zavararány
A szelektivitás értelmezésének speciális esete, amikor a venni
kívánt és a zavaró jel frekvenciája pontosan megegyezik. A mérési
elrendezés ugyanolyan, mint az előző esetben. A zavaró jel modulációja
400Hz, a löket 50kHz. A jelszint -60dBmW. A venni kívánt,
modulálatlan jel szintjét 0-ról indulva addig növeljük, míg a zavaró
jelnek megfelelő hangfrekvenciás kimenőszint 1dB-lel nem csökken. A
venni kívánt jelnek ezt a szintjét feljegyezzük. Utána tovább
növeljük, addig, amíg a zavaró jel által keltett hangfrekvenciás
kimenőjel éppen 30 decibellel esik eredeti értéke alá. Ezt a
jelszintet is feljegyezzük. A két feljegyzett szint viszonyát dB-re
átszámítva és 2-vel elosztva megkapjuk a vevőkészülék 30dB
zavarelnyomáshoz tartozó, azonos frekvenciás szelektivitását.
Középfrekvenciás zavararány
Mivel minden készülék a középfrekvenciás erősítőfokozatban
koncentrálja erősítésének nagy részét, ezen a frekvencián meglehetősen
nagy jelszinteket kell "kezelniük". A középfrekvenciás zavararány azt
mutatja ki, mennyire védett a rádiónk a sugárzás útján kijutó és az
antennabemenetre kerülő középfrekvenciás jelek által okozott zavarok
ellen. Mérésekor először a venni kívánt jelet kapcsoljuk a készülék
antennabemenetére, olyan szinten, amelyen még nem működnek a készülék
szintszabályozó vagy határoló fokozatai. A moduláció 1kHz-es, a löket
30%-os. Feljegyezzük a hangfrekvenciás kimeneten mérhető jelszintet.
Ezután ugyanilyen modulációval a készülék középfrekvenciájának
megfelelő frekvencián (általában 10,7MHz-en) adunk jelet az
antennabemenetre, s addig növeljük a szintjét, míg a hangfrekvenciás
kimeneten ismét az előző alkalommal feljegyzett szint lesz mérhető. Az
ehhez tartozó középfrekvenciás bemenőjelszint és a vett jel szintjének
viszonya (dB-ben) adja a középfrekvenciás zavararányt. A zavaró
jelforrást a középfrekvencia környezetében a legrosszobb eredményt adó
frekvenciára kell állítani. Az eredményt 1kHz-es szűrővel célszerű
kiértékelni.
Tükörfrekvenciás zavararány
Ugyanúgy mérik, mint a középfrekvenciás zavararányt, csak a zavaró
jelforrás frekvenciája most nem a közép-, hanem a tükörfrekvencia. (A
tükörfrekvenciát úgy kapjuk meg. hogy a venni kívánt jel
frekvenciájához hozzáadjuk - vagy levonjuk belőle - a középfrekvencia
kétszeresét, attól függően, hogy a készülékben használatos keverési
mód felső vagy alsó keverés.)
Nonlinearitások
A vevőkészülék bemenő fokozatától elvárjuk, hogy kellő mértékben
érzékeny legyen, azaz igen kicsi antennajelek esetében is zavarmentes
vételt biztosítson. Ez a fokozat tehát kisjelű működésének megfelelő,
alacsony zajszintű beállításban dolgozik. Előfordul azonban, hogy a
távolsági vételhez használt antenna a helyi adók nagy teljesítménye
következtében 100mV körüli vagy még nagyobb jeleket is szolgáltat.
Ekkora jelekre a bemenőfokozat - a túlvezérelt erősítőkhöz hasonlóan -
különféle torzításokat produkál. Ezek közül legjelentősebbek a másod-
és harmadrendű torzítási termékek. A nagyjelű adók frekvenciáinak
közelében hamisvételi helyek keletkeznek: ezeken a frekvenciákon nincs
adóállomás, mégis van vétel. Az ilyen hamisvételi hely arról ismerhető
fel, hogy egyidejűleg két vagy több adó műsora is hallható. Ehhez
egyidejűleg legalább két nagyszintű jelnek kell a bemenetre jutnia (2.
