Elecraft KX1



Elecraft

KX-1




by F6BLK & F6EHJ
novembre 2003

Le KX1 Elecraft est un transceiver réservé au trafic QRP en CW, bi-bande (tri-bande en option). Très léger, de dimensions très réduites (1.2"H x 3"D x 5.3"W / 3 x 8 X 13.5 cm), le KX1 comporte un vrai récepteur et un émetteur dont la puissance peut varier de 1 à 4 watts.


Descriptif


L'une des particularités de ce mini transceiver est sa portabilité. Il peut tout aussi bien fonctionner sur les accus internes (6 piles AA de 1.5V) que sur un bloc secteur fournissant de 8 à 14 volts @ 300-700 mA). Il est tout particulièrement destiné à la sortie du week-end même à pied ou à vélo.
Un bout de fil est suffisant en guise d'antenne à condition toutefois d'utiliser une boîte d'accord automatique (module interne KXAT1) ou manuelle.
Un module séparé à installer dans le transceiver, KXB30, permet le trafic sur la bande des 30 m, portant à 3 bandes les possibilités.



Le DDS AD 9834 et son horloge 50 MHz sont pré-installés par Elecraft (Ouf!) - cliché F6BLK

L'autre particularité est le VFO qui est un synthétiseur de fréquence du type DDS AD9834. Ce synthétiseur a comme principal intérêt de consommer très peu et de générer un signal très propre par rapport à ses homologues plus gourmand en puissance et plus ancien (AD9850, AD9835…)


Le schéma utilisé est très classique. Il s'inspire des nombreux montages éprouvés de transceiver QRP, publiés un peu partout : Norcal Sierra, K1 et même K2.


la réception

On retrouve un filtre de bande à selfs uniques en parallèle desquelles sont commutées des condensateurs, soit par relais (bande 7MHz), soit par diode PIN (bande 10MHz).
Le filtre de bande attaque un NE602 (SA602/612) bien connu, monté en mélangeur, suivi d'un filtre à trois quartz sur 4.915 MHz
Les condensateurs du filtre à quartz sont remplacés par des diodes varicap, ce qui permet de faire varier sa bande passante de 500 à 2000 Hz à l'aide d'un simple potentiomètre en face avant.
La sortie du filtre attaque le détecteur de produit NE602 également, dont la partie oscillateur utilise un 4ème quartz pour le BFO. Une self en série abaisse la fréquence de quelques centaines de hertz pour obtenir le décalage nécessaire à l'écoute du battement.
L'amplificateur audio est des plus modeste et met en œuvre un LM386, idéal pour une écoute au casque, un peu juste pour un haut-parleur.
Un circuit de muting utilisant deux J309 permet de supprimer les bruits de commutation.
Le CAG est de fortune et utilise la tension audio, qui après redressement est appliquée au détecteur de produit. Comme tout CAG de ce type, il ne faut pas s'attendre à des miracles.


l'émission

Le signal issu du DDS est amplifié par 2 transistors J309 et 2N4124 avant d'être appliqué au PA (2SC2166). Le filtrage est réalisé par deux cellule en pi qui assurent également l'adaptation d'impédance. Ce filtre est commun à l'émission et à la réception ce qui permet une atténuation supplémentaire des fréquences indésirables en réception.
Le filtagre est identique pour les bandes 10 et 14 MHz, deux condensateurs commutés par un second relais sont mis en parallèles sur les existants pour la bande 7MHz.
La commutation émission réception ne fait appel à aucun relais et est effectuée par un transistor qui vient mettre à la masse le circuit d'entrée de la partie réception.


