Methode de test de l'IMD

[VE2LH Sylvain]

Bonjour,

Je vais reprendre les arguments de Jacques mais en essayant de les simplifier.

Effectivement, plus la tension d'alimentation est faible plus le courant sera élevé afin de fournir la puissance nécessaire. Cela implique des impédances au transistor très faible ( 1 ohm). Donc plus grand est le courant plus faible est l'impédance à transformer. Le hic est le facteur de qualité du circuit d'adaptation pour passer  d'une si basse impédance à 50 ohms.

Plus le facteur de qualité est élevée (courant élevé), plus il est difficile de réaliser l'adaptation optimale sur une bande de fréquences étendue. Si on veut y arriver, cela nécessite de commuter des circuits d'adaptation pour chacune des bandes. On peut aussi rendre plus complexe la polarisation des transitors. Les manufacturiers soucieux du rapport coût des appareils  évitent ce type de solution.

Alors, Louis a raison, une tension d'alimentation plus élevée fera en sorte que la linéarité s'en trouvera meilleure car le facteur de qualité sera moindre. La performance du circuit sera plus optimale.

Les manufacturiers ont plusieurs avenues pour améliorer la linéarité de leur amplificateur:
- Utiliser des transistors de 28 ou 48 V ($$). Cela implique introduire un survolteur ($$)
- Utiliser des circuits d'adaptation commutés afin d'optimiser la linéarité ($$)


Le KPA500 n'est pas pire ou mieux qu'un autre PA de 100 watts. Tout ce que je prétends c'est que Elecraft (et tous les autres ...) pourrait faire mieux* ... mais ça coûterait plus cher. Je le répète: les radio-amateurs ne sont pas assez sensibles à ce type de performance pour influencer les cahiers des charges des manufacturiers. 
Voilà l'essentiel de mon propos.

73

Sylvain
* Faire mieux en IMD3 mais surtout IMD5, IMD7, IMD9 .....

[VE2PID Pierre]

Faire mieux en IMD3 mais surtout IMD5, IMD7, IMD9 .....

Bon matin !

Je ne nommerai pas de noms... Mais certains intervenants nous disent qu'en RA, ce que l'on retrouve comme performances côté PA/TX/IMD, 'c'est pas les gros chars'... Ça sous entend donc que ces personnes ont des comparatifs qui leur permettent de faire ces commentaires et constats.

Alors je répète une question que je posais au début de ce fil mais pour laquelle je n'ai toujours pas eu de réponse:  Quelle fourchette de valeurs d'IMD en TX constituerait une plage décente de qualité ?

Je la reformule donc en espérant que l'on me réponde: Pourriez vous me citer des PA commerciaux, ou en radioamateur, peu importe, qui vous permettent de dire à quoi on peut s'attendre comme 'top performances' ? Je voudrais les marques, modèles, les valeurs d'IMDs d'ordres impairs et les références web pertinentes.

S'il vous plait, please, por favor, répondez à ma question, précisions incluses !! À défaut de, pour moi, on nage en pleine spéculations et/ou affirmations gratuites.
----
Une fois ces renseignements connus, on assistera probablement comme ça se produit souvent sur RA... à une critique des méthodes de mesures utilisées (notamment celles de l'ARRL). Alors, en prévision... re-please, nous donner aussi la manière utilisée pour arriver à ces valeurs.

[VA2JOT Jacques]

Je ne nommerai pas de noms... Mais certains intervenants nous disent qu'en RA, ce que l'on retrouve comme performances côté PA/TX/IMD, 'c'est pas les gros chars'... Ça sous entend donc que ces personnes ont des comparatifs qui leur permettent de faire ces commentaires et constats.

J'ai soutenu dans un post anterieur pourquoi les normes commerciales d'IMD n'etaient pas suffisantes. N'est-ce la un point de depart?