ábra). Az ilyenkor kikeveredő hamisjelek a készülék minőségétől
függően 50, 60, esetleg 70 decibellel kisebbek, mint a két nagy jel
szintje. Ha az utóbbi például 1mV és a kikeveredő hamisjelek szintje
60 decibellel kisebb (1µV), ez már jól vehető lesz egy 1µV-os vevővel,
viszont még egyáltalán nem hallható, ha a vevő érzékenysége csupán
5µV. (Természetesen 5µV-os jelek esetén már ezen a készüléken is
hallható lesz a hamisjel.) Az érzékenységromlás mértékében
megnövekszik az a küszöbszint, amelyen már hamisvétel keletkezne. Sok
készüléken ezért helyi vétel/távolsági vétel átkapcsolót alkalmaznak,
ami nem más, mint az antenna és a készülék közé beiktatott csillapító.
Helyi vételkor zavaró lenne a hamisvétel, de nincs jelentősége az
érzékenységnek. Távolsági vételkor természetesen az érzékenység a
fontosabb.
Rádiófrekvenciás dinamika
Hogy a különböző érzékenységű készülékek hamisvételi "készségét"
összehasonlíthassuk, célszerű bevezetni a "Rádiófrekvenciás dinamika"
fogalmát. Ez olyan két, megegyező szintű, adott frekvenciatávolságú
jel értéke lenne (a készülék zajhatárolt érzékenységéhez viszonyítva
és dB-ben kifejezve), amelyeket ha egyidejűleg az antennabemenetre
adunk, a hamisjel éppen eléri a zajhatárolt érzékenység szintjét. A
magyar adók frekvenciakiosztására való tekintettel célszerű 800kHz
frekvenciakülönbséget alkalmazni. A mérési elrendezés a 6. ábrán
látható. A jelforrások egyike modulálatlan, a másiknak a modulációja
(mint a zajhatárolt érzékenység mérésekor) 30%-os, frekvenciája 1kHz.
A mérendő készüléket a hamisjel frekvenciájára hangoljuk, és most
addig kell azonos mértékben növelni a két jelforrás szintjét, míg a
jel-zaj arány (amely a kikeveredő hamisjelből származó hangfrekvenciás
kimenőjel és a modulált generátor modulációját kikapcsolva mérhető zaj
viszonya) éppen 26dB nem lesz. Ha ezt a jelszintet a készüléknek a
hamisvételi frekvencián mérhető zajhatárolt érzékenységéhez
viszonyítjuk és dB-ben fejezzük ki, megkapjuk az előzőkben
meghatározott "rádiófrekvenciás dinamikát". (Ez a fogalom és mérési
módszer nem szerepel az MSZ előírásai közt: nyugatnémet szaklapok
publikálnak hasonló méréseket. Ez a paraméter azonban különösen fontos
lehet a hazai viszonyok között - gondoljunk a helyi adók
frekvenciájának közelségére!)
Nagyjel-szelektivitás
Egyetlen, az URH sávban sugárzó adó is lehetetlenné teheti a
vételt az egész sávban vagy legalább annak néhány diszkrét helyén, ha
az adó jelszintje elég nagy, vagy a vevő minősége kifogásolható.
Valamely konkrét frekvencián sugárzó adót normális esetben csak
egyetlen frekvencián "foghatunk": ott, ahol az adó sugároz. De ha a
jelszint a 100mV-ot is eléri, ennek az adónak a modulációját a
gyengébb minőségű készülékek több ponton is venni fogják, a sáv más
részein pedig erős zaj vagy csipogó hang lesz hallható (7. ábra).
Kérdés, mennyire képes a rádióvevőnk válogatni: szelektálni.
