Title: mcHF vs KX2: Ideen zum Optimierungspotenzial für unseren mcHF
Post by: DD4WH on 12. July 2016, 10:12:33
Manchmal ist es ganz nett, sein eigenes Spielzeug mit anderen kommerziellen auf dem Markt erhältlichen Spielzeugen zu vergleichen. Da bietet sich ein Vergleich des mcHF mit dem neuen KX-2 von Elecraft an (nur die features kann ich beurteilen, zur Qualität kann ich nichts sagen, da ich den KX-2 nicht besitze oder getestet habe):
mcHF KX2
LO Si570 Si5351 (ja, der Oscillator, von dem alle schreiben, er hätte so schlechtes phase noise - Verhalten!)
SDR IQ IQ
DSP 32bit floating point 32bit floating point
Maße: 19x7x5cm 15x7x4cm
Preis ca. 400,- € ca. 1000,- €
TX power 5W (10W) 5W (10W)
SSB/CW ja ja
AM/SAM ja nein
PSK/RTTY nein ja
Receive 0.9-30Mhz 0.5-30Mhz
Strom RX 350mA 150mA
Auto-Notch ja ja
DSP NR ja ja
DSP NB ja ja
Uhrzeit nein ja (optionales Modul)
spectrum ja nein
waterfall ja nein
peak filter ja ja
manual notch ja nein
compressor ja ja
VOX nein ja
Scanning nein ja
Dual RX nein ja (innerhalb +-23kHz)
Audio Equ 2-Band 8-Band
2-tone Gen ja ja
interne ATU nein ja
Filter viele (300Hz-10kHz) ???
open source ja nein
Fazit:
- der mcHF bietet fast alle features, die ein 1000,-€-Gerät bietet, auch an. Der mcHF wird zusätzlich sicherlich ein klein wenig bessere technische Werte aufweisen, da der LO wesentlich besser ist und der mcHF hat natürlich einen sehr großen Vorteil: das spectrum display und den waterfall! (ich persönlich würde auch sehr ungerne auf AM und SAM verzichten).
Aus dem Vergleich könnte man aber auch noch Ideen für Optimierungen/Erweiterungen schöpfen (einige/viele davon sind sehr schwierig und aufwendig umzusetzen, daher bitte daraus keine Erwartungshaltung entwickeln ;-)):
Software:
- Decodierung von PSK/RTTY/CW etc. im mcHf selber
- direkte Frequenzeingabe per Nummernpad auf dem touch screen
- Passband-Tuning für schwierige AM-Empfangssituationen (Demodulation als LSB und gleichzeitig USB mit unterschiedlichen Filterbandbreiten und danach Mischung der beiden demodulierten Signale)
- digital voice recorder
- dual receive-Möglichkeit: Signal 1 rechts, Signal 2 links. Ist vielleicht bei contests im Split-Betrieb sinnvoll? Wäre vielleicht implementierbar (nur wenn beide Signal innerhalb des Spektrums von 48kHz liegen), aber sehr aufwändig.
- Scannen eines Bands auf modulierte Signal und Anhalten des Scans, wenn Signale gefunden werden: ist das sinnvoll/wird das jemand brauchen? [der KX2 hat das, braucht es aber auch nur, weil da kein Spektrum/waterfall da ist!]
Hardware:
- Schaltregler statt linearem Spannungsregler: Dan Tayloe hat es vorgemacht, ein high-performance-RX mit 11mA Stromverbrauch (http://www.norcalqrp.org/nc2030.htm). Ganz so extrem brauchen wir es ja nicht treiben, aber ich bin überzeugt, dass wir den Stromverbrauch in RX auf die Hälfte drücken können, also im Bereich von 150-180mA. Die HF-Störungen, die durch Schaltregler entstehen, können durch kluge Maßnahmen sehr stark gedämpft werden (Schirmung in Altoids box, passende Kondensatoren mit niedrigem ESR etc. --> Clint hat es vorgemacht: http://ka7oei.blogspot.de/2015/02/a-quiet-5-volt-usb-car-power-supply.html). Am Besten wäre ein gestuftes System: Schaltregler von Vcc auf 6.0 Volt, damit werden dann alle linearen LDO-Regler gespeist.