J'ai pris la peine d'expliquer la raison pour laquelle je ne croyais pas que les limites d'IMD imposes par le FCC aux commerciaux en HF/BLU n'etaient pas assez exigeantes pour la radio amateur a cause de la politique d'attribution des canaux qui fait en sorte que dans le commercial, deux stations en dedans de la meme zone de couverture n'occcuperont jamais des canaux adjacents contrairement a la radio amateur. Ta relance ne tient aucunement compte de ces faits.

Ce qui me porte a croire une des eventualities suivantes:
1) Tu n'as pas lu au complet mon post
2) Tu n'as pas saisi tous les tenants et aboutissants de mes propos
3) T'as des raisons de croire que mon argumentation ne tient pas la route concernant le besoin de normes plus serrees afin de proteger les canaux adjacents

Si on veut etre logique et s'il faut absolument en avoir, ne crois-tu pas que les limites d'IMD en RA devraient etre plus exigeantes que celles de la radio commerciale compte-tenu du fait que nous ne jouissons pas de la meme protection des canaux adjacents?

Je t'ai offert un point de reference solide (les limites minimales d'IMD en service commercial) et des raisons defendables du pourquoi qu'on aurait besoin de faire mieux en RA.

...

[VE2LH Sylvain]

Bonjour Pierre,
Ta question est bien légitime.

Bon je suis encore au boulot... je vais faire vite ... pour un exemple de design linéaire, il y a lieu de vérifier la performance du FT-1000 lorsque celui-ci est mis en mode 'high linearity'.
C'est un PA de 200 W PEP. En mode linéaire il est mentionné une puissance de sortie de 75W avec des IMD5 de -80 dBc. Je n'ai cependant pas encore trouvé de résultats expérimentaux.

Voilà un exemple d'un amplificateur linéaire.  Ça prends plus de courant, sur-dimensionné (200W), certainement plus cher ... mais plus linéaire.

Bonne soirée,

Sylvain

[VE2PID Pierre]

IMD5 de -80 dBc.

Merci Sylvain. Pour les IMD3 du FT-1000, l'ARRL donne un -36 dBc. à 25 W de crête.

Pour les IMD5 cependant, l'analyse de l'ARRL donne des valeurs plus modestes. Comme le fait voir le graphique que j'ajoute en bas de ce message (QST août 2002), en regardant attentivement, on peut déduire que les IMD5 sont à environ -58 dBc. Je ne vois pas si l'analyse a été faite en high linearity.

À 100 W les résultats sont moins bons: IMD3 -31 dBc et IMD5 environ -44 dBc.

(En ce qui me concerne, on aura compris qu'il ne s'agit pas de faire de la polémique ici.. mais simplement de voir des comparatifs... )
...

[VA2AM Rejean]

Pour Ftdx5000 avec ARRL
IMD                   3rd    5th    7th    9th
100w                -31   -48    -46    -47 dB
Classe A 75w   -43   -64    -68    -72  dB

Evidemment il reste les variables en SSB avec gain microphone, compression si utilisée et calibration audio versus bande passante. En CW la pente (Rising time) en msec. pour la puissance maximale
Cela devrait faire parti des cours en radio amateur.

[VA2JOT Jacques]

(En ce qui me concerne, on aura compris qu'il ne s'agit pas de faire de la polémique ici.. mais simplement de voir des comparatifs... )

Pierre, la polemique vient de celui qui ne veut pas voir.

Les chiffres du FT1000 MP prouvent que ce n'est pas exagere de rechercher une radio avec la possiblite en classe A (75W SELON LE MANUEL DE SERVICE) de servir d'exciter en presentant au lineaire un signal super propre @ IMD3 de -50dBc.

En passant, le Collins KWM-2 construit de 1959 a 1985 a 26,000 exemplaires faisait -47dBc selon la methode de l'ARRL.

Alors, ca relegue les radios a IMD de -30dBc ou pire dans quelle categorie d'apres toi? Moi je me suis deja prononce; Cheap, bas de gamme pas recommendable comme exciter.

Salut,

[VE2PID Pierre]

KWM-2 construit de 1959 a 1985 a 26,000 exemplaires faisait -47dBc selon la methode de l'ARRL.