7. Közepes minőségű vevőkészülék nagyjel-szelektivitása
A méréshez két generátor kell. A "zavaró adót" végighangoljuk a
teljes vételi sávban, szintje 240 (300) ohmos antennaimpedancián
100mV, modulációja 1kHz-es jellel 40kHz löket. A másik generátor
jelszintje ugyanezen impedancián 5µV, és modulálatlan. Frekvenciája
megegyezik a vevőkészülék vételi frekvenciájával valahol a vételi sáv
közepén. A hangfrekvenciás kimenőfeszültséget folyamatos görbén
ábrázoljuk, a hangolási frekvencia függvényében. Ez a mérés sem
szerepel az MSZ előírásaiban.
Sztatikus amplitúdómoduláció-elnyomás arány
A készüléknek azt a tulajdonságát fejezi ki, hogy milyen mértékben
képes elnyomni az amplitúdómodulált nagyfrekvenciás jelek által
keltett zavarokat.
Az antennabemenetre -60dBmW szintű, 1kHz-cel 30%-ban
frekvenciamodulált jelet adunk. A készüléket a bemenőjel
frekvenciájára hangoljuk, és feljegyezzük a kimenő hangfrekvenciás
jelszintet. Ezután a jel modulációját 30%-os amplitúdó-modulációra
változtatva, az ehhez tartozó hangfrekvenciás kimenőszintet is
feljegyezzük. A két feljegyzett érték viszonya (dB-ben kifejezve) a
sztatikus amplitúdómoduláció-elnyomás. A mérést meg kell ismételni
50kHz-cel kisebb és ugyanennyivel nagyobb frekvencián is.
Hangfrekvenciás jellemzők
A készülék minősítése szempontjából alapvető jellemzők. Azt
árulják el, hogy ideális vételi körülmények között mire képes
egyáltalán a készülékünk; hogy az általa szolgáltatott hangfrekvenciás
műsorjelnek melyek a minőségi korlátai.
Átviteli sáv
A stúdiórendszerek "hivatalos" hangfrekvenciás tartománya
Európában 30Hz-től 15kHz-ig terjed. A vevőkészülék jónak mondható, ha
ezt a tartományt a lehető legkisebb ingadozással viszi át. A
gyakorlatban általában nem az átvitel egyenetlenségét, hanem a -3
decibeles pontokat adják meg. A DIN megállapít egy tűrésmezőt, ez 40
és 50Hz között, valamint 6300 és 12500Hz között ±3dB, SO és 6300Hz
között ±1,5dB ingadozást enged meg bizony, igen laza előírás! Ennél
sokkal kisebb különbségeket is jól meg lehet hallani! Tudni kell, hogy
az európai FM-műsorszórásban szabványosított 50µs-os adóoldali
előkiemelés, ill. vevőoldali utókiegyenlítés pontatlansága hasonló
dolgokat eredményez, mint a hanglemezműsorban a RIAA-korrekcióé.
Különösen durva hibát okoz, ha amerikai vagy japán felhasználásra
gyártott, az ottani szabványnak megfelelő 75µs-os utókiegyenlítésű
készüléket próbálunk a hazai adók vételére használni: a magas hangok
erőteljesen csökkenni fognak. Ha a tunerünkön kapcsolóval állítható az
utókiegyenlítés időállandója, ne mulasszuk el azt 50µs-ra beállítani.
A hangfrekvenciás átvitel mérésekor az adót képviselő
nagyfrekvenciás generátort sztereó kóderen keresztül moduláljuk,
bekapcsolt előkiemeléssel. A modulációs löket nagyságát úgy kell
megválasztani, hogy az az átviteli sáv felső végén se haladja meg a
40kHz-et. Ezután a készülék hangfrekvenciás kimenetére kapcsolt
szintíróval vagy más alkalmas módon felrajzoljuk a készülék átviteli
görbéjét a hangfrekvenciás jelforrás frekvenciájának függvényében (bal
és jobb csatorna, külön-külön). A nagyfrekvenciás bemenőjelszint
-46dBV, a moduláció 30%-os. A hangfrekvenciás kimenőjelet a
magnó, ill. erősítő csatlakoztatására szolgáló kimeneten kell mérni.
