Der QCX+

 

Links QCX+ für das 40m Band von QRP Labs, rechts Eigenbau 80m CW-Transceiver

Eigentlich wollte ich den Bausatz erst im Herbst zusammenbauen, wenn die Tage kühler und die Nächte länger werden. Aber meine Neugier hat nun doch gewonnen und so habe ich die Bauteile von Hans Summers ausgepackt und den Lötkolben angeheizt. Aber vielleicht war es auch der Gedanke an die Pilze im Herbst, die mich dann dann in die Wälder ziehen und weniger an den Basteltisch.  

Der QCX ist ein alter Bekannter. Ich habe vor Jahren bereits die 80m Version gebaut. Geändert haben sich nur einige Details und der Print. Das Prinzip mit einem Quadratur Sampling Detector ist gleich geblieben. Neu hinzugekommen ist ein AGC-Modul und ein schönes Gehäuse, die man als Option ordern kann.

Der Zusammenbau verlief problemlos. Das Manual erinnert an Heathkit-Zeiten. Jeder einzelne Schritt ist genau beschrieben. Man kann eigentlich nur Fehler machen, wenn man die Bauanleitung nur überfliegt, anstatt genau zu lesen, und natürlich beim Löten. Und, ganz wichtig: beim Ringkerne bewickeln. 

Ich habe alle Bauelemente unter dem Stereomikroskop mit siebenfacher Vergrösserung gelötet und anschliessend alle Lötstellen ebenfalls unter dem Mikroskop kontrolliert. Mindestens eine Freihandlupe ist zu empfehlen. 

Das Teil lief auf Anhieb und auch der Abgleich verlief problemlos. Oder fast. Nachdem ich im ersten Abgleich-Schritt das 80m Band anstelle des 40m Bandes gewählt hatte, musste ich wieder einen Reset machen. Kurz vor der Ziellinie wird man nachlässig: 

Der Single-Bander macht Spass. Nicht nur das Bauen, auch das Funken damit. Das Gerät ist eine wahre Schatzkiste voller Optionen und Möglichkeiten, die sich über ein gut aufgebautes Menue aktivieren und verändern lassen. Ich gehöre zu denjenigen, die das meiste davon nicht brauchen. Weder einen zweiten VFO, Split-betrieb noch den CW-Decoder - der übrigens sehr gut funktioniert. 

Wichtig ist für mich, dass der Empfänger empfindlich, übersteuerungsfest und trennscharf ist und auch der Sender genügend Dampf hat. Bei letzterem musste ich aber etwas nachhelfen. War doch mein Teil an der unteren Grenze des Erwartungshorizonts. Bei 12 Volt Versorgungsspannung zeigte mein Anritsu Spektrumanalyzer mit vorgeschalteter 30dB Dämpfung schäbige 34,2dBm, also etwa 2,7 Watt. Bei 13,8 Volt waren es auch nur 3,5 Watt.  

Offenbar waren die Transistorkapazitäten etwas höher als erwartet und die Endstufe lief nicht im optimalen E-Betrieb. Nach verkleinern der Induktivität (L4) kam der Power aber in die Gänge. Um noch etwas nachzuhelfen, habe ich die Schutzdiode gegen Verpolung (Spannungsabfall!) durch ein Miniatur Relais ersetzt. Es schaltet die Spannung erst durch, wenn die richtige Polarität anliegt. Ein P-MOSFET für diesen Zweck lag zwar auch in der Schublade, doch die Relais-Lösung schien mir zuverlässiger. 

Nun liegt der Power meines Transceivers im versprochenen Bereich: 3,6 Watt bei 12 Volt und 4,75 Watt bei 13,8 Volt. Beim Empfang liegt der Stromverbrauch bei 120mA und beim Senden etwas über 500mA bei 13,8V.