Moi je lis ( http://www.radioing.com/collins/tr01.html )

HARMONIC AND OTHER SPURIOUS RADIATION:
Carrier suppression -50 db; unwanted sideband -50 db; oscillator feed-through and/or mixer products -50 db except -40 db at 3500 kHz. Second harmonic -40 db. Third order distortion -30 db.

?

[VE2LH Sylvain]

Bonjour,

Merci pour les résultats des modes 'normaux' et 'high linearity'!!  Il est évident par ces chiffres qu'utiliser ces amplificateurs en deçà de leur pleine capacité (100w) diminue les produits d'intermodulation.

Un amplificateur bien conçu sera linéaire sur la majeure partie de sa plage dynamique. Ainsi, en diminuant la puissance de sortie, on restraint la plage dynamique du signal dans la portion linéaire du gain ce qui a pour effet de diminuer substantiellement les IMDs.

Je vous invite à faire l'inspection de la courbe de gain de l'amplificateur d'Elecraft (sur sa plage dynamique complète) déjà montrée dans un autre fil de discussion. Celle-ci semble révéler de la compression sur la majeure partie de sa plage dynamique. Je parierais trente sous que l'on n'obtiendra pas une amélioration notable des IMDs même si on diminue  sa puissance de sortie. 
Voilà pourquoi je considère que cette courbe de gain ne démontre pas qu'il s'agit d'un design d'un ampli linéaire.

On devrait se faire une rencontre technique au prochain Hamfest avec de l'équipement de mesure et des appareils. Les mesures d'IMD sont difficiles à réaliser. Mais avec un peu de préparation ...

Bonne soirée,

Sylvain

[VE2PID Pierre]

Voilà pourquoi je considère que cette courbe de gain ne démontre pas qu'il s'agit d'un design d'un ampli linéaire

Possiblement. Mais prudence.. on se base sur une expérience dont on ne connait pas grand chose du setup (japonais).. Travaillait-il dans les 'règles de l'art' ?
Quand l'ARRL aura fait ses tests, alors là on pourra conclure avec plus de certitude et de rigueur.
Je recopie ici la courbe en question (de JA1NLX):
RF input, PTT input connected. No ALC return and Band data. ATU in Bypass mode. I have 100-110 Watts output with 5 Watts drive. Max DC current is 17A.  It looks very good.

   
____________
PS: Tiré d'une discussion/question en cours sur eHam:

To put amateur transceiver IMD in perspective what 3rd order IMD specs do commercial SSB transceivers offer?

1. Barrett Communications model 2030: -31 dBc (measured the same as the ARRL does)
2. MICOM-500E: -24 dBc (measurement method not specified, it could be -30 dBc by the ARRL method)
3. many others found but no IMD specs given.

[VA2JOT Jacques]

1. Barrett Communications model 2030: -31 dBc (measured the same as the ARRL does)
2. MICOM-500E: -24 dBc (measurement method not specified, it could be -30 dBc by the ARRL method)
3. many others found but no IMD specs given.

Pierre on sait tous que les commerciaux jouissent d'une protection des canaux adjacents ce qui fait que l'IMD-3 n'est pas aussi critique pour ces services que pour la radio amateur. Ca fait je ne sais combien de fois que j'en fais mention.

Je commence a douter si un individu qui a passe la majeure partie de sa carriere de radioamateur cache derriere un filtre de CW tres etroit est en mesure de realiser l'importance de la protection de canaux ajdacents en BLU et qu'il soit en mesure de contribuer positivement a mieux faire connaitre le phenomene ainsi que de participer a la recherche de solutions.

Merci aux autres genereux contributeurs, je ne commenterai plus sur le sujet de l'IMD. L'enfer est dans les details et a force de fendre les cheveux en quatre, on finit par ecoeurer d'autres interesses.

De toute facon, j'ai malgre tout pu constater que ceux qui se preoccupent vraiment de la proprete spectrale de leurs radios savent reconnaitre les radios de qualite.

