Monatsarchiv: Dezember 2012

…habe ich kürzlich auf der Schweizer Internet Plattform Ricardo gelesen. Meiner wars auf jeden Fall nicht und in der Zwischenzeit ist das Angebot verschwunden. Dafür verkauft einer seinen ganzen Motorola-Gerümpel, weil er nicht mehr auf UKW funken will und die Kurzwelle für die Königsklasse hält :-)

Meine Kritik am KX3 hat einigen Staub aufgewirbelt und mir eine rege Korrespondenz beschert. Doch nach wie vor wird das Phänomen des AM-Durschlags nur anekdotisch diskutiert und die Priester der Elecraft-Sekte weigern sich standhaft, ihren Messsender anzuwerfen und dem Problem technisch auf die Spur zu gehen. Das erinnert mich doch sehr an die diversen Wunderantennen. Auch dort werden meistens nur Geschichten erzählt und keiner getraut sich zu messen, weil man ihn dann festnageln könnte.

In der Zwischenzeit funke ich fleissig mit meinem KX3 und freue mich über den guten CW-Klang und das hübsche Display. Über Anderes freue ich mich weniger. Zum Beispiel über die eingebauten Batterien. In einschlägigen Foren liest man bereits über Rauchentwicklung und Elecraft warnt vor eventuellen Verletzungen der Batteriehülle, die zu Kurzschlüssen führen können. Bei mir hat es zwar noch nicht geraucht, aber ich würde die Ladeschaltung nicht mehr einbauen und werde die Akkus rauswerfen und den KX3 zukünftig mit einem externen Li-Ion Pack betreiben. Nicht weil ich mich vor Rauch fürchte. Seit ich das Cabrio meiner YL abgeraucht habe, ist auch diese Furcht besiegt. Nein, der Lader ist ein Witz und NiMh-Akkus sind definitiv von gestern.

Wenn jemals ein 2m Modul verfügbar sein wird, so werde ich auch dieses nicht einbauen. Für 2m Portabel benutze ich lieber ein separates Gerät. Entweder ein Handy für Lokales oder einen alten TR-751 für SSB. Sobald ich endlich ein Schema zum KX3 finde, werde ich anstelle der Batterien die Eingangsfilter verbessern. Doch das Schema scheint geheim zu sein, während ich ein solches zu jeder Yen-Box mitkriege.

Im übrigen warte ich immer noch auf eine Preissenkung beim K2. Dann werde ich nochmals einen bauen. Aber vielleicht lässt ihn Elecraft sterben ohne ihm und uns die Gnade eines Preisablasses zu gewähren.

Bei all dem Trubel um den KX3 vergisst man oft, dass es noch andere QRP-Transceiver gibt. Viele zu einem Bruchteil des Preises. Sogar im QRP-Shop scheint man vergessen zu haben, dass man ja eine eigene Palette an guten und sehr guten Geräten hat. Und der SOLF trödelt seit Jahren so vor sich hin. Dabei schlägt doch dieses Gerät den KX3 mit links. Zumindest von der technischen Seite. Das Design stammt aber eher aus einem Horrorfilm und ist für mich deshalb ein NoGo. Denn ich bin in erster Linie ein Augenmensch und kein Messwert-Fetischist und Tabellen-Gläubiger. Wenn ich einen Transceiver kaufe,  möchte ich nicht, dass er so aussieht wie die Geräte bei meinem Zahnarzt.

Schade, dass niemand mehr QRP-Geräte baut wie einst Hilberling. So wie der MT80/20 oder der MT80-10 müssten doch QRP-Geräte aussehen! Der Juma geht in diese Richtung, doch dem Teil müsste man ein echtes S-Meter verpassen. Das haben übrigens auch viele Selbstbauer begriffen, wie zum Beispiel dieser hier.

