KX3 mottagare – några mätningar

De tidigare redovisade problemen med utstörd mottagare i samband med närbelägna SSB-sändare ser ut att ha fått en acceptabel lösning. Enligt Wayne N6KR på Elecraft beror problemen på direktdetektering av AM-signaler i den direktblandade mottagaren. Problemet har varit känt länge och enligt Elecraft har många också klagat. Oftast visar sig problemen som att de vanliga AM-rundradiostationerna läcker igenom och orsakar kraftiga störningar.

Som jag tidigare skrivit så räcker det med att signalstyrkan från rundradiostationer på angränsande rundradioband överstiger c:a S9 +20…25 dB för att störningarna skall ge sig till känna. Många rundradiostationer är väsentligt mycket starkare än så och jag förstår att Elecraft fått ta emot många klagomål från besvikna kunder.

Det är i sak samma sorts problem som uppstår med samlokaliserade SSB-sändare på angränsande amatörband där det visade sig krävas ett ”säkerhetsavstånd” av nästan 1 km mellan en annan sändare och min mottagare. Men om Elecraft hade designat sin mottagare med smalare bandpassfilter, ett filter för varje amatörband så hade detta sistnämnda problem kunnat undvikas eller i alla fall reduceras kraftigt. Så det finns flera svagheter som samverkar negativt här.

Lösningen enligt Wayne ligger i att aktivera funktionen ”RX shift = 8 kHz” som finns i menyn. Då hamnar de direktdetekterade och oönskade AM-signalerna utanför LF-passbandet och kommer inte att höras. Bra så långt. Dock säger Wayne att när man aktiverar RX shift = 8 kHz så kopplas tyvärr roofing filtren ur. Detta skall bero på att roofingfiltren egentligen bara är två lågpassfilter som släpper igenom 0-500 Hz resp 0-1500 Hz. Så i analogi med vad Wayne säger så skulle det alltså behövas utvecklas ett nytt roofing filter i form av bandpassfilter för 8 kHz i stället. Återstår att se om Elecraft tar fram ett sådant eller om man finner någon annan work around lösning som medger att roofing filtren kan användas.

Med RX shift = 8 kHz aktiverad så ser problemet alltså ut att vara ur världen. Jag har ägnat en stund av förmiddagen åt att laborerat med olika typiska scenarion med svaga nyttosignaler i kombination med starka störsignaler i avsikt att utvärdera roofing filtrets funktion. Än så länge kan jag dock inte finna att det gör någon som helst nytta för mig som bara kör telegrafi.  Kanske har jag köpt en dyr option som jag inte behövde eller så har det ingen märkbar funktion i verkliga livet. Någon som vet eller märkt någon skillnad före och efter?

Vidare har jag kikat närmare på AGC-funktionen i mottagaren vid olika inställningar av pre-amp och AGC threshold (THD).

Först pre-ampen. Mottagaren i sig är mycket känslig och har den känslighet som behövs för allt praktiskt portabelbruk med små avstämda antenner för de högre frekvensbanden i en extremt tyst radiomiljö. Detta gäller för pre-amp lägena +20 dB och +30 dB. Om man ställer pre-amp i läge +10 dB minskar känsligheten c:a 5 dB. Det man vinner är en lugnare mottagare med mindre bakgrundsbrus. +10 dB läget kan passa när banden är röriga och särskilt då på de lägre amatörbanden 3,5-7 MHz.

När det gäller AGC så finns det möjlighet att ställa in THD (threshold) dvs punkten där AGC börjar att reglera. THD kan ställas mellan värdena 004 och 008 i menyn. Default var 005 i min mottagare. Bästa inställning för mig ser ut att vara 004 som innebär att AGC börjar att reglera på relativt svaga signaler. Inställning 008 kan jag inte se någon som helst nytta med då den gör radion döv för svaga signaler samtidigt som LF-nivån ökar alldeles för mycket för starka signaler. Jag tror att om lägena 001 eller 002 funnits så skulle jag troligen ställt in något av de lägena. Dock verkar 004 vara en god kompromiss som jag kan leva med.

Med + 30 dB pre-amp och inställning 004 börjar AGC att reglera vid -115 dBm insignal motsvarande en S2-signal på en kalibrerad S-meter. Det innebär också att det finns ett linjärt utrymme om c:a 10-12 dB ner till mottagarens brusgolv (med antenn ansluten i tyst radiomiljö) där svagare signaler ger lika många dB svagare LF-utnivå. Men så är i stort sett alla mottagare konstruerade så det kan nog vara helt OK och små variationer från dessa värden är väl att hänföra till den personliga smaken vad man tycker och vad man vant sig med.

