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Beschreibung - DF1JM

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K2 - Ein moderner Transceiver zum selber bauen
• Entstehung...
• Technische Daten...
• Bestellung...
• Was bringt der Postmann?
• Schaltungskonzept, Features...
• Aufbau und praktische Erfahrungen...
• Was kostet das alles?
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K2_Referat by Gerald Eberle HB9CEY
16.06.2000
1
Entstehung...
Die Entstehung dieses Gerätes könnte spannender nicht sein...
Der K2 Transceiver wurde in den USA entwickelt und auf die schwierigen, europäischen
Empfangsverhältnisse optimiert. Die beiden Entwickler sind Wayne, N6KR, und Eric,
WA6HHQ, als Gründer der Firma Elecraft in Kalifornien. Wayne ist unter den QRPFreunden als Vater von Geräten wie dem SIERRA, Norcal 40A und SST ein Garant für
Können und Qualität.
Der erste Prototyp des K2 wurde 1996 vorgestellt und Betatester waren damals schon
von dem Gerät begeistert. In der Folge wurden viele eMails zwischen Konstrukteuren
und zukünftigen Betatestern rund um den Erdball geschickt.
Hört man den Begriff Betatester denkt man in erster Linie einmal an Computerprogramme aber sicherlich nicht an Amateurfunkgeräte! Doch diesmal sollte es anders
sein. 100 Betatester weltweit sollten den K2 zusammenlöten und ihre Erfahrungen dabei
gegenseitig via eMail austauschen um so das Gerät nochmals zu verbessern und die Nachbausicherheit zu garantieren.
Ende 1998 wurden die 100 ausgewählten Betatester gebeten, ihre zukünftigen Geräte
schon einmal im voraus zu bezahlen. Man muss dazu wissen, dass die meisten dieser
Betatester den K2 nur von Bildern und Beschreibungen her kannten! Den beiden
Entwicklern und den Berichten derjeniger die das Gerät wirklich gesehen und schon
ausprobieren konnten wurde immenses Vertrauen entgegengebracht. Dieses Vertrauen
sollte dann auch nicht enttäuscht werden.
Im Frühjahr 1999 wurden die ersten 100 Bausätze ausgeliefert und weltweit begann das
grosse Löten unter den Testern. Deren Erfahrungen wurden in die weitere Bausatzproduktion und das überarbeitete Handbuch eingebracht.
Von diesem Vorgehen können nun alle folgenden Selbstbauer profitieren. Ein Vorgehen
dass manch anderer Firma auch gut anstehen würde!
Dass dieser Aufwand nicht einfach zu einem durchschnittlichen Bastelprojekt führt,
sondern dabei ein ernstzunehmendes Funkgerät entsteht, ist aus den technischen Daten
und Test‘s ersichtlich.
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K2_Referat by Gerald Eberle HB9CEY
16.06.2000
2
Technische Daten...
Allgemein
Grösse
Gewicht
Betriebsspannung
Stromaufnahme RX
TX
Frequenzaufbereitung
Frequenzbereich
Abstimmschritte
Speicher
Weiteres
Sender
Ausgangsleistung
Strombegrenzung
ohne Optionen
13.8 V nominal
Sparbetrieb
Normalbetrieb
bei 10 Watt Output, je nach
Band & Betriebsspannung
PLL Synthesizer
alle Amateurbänder, 1.80 - 30.0 MHz
ausserhalb Amateurbänder reduzierte RX-Leistung
10, 50, 1000 Hz
10
2 VFO‘s, Splitbetrieb, RIT, XIT
Alles bistabile Relais für geringen Stromverbrauch
Separate RX-Antennenanschluss
0.5 - 15 Watt
10 Watt garantiert
programmierbar für längeren Batteriebetrieb
Empfänger
Empfindlichkeit etc.
Zwischenfrequenz
Filter
Audio
Eingebauter Keyer
Modus
Geschwindigkeitsbereich
Speicher
Weiteres
Interne Batterie
Typ
Betriebszeit
8.5 x 20 x 25 cm
1.5 kg
8.5 - 15 VDC
100 - 140 mA
150 - 250 mA
2.0 - 3.0 A
RX
RX / TX
siehe separate Liste
4.915 MHz
Einfachsuper
variabel
ca. 200 - 2000 Hz
SSB
ca. 2.2 KHz
1 Watt max.
an 4 Ohm
Lambic A und B
9 - 50 WpM
9 à 153 bytes
Speicherverknüpfung möglich
Bakenmodus
0 - 255 Sekunden Intervall
2.9 AH
> 20 Stunden
6 - 12 Stunden
wieder aufladbar, 12 - 16 h
RX 150 mA
TX 5 Watt
Automatischer Antennentuner
SWR und Leistungsmessung,
2-fach Antennenumschalter
Störaustaster
verschiedene Einstellungen möglich
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K2_Referat by Gerald Eberle HB9CEY
16.06.2000
3
ELECRAFT K2 RX Performance Comparisons
May 6, 2000
All of the test numbers listed below are from the ARRL reviews
and links to QST articles about these tests.)