QRP hat zwar viele Gesichter und die Motivation ist recht unterschiedlich. Freude an Verbindungen mit geringem Aufwand und kleiner Leistung und Spass am Selbstbau sind eine Facette. SOTA ist eine andere. Viele funken aber gezwungenermassen QRP. Wenn dann das Gerät noch assieht wie ein Defibrillator, macht die ganze Chose definitiv keinen Spass mehr.

Apropos Messwert-Fetischisten und Tabellengläubige: Die Early Birds haben beim FTDX-3000D kürzlich einen richtigen Tiefschlag eingesackt. Die angepriesenen Messwerte im Prospekt und die Messungen in der legendären Sherwood-Liste liegen meilenweit auseinander.

Die Enttäuschung ist gross. Das kommt davon, wenn man sich bloss an einem einzigen Messwert festhält :-) Ich glaube, der 3000er wird in der Praxis ein ganz passables Gerät.

73 de Anton

Bild: besser als ein Dummy Load, Unun 1:9

Diese Woche habe ich ein Schlachtfest veranstaltet. Zuerst musste eine ganze Reihe alter Transistorradios dran glauben. Der Älteste, ein 9-Transistor-Hitachi, war der Ergiebigste. Er hatte noch einen richtigen Luft-Drehkondensator und einen 20cm langen Ferritstab. Zu seinen Lebzeiten brachte er ausgezeichnete Empfangsleistungen. Insbesondere auf Mittelwelle. So gut war keiner mehr nach ihm. Kein Wunder, den die späteren Generationen, die ich ausschlachtete, lieferten nur noch wenig Brauchbares. Je moderner, desto mickriger die Ferritantennen und am Schluss mussten sogar die billigen Foliendrehkos den Varicap-Dioden Platz machen.

Gestern Samstag musste dann mein HP Pavilion dran glauben. Am Freitag hatte er schon Herzflimmern und mit Schwein konnte ich noch den Inhalt seiner Seele auf eine externe Festplatte retten. Erstaunlich, was in diesen Maschinen drin ist. Nicht nur Elektronik, wie das Bild zeigt, sondern auch Dampftechnik in bester Steampunk-Tradition: Die Abwärme aus Prozessor und Grafikprozessor wird mit Heatpipes zum Ventilator geführt.

So ein modernes Notebook hat wesentlich mehr Transistoren im Bauch als der alte Hitachi mit seinen 9 Germanium-Transistoren. Die neuste Prozessorgeneration hat alleine fast 2 Milliarden Transistoren auf dem Chip.

Wenn wir also mittels PC digital funken, sind Milliarden von Transistoren daran beteiligt. Und vermutlich wissen nur ganz wenige Menschen auf der Welt, wie die genau zusammen funktionieren.

Als ich bei meinem Schlachtfest daran dachte, wurde mir leicht schwindlig und ich habe mir fest vorgenommen, nächstes Jahre wieder vermehrt zu den Wurzeln des Hobbys zurückzukehren. Ich denke, ich baue mir zu Beginn einen CW-Transceiver, der mit neun Transistoren funktioniert, wie der alte Hitachi. Ein Funkgerät bei dem ich verstehe, wie es genau funktioniert. Vielleicht werden es aber am Schluss zehn oder zwölf Transistoren sein, denn es soll zumindest für den Empfänger einen echten VFO bekommen. Das Herzstück dazu habe ich ja: den Drehko aus dem alten Hitachi.

Back to the roots und ab ins 2013. Frohe Festtage, viele schöne QSO’s und glückliche Stunden. 73 de Anton

Gerade sind der „Funkamateur“ und die “CQ-DL“ bei mir eingetrudelt. Da staunt der Laie und der Fachmann wundert sich. Beide haben den KX3 getestet. Wie bereits im QST vergassen die Tester einen der wichtigsten Punkte zu messen. Und der Bericht in der CQ-DL vermittelt den Verdacht, dass der Tester das Prinzip des KX3 nicht ganz verstanden hat.