Zum Vergleich: der im letzten Blogeintrag beschriebene Eigenbau 80m Transceiver liefert 5,7 Watt bei 12V und 7,5 Watt bei 13,8V. Der Empfänger braucht 28mA und der Sender gut ein Ampère bei 13,8V. Ein Schema dazu werde ich übrigens in einem der nächsten Blogeinträge noch nachliefern.  

Das optionale AGC-Modul ist leider nicht sehr wirksam und hat mich enttäuscht. Es ist nicht mehr als ein Pflaster. Es ist bei diesem Empfänger-Prinzip eben unmöglich eine AGC zu implementieren, wie man sie vom Superhet oder SDR her kennt. Immerhin bietet das Modul dem Trommelfell etwas Schutz gegen plötzlich aufpoppende starke Signale, wenn man gerade daran ist, einer schwachen Station zuzuhören und den Volumenregler aufgedreht hat.

Würde ich noch einen weiteren QCX+ oder gar QCX-mini kaufen? Vielleicht für ein anderes Band? 

Die Antwort lautet Nein. Mein nächsten Transceiver wird wohl wieder ein Eigenbau sein, ein altbackener Superhet. Vielleicht für das 60m Band? Oder ein anderer Bausatz. Trotzdem kann ich den QCX+ Bausatz weiter empfehlen. Das Bauen und ausprobieren macht Freude und man lernt immer was Neues dabei. In meinem Fall habe ich wieder die visuelle Dekodierung der Farbringe von Metallschicht Widerständen auffrischen können. Wie auch immer: Gut löten und genau lesen sind aber Voraussetzung für das Gelingen.

Ob dann das Teil nach ein paar Test QSO's wirklich gebraucht wird, oder sich im Gestell bei den anderen Bastulaten langweilt, ist ein anderes Thema. 

Vielleicht sollte ich noch erwähnen: Man kann damit u.a. auch Wispern oder ihn als Bakensender gebrauchen. Zum Beispiel für eine Fuchsjagd. Der QCX hat also gute Chancen, seinen Kollegen im Shack-Lager zeitweise zu entkommen 

   

 Letztes Bild: Verpolungsschutz mit Dioden und Relais. Vermeidet den Verlust von 0.6 Volt Spannungsabfall über der originalen Schutzdiode. Ich gebe es zu: eine Beleidigung für das Auge und verspreche, es noch "schöner" zu machen.

Funken wenn der Strom abgestellt wird.

 

Nicht nur Berg- und Naturfunker interessieren sich für kleine Transceiver mit einigen Watt Sendeleistung. Alarmiert durch das Schreckgespenst Energie und Strommangel, das fast täglich durch den Zeitungswald getrieben wird, werden auch viele Heimfunker. Bei Kerzenschein zu lesen, auf TV und Internet zu verzichten und ein Hähnchen im Cheminée zu braten, geht ja noch. Aber wegen Stromabschaltungen nicht funken zu können: das geht gar nicht. Da wird auch der Funker in der (noch) warmen Stube ganz elektrisch und zum Prepper.

Vielen fällt bei diesem Thema natürlich sofort ein kleiner QRP-Transceiver als Lösung ein. Betrieben mit einem Akku-Packet, oder einer sogenannten Solar-Powerbank für die Pessimisten. Also für die, die glauben, dass der Strom nicht so bald wieder kommt, wenn er einmal abgestellt wurde.

Funker, denen das Leben zu kurz scheint für QRP, setzen auf massivere Lösungen: Notstromaggregate, riesige Batterie-Cluster und Solarzellen auf dem eigenen Dach. Eher ein ungeeignetes Instrumentarium für Balkonfunker und nichts für kleine Portemonnaies. 

Uns Kleinfunkern bleibt also nur QRP-Geräte. Und die gibt es im Überschuss auf dem Markt. Fertig und als Bausatz. SOTA-Funker wissen da bestens Bescheid. 