for each rig. (See below for descriptions of each test
These numbers are for 14Mhz operation, 500 Hz CW filter, AGC off, High Ip mode.
XX / YY = preamp-off / preamp-on test results
RIG
MDS(dBm)
IMDDR3(dB)
Ip3(dBm)
Ip2(dBm)
BDR(dB)
K2
-131/-138
97/98
+21.6/+6.9
+76/+75
136/128
95/92/ 88
+15.4/+4.3/-6.9
+64/+63/ +43
127/125/120
FT-1000MP
-128/-135
97/94
+15/+5
+86/+88
142/137
Ten-Tec Omni6+
-133
97
+12
+58
123 (nl)
IC-756 PRO*
-128/-136/ -140
TS-870
-129/-139
97/95
+16/+4
+63/+63
127/123
Kachina 505DSP
-133/-142
99/97
+15.5/+3.5
+49/+30
103/103
Pegasus 550DSP
-132
77
+7.2
+44.3
-136/-142
89/86
-1.3/-11
+36.4/+38.5
TS-50
-132/-139
90/88
+3/-7
not meas.
113/109
Ten-Tec Scout
-125
87
+5.5
not meas.
119
SGC-2020
-130
88
+15.5
+32
110 (nl)
IC-706MKIIG
110(nl)
122(nl)/120(nl)
* The IC-756 PRO has two different gain preamps. Numbers are for Pre-Off / Pre #1 / Pre #2. Pre #2 adds more RX gain than Pre #1 at
the expense of dynamic range. Higher preamp gain reduces strong signal dynamic range. For comparison, Pre-Off and Pre #1 most closely
match the K2's and other radio's settings and are the most commonly used positions.
nl
= test was noise limited (noise floor rose 1db before 1db of blocking desense occurred)
MDS = Minimum Discernible Signal (3db increase above noise floor). Larger negative numbers are generally better, but too much
sensitivity can reduce strong signal dynamic range and Ip3. Pre-Amp On MDS numbers of -134dBm or more are more than adequate for most
HF band operating, since band noise is typically above this number. (Lower frequencies need less MDS (more +number) due to an increase
in atmospheric noise.)
IMDDR3 = 2 tone (20 kHz spacing) 3rd order Two tone IMD Dynamic Range. This test shows how the RX performs in the presence of
multiple strong nearby signals in relation to its sensitivity (MDS). Higher is better. Pre-Amp Off IMDDR3 numbers of +95dBm or more
are considered excellent.
Ip3 = 2 tone (20 kHz spacing) 3rd order Intercept Point. This test also shows how the RX performs in the presence of multiple strong
nearby signals. Higher is better. Pre-Amp OFF IP3 numbers of +15dBm are good, and +20dBm or more is excellent.
Ip2 = 2 tone (8.020MHz, 6.000MHz) 2nd order Intercept Point This test shows how the RX performs in the presence of multiple strong out
of band signals (such as broadcast signals on 6Mhz and 8Mhz creating birdies at 14Mhz). Higher is better. A Pre-Amp OFF IP2 of +50dBm
is good, and +70dBm or more is considered excellent.
BDR = Blocking Dynamic Range (20 kHz spacing). This test shows when the receiver's sensitivity begins to drop in the presence of
strong near by signals. (Desense). A Pre-Amp OFF BDR of greater than 120dBm is good. Greater than 130dBm is considered excellent.
Additional descriptions of what these numbers mean and how you can evaluate a rig can be found on the ARRL web site at the following
links:
QST Product Reviews: A Look Behind The Scenes (917,504 bytes, PDF file)
Learn how the ARRL Laboratory evaluates new products - and what all those numbers mean to you!
Lab Notes - What Rig Should I Buy? (360,448 bytes, PDF file)
ARRL Results are from QST rig reviews (K2, 3/00; IC756 PRO, 6/00; Omni6+, 11/97; FT1000MP, 4/96; Scout, 12/93; TS-50, 9/93; SGC-2020,
10/98; IC706MKII, 7/99; Ten Tec Pegasus, 2/00; Kachina 505DSP, 5/98)
Elecraft Home Page
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K2_Referat by Gerald Eberle HB9CEY
16.06.2000
4
Bestellung...