Jel-zaj arány
A "rádiós átviteli lánc"-ban az adóantenna és vevőantenna közti
légtér az átvinni kívánt jelekhez hozzáteszi saját "produktumát" is.
Gondoljunk a légköri elektromosságból adódó rádiós zajokra, vagy a
Napból eredő rádiós zajsugárzásra. Ez a hatás attól függően jelentős
vagy elenyésző, hogy mekkora az antenna által felvett "háttérzaj ", az
adóból a vevőantennára jutó jelhez képest. A rádiós átvitel - az
antennára jutó jel szintjétől függően - kisebb-nagyobb mértékben
megközelíti az adót moduláló hangfrekvenciás csatorna jelzaj
távolságát, de mindig hozzáteszi saját zajproduktumát is. A készülék
kimenetén mérhető jel-zaj arány alakulását a 4. ábra szemlélteti. Az
ábrán három, eltérő jellegű szakasz különböztethető meg. Az első
szakaszban a bemenő jel növelésével a zaj rohamosan csökken. Mértékét
az FM moduláció jellemzői határozzák meg. A második szakaszban
körülbelül olyan mértékben csökken a zaj, amilyen mértékben emelkedik
a jelszint. A harmadik szakaszban a zajszint állandó, független a
jelszinttől - ezt az értéket a készülékben használt alkatrészek
minősége és a konstrukciós elvek határozzák meg, nagysága tehát a
készülék minőségére jellemző. Ennél a mérésnél egy 300Hz-15kHz-ig
áteresztő szűrő alkalmazásával elnyomják a készülék hangfrekvenciás
csatornájába jutó idegen eredetű jeleket (pl. a hálózati brummot). Az
MSZ értelmében a hangfrekvenciás feszültséget a vivő (30%-os)
modulációjával, illetve moduláció nélkül kell megmérni, különböző
bemenőjelszinteken. A mérést a magnócsatlakozáson (vagy
erősítőkimeneten) kell elvégezni. A modulációval, illetve anélkül mért
értékek aránya dB-ben kifejezve a jel-zaj arány, ezt folyamatos görbén
is ábrázolhatjuk. A DIN szabvány 40, az IHF pedig 75kHz-es löket
mellett méri ugyanezt. Külön is megadják a DIN szerint ia
-60dBmW-os bemenőjelhez tartozó értéket, az IHF szerint
pedig azt a bemenőszintet kell megadni, amelyen a jel-zaj arány 50dB
(Usable Sensitivity) és amelyen a készülék eléri a legnagyobb jel-zaj
arányt (Ultimate S/N). A módszerek tehát eltérők; a paraméterek mit
sem mondanak önmagukban, ha nem ismerjük a mérési körülményeket.
A jellemzőket (mindkét csatorna azonos modulációjával) monó
üzemmódra és (egy-egy csatorna modulációjával) sztereó üzemmódra is
meg kell adni. Abban az esetben, ha az eredmény kiértékelésekor nem
használunk 300Hz-15kHz-es szűrőt a hangfrekvenciás kimeneten, a
jelidegenfeszültség arányt kapjuk. Sztereó üzemmódban a kimeneten
sávszűrővel ki kell szűrni a pilotjelet. A jel-idegenfeszültség arányt
-60dBmW szintű bemenőjelhez kell rendelni.