Wie die meisten heutigen Transceiver ist auch der KX3 kein echter SDR. Ein Vollblut-SDR hat nämlich keinen Mischer vor dem A/D-Wandler. Das Signalspektrum, das von der Antenne kommt, wird nach einem passiven Filter direkt im A/D-Wandler digitalisiert, Pasta.

Doch das bedeutet viel Rechenpower und mit steigender Prozessorleistung steigt auch der Stromverbrauch.

Die meisten SDR-Transceiver mischen deshalb das HF-Signal auf eine niedrige ZF von einigen zehn Kilohertz herunter, bevor sie es dem A/D-Wandler zuführen. Schön sauber vorgefiltert, notabene, mit den Roofingfiltern aus der Marketingabteilung ;-) Dem A/D-Wandler werden Scheuklappen angelegt, um ihn nicht zu überfordern.

Der KX3 geht – um den Stromverbrauch weiter zu senken – noch einen Schritt weiter und mischt direkt auf Null herunter. Der Mischer liefert also direkt ein NF-Signal. Würde man an seinem Ausgang einen Kopfhörer anschliessen, könnte man dort bereits starke AM, SSB oder CW-Signale hören. Dieses Empfängerprinzip heisst Direct Conversion. Der KX3 ist also in erster Linie ein DC-Empfänger.

Das NF-Signal das aus dem Mischer kommt, wird dann im KX3 digitalisiert und die Signalverarbeitung geschieht per Software. Soweit so gut.

Doch mit einer ZF von Null, bzw. mit einer ZF=NF, handelt man sich zwei Probleme ein. Das eine ist eine schwierige Spiegelfrequenzunterdrückung. Sie wird bei Elecraft Seitenbandunterdrückung genannt. Denn die Spiegelfrequenz befindet sich genauso im NF-Bereich, wie das Nutzsignal und unterscheidet sich von diesem nur durch die Phasenlage. Alle DC-Empfänger sind grundsätzlich Zweiseitenbandempfänger. Man kriegt diese Spiegelfrequenz, bzw. das andere Seitenband  entweder mit einem Phasenfilter, wie im JUMA, oder natürlich mittels der digitalen Signalverarbeitung weg, wie im KX3. Doch das hat seine Grenzen. Trotzdem: die Unterdrückung reicht beim KX3 in den meisten Fällen.

Viel schwerer wiegt eine andere Eigenheit der DC-Empfänger: Mischer sind nichtlineare Elemente und mischen nicht nur, sondern demodulieren auch Signale. Zum Beispiel starke Rundfunksignale im Einlassbereich des Antennenfilters. Auch im Fall einer solchen Demodulation liefert der Mischer am Ausgang ein NF-Signal. Dessen Phasenlage ist nicht definiert und es kann deshalb nicht vom Nutzsignal unterschieden und durch die digitale Signalverarbeitung weggefiltert werden. Schlimmer noch: Es ist unanhängig von der Frequenz des Lokaloszillators. Das bedeutet: es ist auf dem ganzen Band zu hören.

Das wissen natürlich die Entwickler von Elecraft und so haben sie zähneknirschend die Option eingebaut, im Bedarfsfall nicht mit einer ZF von Null zu arbeiten, sondern mit 8 kHz. Doch das hat seinen Preis: Die Roofingfilter können nicht mehr verwendet werden und der A/D-Wandler wird mit einem breiteren Signalspektrum „bombardiert“. Das verschlechtert die Grosssignaleigenschaften des Gerätes generell.

DC-Empfänger sollten deshalb vor der Mischstufe scharfe Filter haben, die möglichst nur das Nutzsignal durchlassen. Beim KX3 sind sie jedoch so breit wie Scheunentore und umfassen auch die dem jeweiligen Amateurfunkband benachbarten Rundfunkbänder.

Das Resultat lässt sich hören: Bei eingeschaltetem Vorverstärker und einer guten Antenne dudeln plötzlich Geistersignale auf dem ganzen Band aus dem Lautsprecher.