Med +20 dB pre-amp och inställning 004 börjar AGC att reglera 10 dB senare, dvs vid -105 dBm motsvarande en S4-signal på en kalibrerad S-meter. Mottagaren upplevs lite trött i det läget även om den absoluta känsligheten inte påverkas alls. Svaga signaler som ligger i bruset hörs svagt i högtalaren medan de mycket starka signalerna blir alldeles för kraftiga för att det skall bli bekvämt med en fast inställning på volymkontrollen.  +20 dB läget  rekommenderas som normalläge av Elecraft och där stämmer också S-metern överens med insignalen. I de andra pre-amp lägena visar S-metern fel. Märkligt att man inte lyckats fixa till en så enkel sak i mjukvaran! Kommer kanske en ny firmware vad det lider.

Med +10 dB pre-amp och inställning 004 börjar AGC att reglera först vid -95 dBm motsvarande en insignal av S5. På de högre banden upplevs mottagaren halvdöd och känsligheten har också minskat c:a 5 dB. Starka signaler låter dock utmärkt rena och avsaknaden av förstärkning innan AGC börjar reglera gör att lyssningskomforten för starka signaler blir ganska hög med stor dynamik. På de lägre banden 3,5-7 MHz torde mer pre-amp än +10 dB aldrig behövas. Möjligtvis om en ineffektiv kort mobilantenn används som ju i sig brukar ha en verkningsgrad på bara några få procent. Då behöver man öka upp förstärkningen i mottagaren för att hämta hem det som går att hämta.

Med pre-amp bortkopplad (0 dB) och inställning 004 börjar AGC att reglera vid -87 dBm motsvarande en S7-signal. Detta läget kan vara befogat på 3,5 och 7 MHz i de fall man har en fullstor dipolantenn högt över marken. Den allmänna brusnivån på låga frekvenser är relativt hög och man har sällan nytta av allt för känsliga mottagare.

Slutligen med attenuatorn (ATT) inkopplad och inställning 004. AGC börjar nu reglera vid -75 dBm motsvarande en insignal av nästan S9. Det läget kanske kan vara bra i extremfall då man vill lugna ner mottagaren och motstationerna ligger i häradet S7-S9+. Det ger hög lyssningskomfort men samtidigt hörs ju inte de svagare stationerna alls.

Efter dessa mätningar står det även helt klart att mottagarens LF-steg är alldeles för svag. Här fattas minst 10 dB förstärkning – förmodligen 20 dB – samt någon enkel form av peak limiter eller möjligen en trögverkande audioderiverad AGC för att ta topparna. En sådan kan enkelt byggas och det kan bli ett litet projekt framöver.

/Bengt

 

 

 

 

 

9 reaktioner på ”KX3 mottagare – några mätningar

  1. Jo det går att uppdatera KX3 med ny firmware. Har dock inte börjat undersöka om man gjort några väsentliga förändringar som påverkar de här sakerna. Problemet har tydligen funnits allt sedan KX3 kom ut så det borde vara tillrättat i firmware redan kan man tycka. Eller tydligare information till kunderna. Lite tråkigt att vi inte visste detta när vi var i Karribien för då skulle AD4J och SM7DKF kunna kört fler timmar än de gjorde. Jag klarade mig genom att köra portabelt långt ifrån de andra men tycker att det är en allvarlig designmiss.

  2. Leif, Jag har gått igenom revisionshistoriken av firmware men kan inte se att man infört några ändringar som påverkar de här sakerna. Finns några allmänna förbättringar men inget jätteviktigt för CW-ops.

  3. Vi har ganska mycket diskussioner inom vår KRAS-utbildning om att vi behöver ha en idé om var som en mottagare skall användas för att vara optimal. Skall den användas på field day med flera starka sändare omkring, eller kommer den att användas ensam i en skogsbacke fjärran från samhällen, störningar och andra sändare? Måste man optimera för bägge, eller kan man bortse från olika krav och därmed optimera bättre för avsedd användning? Kommer man att arbeta med stora väldimensionerade antenner, eller kommer man att arbeta med elektriskt små antenner med udda impedanser?Att kunna svara på allt eller delar av detta ger egenbyggaren fördelar gentemot färdigköparna som tvingas kompromissa. Här borde det finnas utrymme för mer fortbildning bland redan etablerade då de flesta har just sin specialinriktning som går att specialisera alt mer…

  4. Ja det är nog relevanta frågor. Kanske särskilt på de lägre frekvensbanden 3,5 och 7 MHz där en mottagares brusfaktor inte behöver vara bättre än ca 20 dB eller så. De flesta kommersiella mottagarna har ca 8-10 dB brusfaktor på de högsta KV-frekvenserna och med stora antenner fungerar det fint. Men annars tycker jag att man bör se till att ligga kring 5 dB brusfaktor på 28 MHz för att inte tappa de svagaste signalerna i en tyst radiomiljö. Det känns som om KX3 ligger i det häradet med pre-amp på. Skall mäta upp brusfaktorn lite mer vetenskapligt med en HP brusfaktormeter senare.