Áthallási csillapítás
Most értelemszerűen azt vizsgáljuk, hogy ha szabványos sztereó
modulációjú nagyfrekvenciás jelet kapcsolunk a készülékre, akkor az
egyik csatorna információjából mennyi jut át a másik csatorna
hangfrekvenciás kimenetére. A nagyfrekvenciás bemenőjel szintje
-60dBmW a modulációs löket 50kHz. (Ennek pilotjeltartalma
8-10%.) Mindkét csatorna modulációja azonos, 1kHz-es jel. A
kiértékelést szelektív voltmérővel végezzük a készülék hangfrekvenciás
kimenetén. Ha a mérés tárgyát képező csatornában a modulációt
megszüntetjük, a mérhető maradék jel az áthallásból származik. A két
jelszint aránya dB-ben kifejezve az áthallási csillapítás értéke
1kHz-en. A mérést mindkét csatornán el kell végezni, és a vizsgálatot
ki lehet terjeszteni a teljes hangfrekvenciás sávra. Ilyenkor (az
előkiemelés miatt) a modulációs szintet úgy kell megválasztani, hogy a
löket a legmagasabb moduláló frekvencián se haladja meg az 50kHz-es
értéket. Az eredményt diagramon kell megadni (8. ábra).
8. Áthallási csillapítás görbéje
Lineáris torzítás
FM-jel átvitelekor valójában a modulációkor keletkező spektrum
egészét kellene a demodulátorig átvinni és feldolgozni. Ez azonban nem
lehetséges, mert egy-egy adóállomás csak korlátozott sávszélességet
kap az URH-sávban. A teljes spektrum egy részét már maga az adóállomás
sem sugározza ki, más része nem jut keresztül a vevőkészülék
szelektivitását biztosító középfrekvenciás szűrőkön. A demodulált jel
tehát mindenképpen különbözni fog a moduláló jeltől, és ezt a
csatornák közti áthallásban és torzításban egyaránt érezni fogjuk. A
torzításhoz ezenfelül hozzáadódik a készülék hangfrekvenciás
fokozatainak torzítása is, és mindezt befolyásolni fogja még a
nagyfrekvenciás bemenőjel szintje és az állomásra-hangolás pontossága.
(Gondoljuk meg: a leginkább használatos, 50 kHz-es lépésekben
hangolható szintézeres vevőkészülékkel hazai viszonyok közt nem
hangolhatunk pontosan állomásra - az adók frekvenciakiosztása miatt.)
9. Torzítás az elhangolás függvényében
A 9. ábra egy tipikus jelleggörbét mutat.
Az IHF a torzítást (75kHz-es lökettel) a bemenőjel és a moduláló
frekvencia függvényében is méri, s ez utóbbiak között külön kiemeli a
100Hz-es, 1kHz-es és 10kHz-es értéket. A DIN csupán az 1kHz-en mérhető
torzítást definiálja 40kHz-es löket és -60dBmW antennajel
esetére. Monó torzítás mérésekor mindkét csatorna modulációja azonos,
sztereó mérésekor csak az egyik csatorna modulált.
Az MSZ a harmonikus torzítást 30, valamint 80%-os modulációs
mélység esetére értelmezi (1kHz-es moduláló frekvencia,
-46dBV antennafeszültség; az antennaimpedancia 240 ohm).
Nemlineáris torzítás
Elsősorban intermodulációs eredetű torzításokról van szó.
Számottevő forrásuk a dekóder-fokozatban meglehetősen nagy szinten
jelenlévő pilotjel. Ebből és a moduláló frekvenciából összegjelek és
különbségi frekvenciák keverednek ki, s ezeknek egy része - a moduláló
frekvenciától függően - a hallható tartományba esik. Ezt a torzítási
fajtát pilottorzításnak is nevezik. Egy tipikus jelleggörbét a 10.
ábrán láthatunk. Az MSZ nem értelmezi ezt a torzításfajtát.
10. Torzítás a moduláló frekvencia függvényében
Idegen jelek
A kétcsatornás átvitel rendszeréből adódik, hogy a hangfrekvenciás
kimeneten megjelennek a 19kHz-es pilotjel és a 38kHz-es segédvivő
maradékjelei. Ha ezek szintje túlságosan nagy, intermodulációt okozhat
az erősítőben, vagy felvételkor a magnóban. Elnyomásukról általában
szűrőkkel gondoskodnak.