E LECRAFT ORDER FORM
Please complete this form and then print it. (It auto-calculates pricing.)
(Note: This form is not sent via the net - There is no 'submit' button .)
Mail or FAX this form with your payment (Check or Credit Card) to:
Elecraft,PO Box 69, Aptos, CA 95001-0069
Fax: (831) 662-0830
Voice: (831) 662-8345
Note: Japan orders must be placed through our distributor, EDC.
Email us at sales@elecraft.com or call if you have questions.
Product
Quantity
Shipping Weight
(Lbs)
$ Each
$ Extended
(Scroll list for selection)
K2 HF Transceiver Kit
1
6
579
579
K160RX 160m / 2nd RX Ant.
1
.3
29
29
KSB2 SSB Adapter
1
.5
79
79
KNB2 Noise Blanker
1
.3
35
35
KAT2 Internal Auto Tuner
1
1
139
139
KBT2 2.9AH Battery + Brkt
1
3.5
79
79
(None)
0
0
0
(None)
0
0
0
(None)
0
0
0
Clear Form
Calif. Residents Sales Tax check here
Sub Total
940
CA Tax
0
Santa Cruz County CA, residents check here
Total Weight (Lbs)
11.6
New K2 orders normally ship in 1 to 3 weeks.
International - Express Mail (3-7 Days)
Shipping:
88
Shipping cost may vary for some areas
Note: International shipments include insurance. We will contact you if there is a
cost difference.
TOTAL ORDER
1028
Check / Money Order (Please include with order)
Payment Method
Card Number
Exp. Date (mm/yy)
Name on Card
Note: Credit Cards are not charged until time of product shipment.
Your Signature:__________________________ Date:______________
Shipping Information
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K2_Referat by Gerald Eberle HB9CEY
16.06.2000
5
Was bringt der Postmann?
Für die Grundversion erhält man eine Schachtel mit 3 durchkontaktierten Platinen,
Gehäuseteile, jede Menge Tüten gefüllt mit elektronischen Bauteilen, Relais, Schrauben
etc. und ein grosses, ausführlich bebildertes, Handbuch.
Die Tüten sind nach Baugruppe und Bauabschnitt sortiert, beschriftet und abgepackt.
Speziell ausgemessene und für ein optimales Funktionieren voneinander abhängige
Bauteile, z.B. Quarze für das ZF-Filter, sind nochmals separat verpackt und
angeschrieben.
Mögliche Ergänzungen oder Korrekturen zum Handbuch sind ebenfalls beigelegt.
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K2_Referat by Gerald Eberle HB9CEY
16.06.2000
6
Schaltungskonzept, Features...
Empfänger
Das Empfangsteil des K2 ist als Einfach-Superhet und grundsätzlich als Amateurband-Empfänger konzipiert. Rundfunkempfang zwischen den Amateurbändern ist
bei reduzierter Empfindlichkeit aber möglich.
Das Empfangssignal wird über Tiefpässe, 2-Kreis-Bandfilter, abschaltbarem
Vorverstärker oder Abschwächer, einem Ringmischer zugeführt.
Umschaltungen erfolgen über bistabile Relais und nicht mit Schaltdioden!
Es folgt ein Nachverstärker optimiert für einen hohen IP3, ein 5-Pol CW-Filter
welches in der Durchlassbreite mittels Kapazitätsdioden variabel einstellbar ist.
Das Empfangssignal gelangt via ZF-Verstärker in ein zweites ZF-Filter und von
dort über den Produktdetektor und NF-Verstärker zu einem kräftig tönenden
Lautsprecher.
Die schmalen Bandfilter im Empfängereingang sind die Basis für die guten
Empfangseigenschaften des K2.
Sender
Der Sender ist für QSK-Betrieb ausgelegt, d.h. in CW kann zwischen den eigenen
gesendeten Zeichen empfangen werden. Die Senderendstufe ist robust ausgelegt.
Antennentuner
Es wird ein L-Netzwerk verwendet. Spulen und Kondensatoren sowie Eingangsund Ausgangsseite werden auch hier stromsparend mittels bistabilen Relais geschaltet.
Die einmal gefundenen Einstellungen werden pro Band und für beide
Antennenanschlüsse separat gespeichert.
