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EN CONSTRUCTION

Elecraft

KX-1

by F6BLK QRP
november 2003

The Elecraft KX1 is an ultra-light, Two-band CW station (Three-band option). The KX1's enclosure measures just 1.2"H x 3"D x 5.3"W. The KX1 includes a superhet receiver with variable-passband crystal filter, RIT, S-meter, DDS VFO w/3 tuning rates, 3-digit display, memory keyer, battery voltage monitor, and a 1 to 4-watt transmitter with full QSK. The VFO covers the full 20 and 40 meter ham bands, with receive-only tuning of nearby SWL segments. 30 meters is available as an option.

Descriptif

One of the charactéristic of this trnasceiver is its high portability : it can be powered from 6 AA batteries or from a 14V wall DC PS (700mA).
It is obviously dedicated to the week-ender.
A single lenght can be uded as an antenna. An antenna coupler is recommended. It could be the internal (option) KXAT1 or an other type.
A separate module as an option is available to cover the 30 meter band (KXB30).

The AD9834 DDS and its 50 MHz clock are premounted on the board.(Ouf!) - cliché F6BLK

The VFO uses a DDS AD9834 which is not common in a transceiver of this category. This DDS has a very low drain current (compared to many others) and is able to generate a very clean signal

The design is very classic and is a mix of published QRP design..

Receiving section

An input filter using 2 molded coils and switched caps is used as front-end. Capacitor selection is done through a relay (40m) or PIN diodes (30m)
The input filter is followed by a well known NE602 (SA602/612)as a mixer. It is followed by the quartz filter (3Xtal 4.915MHz)
Varicap diodes are used in the filter instead of fixed capacitors; this allows a progressive variation of the filter bandpass via a single pot located on the front panel.
The output of the filter feeds the product detector, an other NE602. The oscillator part uses an extra Xtal of the same frequency for the BFO.A coil mounted in serie with the quartz lowers the oscillation frequency.
The audio amp uses the low power LM386.
The AGC circuit is audio derived and reduce the product detector gain. The dynamique range is somewhat low.

translit section

The signal coming form the DDS is directly amplified by a J309 followed by a 2N4124 before feeding the class C PA (2SC2166)DDSan output filter is used to attenuate the harmonics to the legal level. The filter is a double section PI network which match the PA to the 50 ohms antenna output.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...

le kit