Pilotjel-elnyomás
Mérésekor a hangfrekvenciás kimeneten megjelenő pilotjelnek a
hasznos jelhez viszonyított értékét vizsgáljuk. A készülék
antennabemenetére -60dBmW szintű nagyfrekvenciás jelet
kapcsolunk, melynek modulációja sztereó multiplex jel. A moduláló
frekvencia 1kHz, az összlöket 50kHz. A két hangfrekvenciás csatorna
modulációja azonos. A készülék hangfrekvenciás kimenetét szelektív
voltmérővel vizsgáljuk. Az 1kHz-en és 19kHz-en mérhető jelszintek
viszonya dB-ben kifejezve adja a pilotjel-elnyomás értékét.
Segédvivő-elnyomás
(Mint az előbb - csak most értelemszerűen az 1kHz-es és 38kHz-es
jelszinteket kell egymáshoz viszonyítani.)
Az AM-sávok mérése
Mint arról már korábban szó volt, a készülékek AM sávjait
többlet-szolgáltatásnak kell tekinteni; a High Fidelity szempontjából
ezek érdektelenek. Mérésükről tehát inkább csak címszavakban:
Hangolási tartomány. A rádiókészülékek általában a középhullámú
sávot tartalmazzák, de némelyikükben rövid- vagy hosszúhullámú sáv is
van. Ellenőrizni kell, hogy hangolni tudunk-e a teljes specifikált
sávban. Szintézeres hangolású FM-vevőkészülékekben általában az AM-sáv
is szintézeres hangolású. A frekvencialépés középhullámon 9kHz,
rövidhullámon 10kHz, az adók frekvenciakiosztásának megfelelően. A
frekvenciakijelzés digitális és meglehetősen pontos. Analóg hangolású
készülékekben általában hagyományos skálát alkalmaznak, ilyenkor a
skálapontosságot is vizsgálni kell.
Zajhatárolt érzékenység. Egyéb előírás hiányában a 26dB-es
kimeneti jel-zaj arányhoz tartozó érték, 1kHz-es moduláló
frekvenciához és 30%-os modulációs mélységhez rendelve.
Szelektivitás. A névleges vételi frekvencián és attól ±9kHz-re
elhangolt generátorral mérhető érzékenység átlagértéke, dB-ben
kifejezve. A mérést 1kHz-es moduláló-jellel, 30%-os modulációval
végzik.
Tükör- és középfrekvenciás zavararány. A névleges vételi
frekvencián mérhető érzékenység és a tükör-, illetve középfrekvencián
mérhető érzékenység viszonya, dB-be kifejezve. A mérés az előző
pontban leírtak szerint történik, de a generátort értelemszerűen
±9kHz-es elhangolás helyett a tükör-, ill. középfrekvenciára
hangoljuk.
Frekvenciaátviteli jelleggörbe. A rádiókészülékek hangfrekvenciás
átvitele az antennabemenettől a magnócsatlakozóig (ill.
erősítőkimenetéig). A nagyfrekvenciás jelszint az antennán
-46dBV, illetve -46dBV/m (keret- vagy
ferritantennáról). A modulációs mélység 30%.
Jel-zaj arány. A nagyfrekvenciás bemenőjel szintjének függvényében
a készülék hangfrekvenciás kimenetén mérhető jelszint és a
modulálatlan vivőhöz tartozó zajszint viszonya, dB-ben kifejezve.
(Mérőjel: 1kHz, moduláció: 30%.)
Harmonikus torzítás. A -46dBV, ill. -46dBV/m
szintű nagyfrekvenciás jel 1kHz-es jellel való 30%-os és 80%-os
modulációja nyomán mérhető torzítás a hangfrekvenciás kimeneten.
Az AM-jellemzők mérésekor a generátort minden esetben egy
szabványos műantennán keresztül kell az antennabementre
csatlakoztatni.
Pethes István