Die jeweils verwendeten L- und C-Werte, SWR und Sendeleistung lassen sich im
Display anzeigen.
Batterie
Wird der K2 von einem Netzteil von 14 Volt gespiesen kann die interne Batterie
im laufenden Betrieb geladen werden. Das Gerät ist somit jederzeit bereit für
einen Portabeleinsatz.
Allgemein
Gesteuert wird der K2 von Prozessoren. Der Hauptprozessor ist immer aktiv.
Die Prozessoren für die Optionen wie ATU, SSB etc. sind nur bei Bedarf aktiv
um Störungen im Empfänger zu vermeiden.
Um bei Batteriebetrieb Strom sparen zu können lassen sich diverse Optionen
ausschalten. Der Stromverbrauch liegt dann bei etwa 100mA in der Grundausführung und erlaubt damit stundenlangen Betrieb mit der internen Batterie.
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K2_Referat by Gerald Eberle HB9CEY
16.06.2000
7
Aufbau und praktische Erfahrungen...
Bevor es ans Löten geht sollte man sämtliche gelieferten Bauteile ordentlich ausbreiten,
abzählen, inventarisieren und auf den Listen im Handbuch abhaken. Ich habe mir dazu 3
grosse Eierkartons besorgt und die Teile anhand der Reihenfolge in der Liste in die
einzelnen Fächer eingefüllt. Legt man überzählige Bauteile separat auf die Seite hat man
eine gute Kontrolle über die verbauten Teile. Bestimmte Bauteile sind in eigenen Papiertüten verpackt und sollten erst bei Bedarf ausgepackt werden um schwerwiegende
Verwechslungen zu vermeiden.
Auch wenn man nach der Inventarisation gerne den Lötkolben in die Hand nehmen
möchte lohnt es sich, wenigstens einmal, in Ruhe das Handbuch zu lesen. Das Handbuch
kann übrigens auch schon vor der Bestellung gratis aus dem Internet als PDF-Datei
bezogen werden.
Als Werkzeug benötigt man einen feinen Lötkolben, 0.5 mm Zinn, ein Multi-Meter und
Kreuzschlitz-Schraubendreher. Gutes Licht, eine Lupe und Konzentration sind von
Vorteil für ein gutes Gelingen. Falls mal was schief geht sollte feine Entlötlitze und ein
Sauger vorhanden sein. Für den Senderabgleich wird noch ein guter 50 Ohm Dummyload benötigt.
Der Zusammenbau des K2 erfolgt in mehreren, in sich abgeschlossenen, Etappen und ist
im Handbuch Schritt für Schritt beschrieben. Jeder einzelne Schritt lässt sich abhaken
damit man nach dem Essen noch weiss wo weiterzufahren ist.
Jeder Absatz sollte vor dem Löten bis zum Ende durchgelesen werden um ja nicht etwas
wesentliches zu übersehen. Die Platinen sind durchkontaktiert d.h. falsch eingelötete
Bauteile sind sehr, sehr mühsam wieder zu entfernen!
Bei Abschluss der ersten Etappe hat man sich das im K2 integrierte Messgerät aufgebaut
welches für alle kommenden Abgleicharbeiten benutzt werden kann.
Die zweite Etappe belohnt einem mit dem betriebsbereiten 40m-Empfänger. Nun können
schon viele Funktionen des Empfängers in der Praxis ausprobiert werden. Vor allem
wird einem die Empfängerqualität anspornen die dritte und letzte Etappe in Angriff zu
nehmen.
Die dritte Etappe verlangt einiges mehr an Konzentration und Durchhaltewillen als die
zwei vorangehenden da viele Ringkerne bewickelt und eingelötet werden müssen.
Sender und Empfänger werden in der Grundversion damit fertiggestellt. Das Handbuch
führt einem dann im anschliessenden Abgleich detailliert von Stufe zu Stufe.
Der zeitliche Aufwand für einen geübten Bastler beträgt bis hierher etwa 50 Stunden.
Vermutlich geht es dann aber bald einmal allen so wie mir... halbwegs abgeglichen wird
das Gerät in Betrieb genommen um erstmal die ersten Erfahrungen und Erfolgserlebnisse zu verbuchen. Detaillierter abgeglichen wird dann erst Wochen später!
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K2_Referat by Gerald Eberle HB9CEY
16.06.2000
8
Für alle zusätzlichen Optionen muss nochmals mit einem Aufwand von rund 50 Stunden
gerechnet werden.
Voraussetzung für diesen Zeitaufwand ist systematisches Vorgehen, mittlere Erfahrung
beim Aufbau von elektronischen Bausätzen und keine gravierenden Fehler die korrigiert
werden müssen.