73 de Anton

Bild: Antennentuner KX3

Der KXBC3, der Akku-Lader für den KX3 ist endlich eingetroffen (Leider nur für Ni-MH). Der Einbau war problemlos und auch die integrierte Uhr funktioniert tadellos. Nun zeigt der KX3 auch noch die Zeit. Doch das Wichtigste ist: ich muss ihn nicht mehr öffnen um die Akkus zu laden. Auch ein neues Software-Update wurde gemacht und ich habe den Eindruck, dass die Kiste wieder ein Stück besser geworden ist.

Natürlich habe ich mir die Frage gestellt, ob ich ihn wieder kaufen würde und die Antwort ist eindeutig Ja. Aber nicht mehr sofort, beim nächsten Mal, sagen wir beim KX4 oder 5, werde ich mindestens ein Jahr zuwarten. Ich bin kein Fan der Elecraft-Philosophie, bei der die Entwicklung teilweise zum Kunden verlagert wird. Trotz des ausgezeichneten Kundenservice.

Was mir am KX3 gefällt ist natürlich die Bedienungsoberfläche mit der grossen Anzeige. Alles was man braucht ist direkt über Tasten und Drehknöpfe erreichbar und muss der OM doch einmal ins Menu tauchen, so ist dieses selbsterklärend und er muss nicht mehr zum Handbuch greifen.

Der Empfang in CW ist angenehm, besonders der Raumklang (Pseudo-Stereo) hat es mir angetan. Die Filterung ist exzellent und klingelt auch bei 100Hz kaum.

Das SSB Signal wird gelobt und das Gerät hat soviel Talk Power, dass man mit 10W fast so gut gehört wird, wie mit einem lahmen 100W Transceiver.

Der eingebaute Antennentuner ist Spitze, wie man es von Elecraft gewohnt ist und stimmt fast jeden zufälligen Draht ab.

Wichtig ist mir auch der geringe Stromverbrauch, der bei Empfang so um die 200mA herum pendelt.

Wer mit dem Flugzeug reist oder mit dem Rucksack unterwegs ist, für den ist der KX3 zurzeit die beste Wahl.

Die grössten Schwächen des KX3 sind meines Erachtens die wenig robuste mechanische Konstruktion und das DC-Prinzip des Empfängers mit AM-Durchschlag von starken Rundfunkstationen an guten Antennen.

Aus diesem Grund ist das Teil meines Erachtens nicht in jedem Fall als Heimstation zu empfehlen.

Diese Schwächen werden sich nicht durch einen Software-Update beseitigen lassen. Genauso wenig wie seine Untauglichkeit als Empfänger für das neue 630m Band.

73 de Anton

Bild: Innenleben des KX3: Made in USA? Die meisten dieser Bauteile werden vermutlich in Fern-Ost produziert :-)

Fast jeder OM braucht es: ein Netzteil für 13.8V. 20A reichen aber nicht mehr für die heutigen DSP-Transceiver. Und will man noch allerlei zusätzliche Verbraucher anschliessen, gerät oft sogar ein 30A-Teil ins Schwitzen.

Heutzutage werden fast nur noch Schaltnetzteile angeboten. Das Aussterben der Linearen ist absehbar. Sie sind gross und schwer (Trafo), ineffizient und teuer. Doch bei den Schaltnetzteilen ist das Angebot gross und die Preise sind günstig.

Aber sie haben fast alle ein Problem: Sie stören. Die Harmonischen der Schaltfrequenz im Bereich von einigen zehn Kilohertz gelangen aufs Stromnetz und auf die DC-Leitungen und werden von dort in den Æther abgestrahlt. Es knistert und knattert im Empfänger, besonders auf den längeren Kurzwellen.

Gute Filter sind teuer und würden den Preis in die Höhe treiben. Und da der Geiz-ist-geil-Funker gerne zum Günstigen greift, baut man halt höchstens ein Potmeter ein, mit dem die Schaltfrequenz im Störfall etwas verschoben werden kann.