Dank Mikroprozessoren können auch Kleinsttransceiver, was die grossen können. Ein Bespiel ist der uSDX der in verschiedenen Versionen das Internet bevölkert. Er ist bereits für 100 bis 200$ als chinesischer Clown erhältlich. Es ist ein sehr interessantes "Tranceiverli", ein Open Source Projekt holländischer und deutscher Funkamateure, die sich zum Ziel gesetzt haben, möglichst viel Hardware durch Software zu ersetzen. Ansporn war der QCX von Hans Summers G0UPL von QRP-Labs. Der uSDX kann zwar mehrere Amateurfunkbänder und hat viele "nice to have" Funktionen, doch ein Poti als Volumenregler ist der konsequenten Software-Strategie zum Opfer gefallen.

Der ursprüngliche QCX dagegen, ist ein Einbandtransceiver für CW und WSJT-X Betriebsarten. Er ist als Bausatz erhältlich, inzwischen auch als QCX+ und QCX-mini. Dieser Bausatz ist der günstigste Weg zu QRP und wer Löten kann und die Funkerprüfung nicht nur mit Auswendiglernen bestanden hat, schafft das.  Ein Lötkolben und ein Multimeter genügen, ein Messgerätepark ist nicht notwendig.  Man muss sich aber für ein Band entscheiden.

Wer gerne bastelt und über Messgeräte, ein gut gefülltes Bauteilelager und entsprechendes Know-how verfügt, kann aber auch bei Null beginnen. Es gibt genügend Baupläne in den Tiefen des Internets, um daraus Ideen und Schaltungsteile zu übernehmen und sich einen massgeschneiderten Transceiver zu bauen. Meines Erachtens sollte man aber keine Schaltung nachbauen, die man nicht zu 100% versteht. Und ohne Oszilloskop, Spektrum-Analyzer, LCR-Meter und Frequenzzähler befindet man sich streckenweise im Blindflug. Wenn man zu viele Komponenten zukaufen muss, weil sie die Bastelkiste nicht hergibt, wird das Teil teurer als ein gekaufter Bausatz. Was jedoch bleibt, ist der Spass und der Lerneffekt und beides lässt sich schwerlich in Geld ermessen.

Kürzlich habe ich diesen Weg gewählt. Die Bauteile in meinen Schubladen haben mich angezogen wie Magnete und die ungenutzten Messgeräte auf dem Tisch bekamen Macken vor lauter Langeweile. Natürlich bin ich technisch längst nicht mehr à jour, meinen Augen  droht der graue Star und die Hand braucht ab und zu einen Schnaps zur Sicherheit. Doch "Old Tech" ist in meinem Hirnkasten noch einigermassen erhalten geblieben. 

Das Ziel war ein 80m CW-Transceiver mit 5W und VFO zu bauen. Mit einem guten Superhet-Empfänger mit Quarzfilter und AGC. Ein reines Hardwaregerät ohne eine Zeile Software. "Kalter Kaffee", denkt ihr sicher. "Der Opa baut sich ein Nostalgie-Gerät." Natürlich habt ihr Recht. 

Allerdings kann dieser Selbstbau-Transceiver etwas, was selten einer der Käuflichen kann. Sein Empfänger braucht weniger als 30mA Strom bei 12 Volt. 

Das scheint mir ein wichtiger Punkt zu sein: viele QRP-Transceiver brauchen bei Empfang zu viel Strom. Wenn euch nach einem Bausatz oder Fertiggerät gelüstet: schaut genau hin. Wieviel braucht der RX, wieviel der TX und für welchen Spannungsbereich ist das Gerät ausgelegt? Wie lange kann ich z.B. mit drei 18650 Zellen funken?          

 Hier einige Impressionen aus dem chaotischen Innenleben meines 80m Transceivers:

Als Mischer fanden NE602/612 Verwendung (Gilbert Zellen). NF-Verstärker ist ein LM386N4, Die ZF beträgt 5MHz. Das Leiterfilter hat eine Bandbreite von 200Hz. Der VFO mit einer Kapazitätsdiode BB112 läuft daher bei 1.4 MHz und ist deshalb sehr stabil. In der Endstufe kam ein RD15HVF1 zum Einsatz. Bei 12.0V liefert er mehr als 5 Watt aus seinem 7 Poligen Tchebychev Tiefpassfilter. Der Transistor ist natürlich ein Overkill. Dafür ist die Endstufe praktisch unkaputtbar. Der Transceiver arbeitet von 10 - 15 Volt. Verwendet wurde, was ich in der Bastelkiste fand. Nichts musste hinzugekauft werden. Mal sehen, was das Teil zu meiner MagLoop sagt - bzw. umgekehrt.  