  5. RX-shift =8kHz är ju som Bengt skriver en väg bort från problemet. Men , har själv märkt att antalet ”artefakter” såsom snabba ”pluppar” vid frekvensändring över starka signaler tilltar och en del annat som INTE finns när RX-shift är =0.
    Dessutom krävs ofta en omkalibrering av spegelfrekvensundertryckningen för att det hela skall bli riktigt bra. Verkar faktiskt som om manuell kalibrering på varje band ger överlägset bästa resultat. Notera att gjord kalibrering driftar över tid, troligtvis p.g.a. olika fuktighet etc. i ker.kapacitanser. Både roofingfiltret samt en del övriga känsliga kondensatorer skulle med fördel vara Tropicalized för att minska denna drift.
    Som portabel-rigg så utsätts den ju för skiftande klimat.. ”True S-meter” oberoende av preampar mm. skall vara på to do list enl. Wayne. / C-G.

  6. Skall lyssna efter pluppar m m C-G. Har inte kikat på kalibreringen med kan tänka mig att det är svårt att hålla fas och amplitud konstanta i en så pass enkel konstruktion. Lyssningsmässigt låter dock radion bra med RX shift = 8 och en filterbandbredd av ca 1 kHz upp till 1,5 kHz är lagom för telegrafi pile up. Bara i undantagsfall behövs de smala filtren och ju smalare ju mer tröttande blir det att lyssna i längden. Men det är nog en vanesak.

    Har du labbat med THD-inställningarna för AGC och i så fall vad har du kommit fram till?

    Bra att Elecraft inför True S-meter.

  7. C-G, nu har jag lyssnat. Turligt nog drabbades Lund av ett större strömavbrott idag som varade lite drygt tre timmar så jag passade på att lyssna kritiskt över hela MV- och KV-området. Det var glädjande att konstatera att de störningar som normalt hörs från omgivande bebyggelse faktiskt inte var så starka som jag befarat. På de värsta frekvensområdena upp till c:a 5 MHz bedömer jag att de tillför runt 10 dB brus men som är så finfördelat att det är svårt att avgöra om det är störningar eller ej.

    Ang pluppar och artefakter i KX3 mottagaren så kunde jag inte finna några sådana bortsett ifrån en del skumma spurioser på mellanvågsområdet. Betyder inget i praktiken. Jag noterar dock att man med inställningen RX shift = 8 kHz slipper ifrån det besvärande tuning noiset på främst 28 MHz som många klagat på. Det framträder som kraftigast med frånslagen pre-amp och utan antenn. Utan roofing filtret finns inte minsta spår av dessa problem kvar.

    Jag har också försökt finna scenarion på bandet där roofing filtret gör nytta utan att lyckas. Jag kan sträcka mig till att det låter lite annorlunda med och utan filter. Så det är mycket tveksamt vad detta skall vara bra för. Möjligen kan man mäta skillnad men jag hör ingen sådan trots ihärdiga försök.

    För att stressa mottagaren så mycket det går så har jag lyssnat med olika antenner och med +30 dB pre-amp påslagen på alla band. Alla tendenser till direktdetektering och överstyrning från rundradiostationer är borta. Möjligen har konditionerna inte varit extrema men när jag kopplar bort RX shift = 8 kHz blir mottagaren betydligt sämre. Just nu är jag helnöjd med mottagaren och ser inte direkt något som behöver förbättras för det ändamål den är tänkt. Selektiviteten är skaplig men någon ombyggd Drake R4C är det då inte. Till den toppnivån når nog inga moderna mottagare. Hi hi.

  8. Låter bra att du nått förbättringar på RX-sidan. Har du klippt pinnen på roofingfiltret vilket nästan helt tar bort tuning-böset på 28 och 50 ?? Finns beskriven på Elecrafts hemsida över KX3 som en modifikation som faktiskt fungerar UFB. / C-G.

Kommentarer inaktiverade.