Wenn man keinen Störsender im Shack haben will, baut man sich am besten sein eigenes Schaltnetzteil. Aber da gibt es ein weiteres Problem. Unsere chinesischen Freunde können das inzwischen besser als die meisten Funkamateure. In der Tat kommen heute praktisch alle Schaltnetzteile aus China. Was tun? Einen dicken Trafo, ein Riesenkühlblech, grosse Elkos, Gleichrichter und Transistoren kaufen und wie vor dreissig Jahren ein Linearnetzteil bauen?

Nein, es gibt noch eine andere Möglichkeit, zu einem absolut störfreien Schaltnetzteil zu kommen:

In der E-Bucht findet man Schaltnetzteil-Module zu Hauff. Auch grosse Brocken, wie diesen hier: Ein 12V, 50A Teil.

Für 60-80$, oft inklusive Versand schneit das Modul nach ein paar Wochen ins Haus. Manchmal ist das Blech etwas verbogen, da schlecht verpackt, doch das macht nichts. Wichtig ist, dass man eine 230V-Version bestellt und nicht etwa einen 110V-USA Typ. Hier meine Quelle, notabene preislich noch unter dem “Zollradar”.

Die Dinger sind in der Regel robust und zuverlässig und so gut, wie jedes fertige Schaltnetzteil aus dem Funkshop. Aber sie filtern natürlich genau gleich schlecht.

Wir bauen deshalb das Teil in ein HF-dichtes Blech- oder Alugehäuse, hängen ein Netzfilter vorne dran und bauen in den DC-Ausgang ein kräftiges Filter rein. Dazu noch einen Ein/Aus-Schalter, eine Sicherung, beliebig viele Ausgänge je nach Gusto und wer Freude daran hat, noch ein Volt und/oder Ampère-Meter. Ich habe auf letztere verzichtet und habe ein Gehäuse aus Aluabschnitten und Winkeleisen aus der Bastelkiste zusammengeschraubt. In bester Steampunk-Tradition ;-) Hier das Schema dazu:

Das Netzfilter kauft man am besten. Zum Beispiel dieses hier. Die Regel ist einfach: Je mehr Ampère und je besser die Dämpfung, desto teurer. Da dimensioniert man lieber ein bisschen über als den Geiz geil zu finden.

Eine netzseitige Sicherung ist ein Muss und ein zweipoliger Netzschalter kein Luxus. Auch eine Kontrolleuchte nicht, da weiss man sofort, wenn es die Sicherung „geputzt“ hat.

Wichtig ist, dass der Erdleiter sauber angeschlossen wird und die Filtererde mit der Netzteilerde verbunden ist. Diese liegt auf dem Chassis des Moduls und einem separaten Schraubanschluss.

Auf der Ausgangsseite bauen wir uns selbst ein Filter. Es besteht aus einem grossen N30 Kern von Epcos, der genauso wie im Bild bewickelt wird.

Natürlich mit dem dickstmöglichen Draht, versteht sich. Wir wollen keinen Spannungsabfall, und das Teil kann ja im Maximum 50 Ampeter liefern. Ein weiterer Trick um unnötigen Spannungsabfall zu vermeiden besteht in der parallelen Verwendung aller Ausgänge des Netzteilmoduls. Meines hat je drei und ich habe von allen je einen dicken und natürlich kurzen Draht auf das Ausgangsfilter geleitet.

Wie aus dem Schema ersichtlich ist, sitzen beidseitig je drei Kondensatoren auf der Spule: ein kleiner Keramischer für die hohen Frequenzen, ein Mittlerer Wickelkondensator für die mittleren und ein Elko für die tiefen Frequenzen. Ganz nach dem Motto: nützt es nichts, schadet es auch nichts. Als Selbstbauer können wir ruhigen Gewissens aus dem Vollen schöpfen, während bei den Herstellern um jedes Teil und jeden Cent gerungen wird. Der mittlere Kondensator muss nicht unbedingt ein MKP sein, ein MKT genügt hier auch.