- Si514 statt Si570 als Oszillator (Vorteil: RX auch im LW/MW-Bereich sofort möglich, viel geringere Stromaufnahme): Da sparen wir weitere 50mA Stromaufnahme, da der Si514 sehr viel weniger leistungshungrig ist. Ich habe den Si514 hier laufen als Oszillator (im Teensy SDR), die Implementierung der Si514-library für den mcHF sollte nicht allzu schwierig sein. Phase noise ist beim Si514 etwas höher als beim Si570 (http://theradioboard.com/rb/viewtopic.php?t=6625), aber immer noch sehr gut und wesentlich besser als beim Si5351, der beim (1000EURO)-Elecraft KX2 zum Einsatz kommt! Ich glaube wirklich, die phase noise performance-Anforderungen der LOs bei IQ-SDRs werden völlig überschätzt, die Anforderungen sind durch die 4x-Teilung der LO-Frequenz gar nicht so hoch!
- NF-Stereo-Ausgang: dadurch wird ein pseudo-Stereo-Effekt möglich (links LSB, rechts USB), der die räumliche Wahrnehmung von CW-Signalen akustisch darstellt. Problem: separater LINE OUT entfällt (nur noch über USB möglich)
- zuschaltbarer attenuator im RX-HF-Eingang
Diese Aufstellung ist ganz bewusst nur als Ideen-Sammlung und Spinnerei gedacht! Viele der o.g. Ideen sind nicht sinnvoll, nicht umsetzbar oder nur mit sehr viel Aufwand umsetzbar.
Den Vergleich mit dem KX-2 finde ich aber deswegen so interessant, weil er zeigt, dass wir mit dem mcHF schon jetzt in der obersten Liga der Kompakt-SDRs einen vordersten Platz belegen.
Hoffentlich finden sich aber dennoch einige Anregungen/Motivationen für Verbesserungen / Erweiterungen des mcHF!
Frohes Basteln und Programmieren!
73 de Frank |
Title: Re:mcHF vs KX2: Ideen zum Optimierungspotenzial für unseren mcHF
Post by: DB4PLE on 12. July 2016, 17:28:02
Hallo Frank,
toller Vergleich.
Das mit dem Spannungsregler ist mir auch schon durch den Kopf gegangen.
Ein großer Teil der Stromaufnahme kommt aus dem 3.3 V Zweig, aber auch schon mit 6V statt 12V sollten sich die Stromaufnahme im RX drastisch reduzieren. Si570 braucht dann nur noch etwa die Hälfte, der Prozessor auch und auch das Display. Das sind (aus dem Kopf) schon so 300-350 mA, die dann nur noch sagen wir mal mit 180mA zu buche schlagen.
Im FA 11/15 war ja ein Umbau eines "billigen" Schaltreglers zu einem halbwegs ordentlichen Teil dargestellt (Platine hier: http://www.box73.de/product_info.php?products_id=3413) Den hatte ich mal im Auge für eine Erprobung, habe da aber noch nicht weitergemacht.
73
Danilo |
Title: Re:mcHF vs KX2: Ideen zum Optimierungspotenzial für unseren mcHF
Post by: DL5LF on 12. July 2016, 21:12:18
Ich hab "mal schnell" den 7805 rausgeschmissen und durch einen Schalttregler ersetzt.
7805 einfach raus und den Schaltregler (China Leiterplatte mit MP1584, 960kHz) auf dem UI-Board unter dem Display mit Fotokleber festkleben und an Pin 28-30 anschließen.
Jetzt ist die Stromaufnahme bei 240mA@13V. Bis 14 MHz kann man den "hören", meine Leiterplatten liegen aber auch so einfach auf dem Tisch. |
Title: Re:mcHF vs KX2: Ideen zum Optimierungspotenzial für unseren mcHF
Post by: DD4WH on 13. July 2016, 07:13:22
Hallo Frank,
hervorragend, da hast Du ja schon 50% Stromersparnis! Und wenn man dann den 8V-Regler auch noch rausnimmt (Audio-Amp direkt an 12V mit der Mod von Andreas), kann man den Verbrauch vermutlich noch ein bisschen stärker drosseln.
Dass bei der direkten Nutzung der Platine ohne Abblockung und Schirmung der Regler zu hören ist, ist klar. Ich bin überzeugt, dass man den Schalt-Regler aber durch passende Abblockung wie in dem von Danilo erwähnten FA-Artikel oder wie von Clint durchgeführt (link s.o.) ganz leise bekommen kann. Ich habe an meinem Teensy-SDR einen sehr guten kommerziellen Schaltregler verbaut (ohne Schirmung, http://www.technologie2000.de/hiqsdr/hiqpwr.html), den man so gut wie überhaupt nicht im SDR hört, obwohl er direkt im Gehäuse neben dem Bandpassfilter sitzt!