l'oscillateur local

Comme indiqué, il utilise un DDS AD9834 alimenté sous 3.3V (bien que supportant 5V) avec une horloge à 50 MHz, également sous 3.3V. Cette option complique l'interface avec le micro contrôleur qui est alimenté sous 5V. La raison principale (qui ne me paraît pas flagrante) semble être une consommation moindre.
"Fatalement", le DDS est piloté par un PIC du type 16F876A (Microchip) très utilisé par Elecraft et cadencé à 3.995 MHz. Le choix de cette fréquence m'a échappée à moins que ce ne soit la présence "d'oiseaux" si un quartz à 4 MHz avait été utilisé.
Le signal issu du DDS est injecté après filtrage par deux cellules passe-bas coupant à 14.5 MHz, au premier NE602 mélangeur.
Les fréquence de l'oscillateur local en réception sont les suivantes :
  • bande 7 MHz : 7 MHz+4.9 MHz = 11.9 MHz (BLI)
  • bande 10MHz : 10 MHz - 4.9 MHz = 5.1 MHz (BLS)
  • bande 14 MHz : 14 MHz -4.9 MHz = 9.1 MHz (BLS)

On voit que la fréquence du DDS reste faible vis à vis de sa fréquence maximale permise par son horloge (25MHz) et demeure inférieure à la règle d'usage de Fclock/3 soit 16.6 MHz. De fait, la pureté spectrale est très bonne si l'on compare à d'autres DDS de la même source.
En émission, la fréquence du DDS est égale à la fréquence de transmission.
L'agilité de fréquence d'un tel composant est mis ici à profit car à chaque caractères CW transmis, la fréquence générée par le DDS devrait se décaler de la fréquence réception à celle d'émission, c'est à dire de la valeur du BFO, soit 4.9 MHz (au RIT près).


Utilisation

L'affichage :

clihé f6blk
Il est confié à 3 afficheurs 7 segments qui ont la lourde tâche de prendre en compte les 7 digits de la fréquence (14000.00) car il faudra s'y prendre en trois fois pour connaître la fréquence de travail.
C'est manifestement le talon d'Achille de ce transceiver.
L'afficheur à par ailleurs en charge maintes autres fonctions, parmi lesquelles on citera les nombreux menus de configuration, le s-mètre, la puissance directe…

Les menus :

Sans entrer dans le détail, les menus sont accessibles par un bouton "menu" en face avant, puis via l'encodeur mécanique.
Ils sont très nombreux et gèrent nombres de paramètres, parmi lesquels le manipulateur intégré.

Le coffret :

Il surprend au premier abord autant par sa petite taille que par la position d'utilisation qui en découle.
On est en présence d'une boîte plate dont la posion naturelle est "à plat". C'est un peu déroutant au départ!.
On notera également l'aspect "araignée" de l'ensemble une fois les différents périphériques connectés (casque, alim, clef, casque..) qui viennent se brancher sur les différentes faces latérales de la boîte.
Un peu d'habitude est sans doute nécessaire pour se familiariser avec cette configuration.

L'écoute :
La sensibilité est très bonne et une antenne "bout de fil" est utilisable sans difficulté, au contraire : l'utilisation de longues filaires ou de directives à grand gain peut s'avérer difficile pour l'étage d'entrée dont la résistance à la transmodulation n'est pas des meilleures (particulièrement sur 40m ou les stations de radiodiffusion dominent). Le potentiomètre de gain HF est souvent le bienvenu, le CAG atteignant rapidement ses limites.
La sélectivité variable est à la fois très efficace et agréable à utiliser. On s'apercevra rapidement qu'à partir d'un certain réglage, la réduction de la bande passante est telle que l'atténuation est trop importante. Une limitation vers les bandes passantes étroite serait un plus.
L'écoute de la bande latérale opposée est possible, cependant la BLI sur la bande 14MHz sera quelque peu dégradée par un manque d'injection du à la coupure du filtre passe-bas du DDS.

L'émission :
Le keyer intégré, c'est celui du K2, une pure merveille!
Le signal de sortie à l'analyseur de spectre est propre et conforme à la spécifications (raies indésirables à -40dB de la porteuse).


Améliorations possibles

Mais si, il est possible de :
  • remplacer l'afficheur par un LCD indiquant la fréquence en clair ainsi que le pas courant (2 lignes).
  • ajouter un 4ème quartz dans le filtre pour améliorer la sélectivité...

















 
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