Und hier einige Quellen, die mir Inspiration und Ideen lieferten:

norcalqrp.org/manuals.htm

QRP Project Miss Mosquita

Le Forty 1

QRP Labs

YO3DAC

KD1JV Tribander

 

Yaesu zaubert den FT-710 aus dem Hut

 

Yaesu scheint vor der Markteinführung eines neuen Transceivers zu stehen. Nein, kein Nachfolger der beliebten FT817/818, die so alt sind, dass keine Zusatzfilter (CW!) mehr erhältlich sind. Auch keine überarbeitete Version des FT991A, dessen Wasserfallanzeige gegen den IC-7300 alt aussieht und dessen Menukonzept m.E. ein komplizierter Murks ist. Es ist auch kein "Schlachtschiff", beziehungsweise Flaggschiff, das da in den Markt einfahren soll. 

Was ist es dann? Leider habe ich keine Ahnung. Wer weiss schon, was in den Köpfen der Marketing-Samurai bei Yaesu vorgeht. Oder ist etwa der FTDX-10 schon obsolet, weil ein unabdingbares Teil für die Produktion nicht mehr erhältlich ist? 

Das neue Teil soll angeblich FT-710 heissen, und was bisher bekannt ist, haut einem nicht aus den Socken: Es soll klein sein, 100 Watt können und die Kurzwelle inklusive 6m abdecken. Von 2m oder 70cm keine Spur. Den Bildern nach hat es die üblichen Goodies, von der man in der Regel das meiste nie braucht. 

Vielleicht ist das Gerät als Konkurrent für den Icom IC-7300 gedacht. Oder als Nachfolger des FT-891. Schon der war ja ein seltsames Teil. Erwartet hatte man da einen Nachfolger des FT857 und heraus kam ein Transceiver im Mobilformat ohne 2m und 70cm und einem Menukonzept, das noch verzworgelter war als das vom IC-991A. Aber mindestens hatte der bereits ein CW-Filter eingebaut, DSP sei Dank. Wer heute noch für seinen FT-857 ein CW Filter sucht, ist ein hoffnungsloser Fall. Collins hat die Fertigung von mechanischen Filtern schon seit Jahren eingestellt. 

Was solls, Yaesu's Modellpolitik ist wie ein Kaleidoskop. Jedes Mal, wenn man reinguckt, sieht man etwas anderes; man freut sich zwar am Bild, doch Sinn steckt nicht dahinter. Das ist bei den Handys und FM-Mobilgeräten gut zu sehen. Alle paar Monate wieder ein neues Teil, doch wirklich neu ist eigentlich nichts ausser der Verpackung.

Danke Ralf für den Hinweis.

 

160m zwischen DX, NVIS und Bodenwelle

 

Nicht nur das 6m Band hat magische Momente zu bieten. Der interessierte Funker findet sie auch auf dem 160m Band. Auf diesem Grenzwellenband zwischen Kurz- und Mittelwelle findet man - neben Seefunk - vor allem zwei Typen Funkamateure: Die DXer und die Lokalen. Die DXer arbeiten hauptsächlich mit flach strahlenden Vertikalantennen mit guten Radialnetzen und separaten Empfangsantennen. Die Lokalen verfügen in der Regel nicht über das notwendige Terrain oder eine Bewilligung, um hohe Masten zu errichten. Denn ein Viertelwellenstrahler muss auf diesem Band ca. 40m hoch sein. Sie benutzen das 160m Band selten für DX sondern eher für NVIS Verbindungen über einige hundert Kilometer - vor allem für SSB QSO's. Es ist eine gute Alternative zum übervölkerten 80m Band und im Winter manchmal sogar alternativlos, wenn morgens oder abends die 100km-MUF unter 3.5MHz fällt.