Andere Schaltregler haben auch tiefere Schaltfrequenzen (52kHz, 150kHz), so dass die Störungen im MW-Bereich dann auch geringer werden sollten.
Frohes Experimentieren!
73 de Frank
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Title: Re:mcHF vs KX2: Ideen zum Optimierungspotenzial für unseren mcHF
Post by: DC3AX on 15. July 2016, 15:38:08
Ich hatte auch schon mal die Überlegung den mcHF generell auf DC/DC Wandler von TI umzustellen. Die haben welche. deren Schaltfrequenz man umschalten kann. Damit könnte man die anhand einer Tabelle immer passend "aus dem Weg" schalten.
Bei den SI5xx Bausteinen war mir nur der Phasenjitter also der variierende Duty-Cycle von 45..55% als Problem bekannt, der entfällt aber vollständig in unserem Aufbau, da wir ja einen Teiler-Flipflop für I/Q dahinter schalten.
Bzgl. Uhr ist es so, dass man ein China-Modul aus dem Arduino-Sektor hinzufügen könnte, nach dem das LCD ja vor einiger Zeit etwas aufgeräumt wurde, könnte man da sicherlich einen Platz für finden.
Da mir persönlich das LCD für direkte Eingaben viel zu klein ist, arbeite ich gerade an der Verwendbarkeit eines ICOM Mikrofones mit ordentlich vielen Tasten. Leider ist es erst vor wenigen Tagen bei mir eingetroffen und der Ferienflieger wartet schon. Daher dauert es noch etwas, bis ich mich mit einer Adaption zurück melde. Grundsätzlich kann ich aber schon mal feststellen, dass das Mike adaptierbar ist. Ich fädele aber noch an einer Lösung, die die Nachrüstung ohne massive Umlötarbeiten ermöglicht.
Bis dahin, 73!
Ulrich |
Title: Re:mcHF vs KX2: Ideen zum Optimierungspotenzial für unseren mcHF
Post by: DL5LF on 09. September 2016, 22:39:26
Ich habe den 8V Regler auch noch ersetzt:
Stromaufnahme bei Empfang ca. 160mA.
Das Enable-Signal muss für den Regler (MP1584) invertiert werden, dafür habe ich ein FET eingesetzt (auf dem Bild noch nicht drauf).
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Title: Re:mcHF vs KX2: Ideen zum Optimierungspotenzial für unseren mcHF
Post by: Michael_K on 10. September 2016, 14:27:42
Hallo,
habe über den Sommer mit Stromaufnahme_RX, Akku-Verbrauch und Nachladen gekämpft.
Deshalb habe ich nach dem Beitrag DL5LF spontan bei eBay Module bestellt und werde testen.
@dl5lf:
1. welchen FET hast Du am Enable-Eingang genutzt ?
2. gibt es Erfahrungen bezüglich Wahl R4 und der Schaltfrequenz ?
Danke für Infos
vy 73 aus Erfurt
Michael_K |
Title: Re:mcHF vs KX2: Ideen zum Optimierungspotenzial für unseren mcHF
Post by: DL5LF on 11. September 2016, 15:33:32
An der Frequenz habe ich nichts verändert, nutze das Gerät auch wenig, deshalb fehlen Erfahrungswerte ob und wie die Schaltfrequenzen stören.
Kannst jeden N-Channel FET nehmen, ich glaube ich habe einen BSS123 genommen (Uds mindestens 20V, RdsOn spielt keine große Rolle). Das SOT-23 Gehäuse läßt sich ganz gut über die Widerstände löten.
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Title: Re:mcHF vs KX2: Ideen zum Optimierungspotenzial für unseren mcHF
Post by: Michael_K on 11. September 2016, 15:46:35
Danke für die Antwort,
Ende der Woche sollen die Teile kommen.
Dann sehe ich weiter.
vy 73 aus Erfurt
Michael_K |
Title: Re:mcHF vs KX2: Ideen zum Optimierungspotenzial für unseren mcHF
Post by: DD4WH on 12. September 2016, 10:18:38
Hallo Frank,
hervorragend, 160mA ist ja schon mal ein Wort!