Ganz wichtig: die Minusleitung wird erst nach dem Filter auf Chassiserde geführt. Sie kommt übrigens massefrei Aus dem Netzteil-Modul. Dieses kann mit einem kleinen Poti genau auf 13.8V eingestellt werden.

Zum Schluss habe ich mir noch den Luxus geleistet, eine Leuchtdiode auf den Ausgang zu hängen.

Wenn man noch etwas in der Junk-Box wühlt, hat man für  ca. 100 CHF, d.h. unter 100 Euronen, ein absolut störfreies, massgeschneidertes 13.8V/50A Netzteil.

73 de Anton

Am 24. Dezember um 07:30 UTC ist es wieder einmal soweit. Dann wird der Sender in Grimeton, Schweden, hochgefahren. Um 08:00 UTC wird dann auf der Frequenz 17.2 kHz (Wellenlänge 17.442 km) eine Grussbotschaft in den Æther geschickt. In CW natürlich. QSL Karten können übrigens via Büro versendet werden. SAQ ist Mitglied im Schwedischen Amateurfunkverband.

Der Sender in Grimeton ist ein Alexanderson Generator. Also ein Wechselstromgenerator mit hoher Umlaufgeschwindigkeit und grosser Polzahl. Er war vor der Entwicklung von starken Senderöhren die einzige Möglichkeit, grosse Hochfrequenzleistungen zu erzeugen. Allerdings nur bis etwa 100 kHz. Doch die damaligen Grossfunkstationen, die weltweite Verbindungen ermöglichten, arbeiteten ohnehin auf Lang- und Längswelle. Die Leistung des Generators beträgt übrigens 200kW.

Die Antenne in Grimeton ist, wie könnte es anders sein, ebenfalls eine Erfindung des schwedischen Ingenieurs Alexanderson.

Bei der Alexanderson Antenne handelt es sich um nichts anderes, als um eine Zusammenschaltung von kopfüber gespeisten Vertikalantennen. Eine Ground Plane kann man nämlich auch kopfüber aufhängen und oben speisen, anstatt unten. Oder, etwas schwieriger: so lassen wie sie ist und einfach am hochohmigen, oberen Ende einspeisen. Natürlich wird das niemand tun, da es unpraktisch ist. Auch macht es normalerweise keinen Sinn, mehrere GP, sozusagen als GP-Bündel zu speisen, wenn man nicht durch eine Phasenverschiebung eine Richtwirkung erzielen möchte.

Doch Alexanderson hatte ein besonderes Problem: Bei einer Wellenlänge von 17.4km ist jede Antenne viel zu kurz. Jede Vertikalantenne, notabene, denn bei diesen Wellenlängen strahlen nur Vertikalstrahler nennenswert in den durch Ionosphäre und Erde gebildeten “Hohlleiter”.

Der Strahlungswiderstand der sehr stark verkürzten Antennen ist klein gegenüber dem Erdverlust-Widerstand, der Wirkungsgrad der Antenne entsprechend gering. Durch das Zusammenschalten mehrerer Antennen, steigt der Strahlungswiderstand an und der Wirkungsgrad der Antenne wird grösser.

Praktischerweise werden die sechs 127m hohen Türme in Grimeton vom “Kopf” her über eine offene Feederleitung gespeist. Koaxkabel gab es damals noch nicht. Der strahlende Teil der Antenne von SAQ sind also nicht etwa die an den Auslegern der Türme horizontal gespannten Drähte (im Sinne einer Long Wire Antenna), sondern die bei den einzelnen Türmen gegen Erde gespannten Drähte.

Unter jedem Turm befindet sich eine grosse Spule, um die Resonanz des Teilstrahlers herzustellen. Hier sehen wir die Zeichnung aus dem Patent von Alexanderson:

Hier gehts zum Patent und einer Analyse dieser speziellen Antenne

73 de Anton