Salut,

[VE2PID Pierre]

... Bon je crois (enfin!) avoir obtenu des réponses sur les fourchettes d'IMDs en TX, du moins selon QST.

Cliquer ici sur QST Magazine Product Reviews - Key Measurements Summary - HF-Transceivers or Receivers.

La fourchette (IMD 3e ordre) s'étend de -25 à -43 dB pour les IMD3. Ça me situe un peu mieux...

[VE2LH Sylvain]

Ouais.
Merci Pierre. Très éclairant sur les performances relatives des différents modèles.
Malheureusement on ne voit pas les IMD5 et IMD7.
Je me suis attardé à la colonne des IMD9. Yaesu avec leur meilleur$ modèle$ ont de bons designs.

Sylvain

[VE2PID Pierre]

Malheureusement on ne voit pas les IMD5 et IMD7.

Salut Sylvain,

Probablement que l'auteur du tableau ne voulait pas ajouter 2 autres colonnes. Mais ces valeurs sont quand même publiées dans toutes les analyses de QST.
Pour l'édition de février 2014, dans laquelle le Kenwood TS-990S est analysé (pages 53 à 61), ça donne -31/-46/-52/-57 dB pour les IMDs d'ordre impair en TX à 200 Watts sur 10 mètres (worst-case).

J'ai eu des échanges off-line intéressants avec Louis EZD. Nous avons comme idée de modéliser mathématiquement le comportement d'un PA quasi-parfait linéairement (un PA parfaitement linéaire n'existera jamais). On se sert d'un puissant outil mathématique, Maple 17 de l'Université de Waterloo. Il permet de préciser et de déterminer la décomposition en coefficients dans le polynôme de transfert, et aussi de déduire les courbes de tendance.

Je soupçonne fortement qu'à mesure que l'on approche de la linéarité parfaite, un mur commence à s'ériger, ce qui voudrait dire qu'il y aurait des limites infranchissables côté IMD. Après quelques ébauches de calculs pour un très-quasi-parfait linéaire (!), je vois un gros mur pour les IMD3 ... à environ -46 dB. En consultant le tableau précédent, on dirait que c'est le cas. Il serait donc impossible pour un PA réel de faire mieux, quel que soit son prix... Mais ce n'est qu'une hypothèse.

   

[VA2JOT Jacques]

Voici ce que j'ai pu recuperer concernant "l'autre methode" pour mesurer l'IMD. J'ai deterre cela dans les archives de la fac de droit d' l'U Cornell. Ces pratiques (reprises par le FCC et ensuite la ANSI/IEEE lors du demembrement du Systeme Bell) etaient en vigueur en Amerique du Nord jusqu'a la disparition des systemes de transmission analogiques FDM dans le reseau interurbain du continent.

http://www.law.cornell.edu/cfr/text/7/1755.405

(4)  IMD is measured as a signal to distortion ratio and is expressed as the logarithmic ratio in dB of the composite power of four resulting test frequencies to the total power of specific higher order distortion products that are produced. The higher order products are measured at both the 2nd order and 3rd order and are designated R2 and R3, respectively. The four frequency testing for IMD is produced with four tones of 857, 863, 1,372, and 1,388 Hz input at a composite power level of −13 dBm0.

(5) Method of measurement.   The S/IMD measurement shall be performed in accordance with ANSI T1.506-1990 and ANSI/IEEE 743-1984.

(6) Test equipment.   The equipment for performing the measurement shall be in accordance with ANSI/IEEE 743-1984.

(7) Applicable results.   The 2nd order (R2) S/IMD for both trunk and nonloaded subscriber loop circuits shall not be less than 40 dB. The 3rd order (R3) S/IMD for both trunk and nonloaded subscriber loop circuits shall not be less than 40 dB.

Si y'a des termes que vous ne comprenez pas ou n'etes pas certains, j'ai probablement reponse a vos questions.

Vous aurez compris que ce choix des frequences visait a permettre de retrouver les produits a l'interieur de la bande passante peu importe le medium de transport (analogique ou numerique).

73,