Könntest Du vielleicht für diejenigen, die nicht genau wissen, wie man mit dem enable-Signal und dem FET umgeht (z.B. ich ;-)), eine kleine -gerne auch handgezeichnete- Schaltung posten, so dass ich das nachbauen könnte? Das wäre super!
73 de Frank |
Title: Re:mcHF vs KX2: Ideen zum Optimierungspotenzial für unseren mcHF
Post by: Michael_K on 12. September 2016, 14:37:58
Hallo,
möchte mich an die Bitte von Frank mit "anhängen". Ich dachte eigentlich, daß es ein P-Kanal-FET sein muß.
Denn zum Einschalten (und Halten) wird ja vom ui-Board ein Low-Pegel geliefert
Damit wir vom Gleichen reden hebe ich mal die Schaltung des Moduls (aus dem Web) angehangen.
vy 73 aus Erfurt
Michael_K |
Title: Re:mcHF vs KX2: Ideen zum Optimierungspotenzial für unseren mcHF
Post by: DL5LF on 13. September 2016, 20:41:11
Source = GND
Drain = EN (Pin2 an dem MP1584)
Gate = Steuerleitung des mchf (kommt von Pin2 am LM2941)
Der MP1584 ist mit 2 Widerständen an Pin2 beschaltet, die können dort bleiben, den FET mit Source/Drain vorsichtig über den Widerstand nach GND löten. 8) |
Title: Re:mcHF vs KX2: Ideen zum Optimierungspotenzial für unseren mcHF
Post by: Michael_K on 14. September 2016, 03:43:58
Danke für die Info,
korrigiere MEINE AUSSAGE zum Typ; es ist ein N-Kanal-FET.
Schaltung wie im Anhang; VT entweder als TO-92 in die freigewordenen Lötaugen des U3 oder als SOT-23 wie vorgeschlagen.
vy 73 aus Erfurt
Michael_K |
Title: Re:mcHF vs KX2: Ideen zum Optimierungspotenzial für unseren mcHF
Post by: DL5LF on 16. September 2016, 20:25:12
Das Audio-Spektrum des Testtons (tune} sieht mit 8V Schaltregler (5V Schaltregler immer drin) schlechter aus :'(
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Title: Re:mcHF vs KX2: Ideen zum Optimierungspotenzial für unseren mcHF
Post by: DL5LF on 16. September 2016, 20:26:12
Title: Re:mcHF vs KX2: Ideen zum Optimierungspotenzial für unseren mcHF
Post by: Michael_K on 18. September 2016, 14:46:03
Hallo,
noch mal zum Thema Schaltregler: Habe die Module am Samstag erhalten. Funktionieren auch am Lastwiderstand; ABER: die Einstellung der Ausgangsspannung ist dermaßen "filigran", bedingt durch den 150k-Regler für den gesamten Ausgangsspannungsbereich, daß schon der kleinste Ruck genügt um z. B. von 5V auf 6,5V zu springen.
Möchte da noch gerne einen Schutz (z. B. Z-Diode) integrieren um die IC's vor Zerstörung zu schützen. Hat da jemand 'ne Idee wie man das lösen kann. evtl. Leistungs-ZD parallel zum Ausgang?
vy 73 aus Erfurt
Michael_K |
Title: Re:mcHF vs KX2: Ideen zum Optimierungspotenzial für unseren mcHF
Post by: DB4PLE on 18. September 2016, 15:15:28
Hallo Michael,
nur so:
10 Gang-Poti. Die blauen. Da sollte deutlich genauer einzustellen sein. Allerdings natürlich größer.
Und am Ende dann Festwiderstände, als SMD, dann ist es wieder schön klein.
Grüße
Danilo |
Title: Re:mcHF vs KX2: Ideen zum Optimierungspotenzial für unseren mcHF
Post by: Michael_K on 19. September 2016, 06:19:12
Guten Morgen,
jetzt habe ich 3 Regler eingestellt; 1 nach Danilos Empfehlung (Danke); größeres Problem war dabei den richtigen R in 0805 im BE-Fundus zu finden. Die beiden anderen mit dem Trimmer; geht auch, ruhige Hand ist Bedingung. 2 Schlußfolgerungen:
1. die Stellung des Schleifers zu Beginn beachten; die Dinger haben ja keinen Anschlag
2. die Eingangsspannung sollte ca. 2V über der gewünschten Ausgangsspannung liegen.