Sollte trotz allem ein Bauteil ersetzt werden müssen oder anderweitige Probleme
auftauchen kann man sich via Internet direkt an die K2-Entwickler oder K2-Bastler
wenden und erhält auf jede Frage mehrere kompetente Antworten oder eben Ersatzbauteile postwendend zugeschickt.
Für den korrekten Abgleich der ZF-Filter sollte man sich genügend Zeit lassen.
Steht ein Computer mit Soundkarte zur Verfügung können die Filter mit „Spectrogram“,
einem Shareware-Programm, sehr elegant und gut eingestellt werden.
Eine detaillierte Anleitung steht auf dem Internetserver von Elecraft zur Verfügung.
Der K2 kann von jedermann funktionsfähig aufgebaut werden der sauber löten kann, ein
englisches Handbuch versteht und mit Vorteil Zugang zum Internet hat.
Anfängern wird empfohlen vor dem K2 ein paar kleinere Bausätze zum üben der
benötigten Handfertigkeiten aufzubauen.
Wer sich den Bau des K2 gar nicht zutraut aber trotzdem solch ein Gerät haben möchte
findet auf der Internetseite von Elecraft eine Liste mit Amateuren die bereit sind für
andere Amateure den K2 zusammenzubauen. Einige verlangen eine bescheidene
Entschädigung, andere wiederum haben solche Freude am Löten dass sie schon mehrere
davon kostenlos zusammengebaut haben.
Wie die folgende Preisübersicht zeigt ist das Gerät, ausgestattet mit allen Optionen, nicht
unbedingt billig, zumal man es auch noch selber zusammenbauen muss, die Ausgangsleistung maximal 15 Watt beträgt, und sein Äusseres sich nicht in allen Kreisen als
Prestigeobjekt eignet.
Für dieses Geld erhält man aber ein Gerät das einfach zu bedienen ist, überschaubare
und sinnvolle Funktionen enthält und vor allem einen Empfänger bietet der viele der
handelsüblichen Reisboxen alt aussehen lässt.
Es ist immer wieder erstaunlich welche Stationen mit 5 Watt Ausgangsleistung an einer
durchschnittlichen Antenne gearbeitet werden können. Nicht zuletzt entscheidet dabei das
Können des Operators über das Gelingen einer seltenen Verbindung und nicht allein die
Sendeleistung.
Der K2 erfüllt so ziemlich alles was ich mir von solch einem Gerät schon immer gewünscht hatte. Das Wissen, mit einem selbst zusammengebauten Gerät der Spitzenklasse
zu funken, Teil dieser fast verschworenen K2-Gruppe zu sein, einen Teil meiner Freizeit
sinnvoll und lehrreich beim Zusammenbau eingesetzt zu haben, ist mir diesen Preis wert.
Auch zum Wiederentdecken eines faszinierenden Hobbies ist der K2 sehr zu empfehlen.
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K2_Referat by Gerald Eberle HB9CEY
16.06.2000
9
Was kostet das alles?
ca.
$
sFr.
579.00
960.--
160M / 2 nd RX Ant.
29.00
50.--
SSB Option
79.00
130.--
K2 (CW, 80 - 10M, 10 Watt)
sFr.
K2 (CW, SSB, 160 - 10M, 10 Watt)
687.00
1‘140.--
Internal 20 W Automatic Antenna Tuner
139.00
230.--
Noise Blanker
35.00
60.--
Battery Bracket & H/W only
39.00
65.--
Replacement 2.9AH Battery
40.00
65.--
Internal Battery Option
(2.9AH, includes battery bracket & H/W)
79.00
Subtotal
K2 komplett
1‘560.--
Transportspesen K2 komplett
Zollgebühren
130.--
105.00
175.--
K2 komplett
120.--
K2 mit allen momentan lieferbaren Optionen
(CW, SSB, 160 - 10M, 10 Watt, ATU, NB, Battery, Transport und Zoll)
Contact Elecraft for price and availability of our other K2 options. Pricing subject to change.
1‘855.--
Kurs ca. 1 US$ = 1.67 sFr.
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K2_Referat by Gerald Eberle HB9CEY
16.06.2000
10
Quellenangaben...
Internet
www.elecraft.com
Literatur
FUNKAMATEUR
12 / 99
01 / 00
QST / ARRL
March 2000
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K2_Referat by Gerald Eberle HB9CEY
16.06.2000
11
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Seele and Geist
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