Wichtig für die Unterste Betriebsspannungsgrenze (z. B. bei Akkubetrieb)
In den nächsten Tagen werde ich einen mcHF umrüsten. Mal sehen, was an Ergebnissen zusammenkommt.
vy 73 aus Erfurt
Michael_K |
Title: Re:mcHF vs KX2: Ideen zum Optimierungspotenzial für unseren mcHF
Post by: Michael_K on 20. September 2016, 15:13:04
Hallo,
noch mal zum Thema Step-Down-Regler:
habe heute die Regler auf mein rf-Board V0.5 angeschlossen. U3, U4, sowie R11 und R12 ausgelötet-
den 5V-Regler über IN-GND-OUT angeschlossen
für den 8V-Regler in die freigewordenen Pads 1-2-3 des U3 einen BS170 in TO-92 Bauform in der Reihenfolge D-G-S eingelötet; zusätzlich zu IN-OUT-GND eine Leitung (ON7OFF) vom gemeinsamen Punkt R11-R12 zum Regler gezogen. Das Ganze funktioniert erst mal.
Die Stromaufnahme bei verschiedenen Betriebsspannungen:
Stromaufnahme mit bei AFG=0
Regler-ICs Step-Down-Regler 5V Step-Down-Regler 5V & 8V
Uin[V] I[mA] I[mA I[mA
11,0 382 268 206
12,0 385 269 186
12,5 385 269 182
13,0 385 270 178
(Kopierte Tabelle leider etwas "schief" geraden, sollte aber zur Info reichen)
Macht mir zumindestens Hoffnung bzgl. der Störunterdrückung und einer vernüftigen Montage weiter zu machen
vy 73 aus Erfurt
Michael_K |
Title: Re:mcHF vs KX2: Ideen zum Optimierungspotenzial für unseren mcHF
Post by: DL3ED on 21. September 2016, 04:49:09
Hallo Zusammen,
ich habe auch den Stepdownwandler an stelle des 8 Volt Reglers eingebaut. Nur Diesen um keine Störungen auf der 5 und 3,3 Volt Seite durch die Schaltfrequenz zu haben. Hierbei ergibt sich ein Strom bei voller Displaybeleuchtung von 240 mA. Bei ab gedimmter Displaybeleuchtung sind es dann noch 200 mA.
Die Idee mit dem BS170 in den Löchern des 8 Volt Reglers ist gut, aber man muss noch die Widerstände R11 und R12 entfernen, sonst geht es nicht.
Der BS170 muss so eingebaut werden das die Abgeflachte Seite nach innen zeigt.
Um aus Sicherungsgründen kein Poti zu haben, habe ich Dieses durch einen Festwiderstand von 75 KOhm ersetzt.
Gruß Ulrich DL3ED |
Title: Re:mcHF vs KX2: Ideen zum Optimierungspotenzial für unseren mcHF
Post by: Michael_K on 26. September 2016, 14:58:56
Hallo,
muß doch noch mal zu Thema stepdown-Regler zurückkommen.
Habe 8V und 5V-Regler jetzt endgültig auf dem rf-Board V0.5 montiert (Bild). Meine Frage. In welcher Größenordnung (Amplitude) können denn die Störungen liegen,. die von den Reglern ausgehen?
Ich habe vergeblich mit dem Oszi auf beiden Leitungen gemessen. DC ist o.k., stimmt mit dem DVM überein; AC-mäßig nichts zu messen
vy 73 aus Erfurt
Michael_K
PS: die Platine unter den Reglern ist meine Akku/Netz-Umschaltung und die Einschaltelektronik |
Title: Re:mcHF vs KX2: Ideen zum Optimierungspotenzial für unseren mcHF
Post by: DF8OE on 26. September 2016, 15:18:43
Hallo Michael,
mit "Messen" ist hier nicht viel zu machen. Es handelt sich um einen Störnebel, der durch die Vielfachen der Schwingfrequenz entsteht und durch Leiterbahnen und/oder Bauteile abgestrahlt wird. Da die Schaltimpulse oft nicht exakt rechteckig sind (sondern etliche Ein- und Ausschwingprodukte enthalten), entstehen dadurch auch Mischprodukte. Am häufigsten sind bei Betrieb mit Schaltreglern Spikes in regelmässigen Abständen (auch ohne angeschlossene Antenne) zu beobachten - aber auch ein allgemein angehobenes Grundrauschen kann auftreten. Die Schaltfrequenz (und damit die Störungen) hängen auch von der Belastung des Schaltreglers sowie der Differenzspannung Ein/Ausgang ab.
vy 73
Andreas |
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