Neuerdings findet man aber noch eine dritte Sorte Funker auf dem 160m Band: Die FT-8 Funker. In dieser Betriebsart reichen bereits eine Vertikalantenne von z.B. 10 bis 15m und die üblichen hundert Watt, um DX-Verbindungen zu tätigen. Ohne Kilowatt und ohne CW-Kenntnisse. Nur die Bedienung eines Computers ist Voraussetzung. Eigentlich ginge es auch ohne Amateurfunkprüfung. 

Doch ob DX-Spezialist, Kurzstreckenfunker oder FT8er. Für alle gelten die gleichen "Spielregeln": 

1. Die Störungen durch unsere modernen Elektronikspielzeuge sind in urbanen Gebieten ausserordentlich hoch. Störpegel von S9 in SSB-Bandbreite sind keine Seltenheit. Das QRM aus Powerline-Technologie, billigen Schaltnetzteilen und all dem vielen Zeug in dem die Komponenten zur Entstörung "vergessen" wurden, liegt weit über dem natürlichen atmosphärischen Pegel (QRN). Dieser Umstand reduziert die Reichweite beträchtlich.     

2. Die Ionosphäre ist zwar zuverlässiger als im Magic Band, doch hat sie auch in diesem Band ihre besonderen Macken: Bei Sonnenaufgang tritt die unterste Schicht der Ionosphären, die D-Schicht, in Erscheinung und verschwindet erst bei Sonnenuntergang wieder. Anstatt die 160m Wellen zu reflektieren, schwächt sie die Wellen so stark, dass sie kaum eine Chance haben, die darüber liegenden Schichten zu erreichen. Deshalb ist der Sommer mit seinen langen Tagen und seinen Gewittern keine gute Zeit für das 160m Band. Wer sich noch an den Mittelwellenempfang erinnert, kann das gut nachvollziehen.

Über 160m DX will ich heute nicht schreiben. Da gibt es einige gute Bücher von Spezialisten. Ausserdem bin ich auf Magnetloop Antennen beschränkt und lebe in einem Alpental. Diese Kombination ist äusserst ungünstig für den 160m Funker und ganz speziell für DX auf diesem Band. Doch NVIS Funkverkehr über einige hundert Kilometer liegt auch unter diesen Bedingungen drin.

Die Magnetloop ist wegen ihrer Strahlungscharakteristik im Prinzip eine gute NVIS-Antenne, wenn nur ihr Wirkungsgrad nicht so grottig schlecht wäre. Zumindest bei einem noch vertretbaren Durchmesser.

Wer einen Draht aufspannen kann, ist besser dran. Vorausgesetzt, er macht alles richtig. 

Nicht viel falsch machen, kann man mit einem klassischen Dipol. Auch wenn man den, in Ermangelung eines zweiten Mastes, als umgekehrtes V aufspannen muss. Doch so ein Teil braucht Platz und heutzutage hat kaum jemand einen 80m langen Garten für einen 160m Dipol zur Verfügung, Es sei denn, er wohne auf dem Land in einem Bauernhof. Für den Normalfunker bleibt nur eine Verkürzung des Dipols übrig. Doch das hat seine Grenzen. 30m zum Beispiel, also zweimal 15m, bringen nicht nur eine kräftige Einbusse beim abgestrahlten Signal, die je nach Bodenbeschaffenheit und der Güte der Verlängerungsspulen gut -20dB betragen kann. 

Mit dem Kurzdipol schrumpft auch die nutzbare Bandbreite der Antenne. Man muss sich dann mit ungefähr 20kHz zufrieden geben. Besser ist es in diesem Fall, ganz auf Verlängerungsspulen zu verzichten und den Dipol über eine Zweidrahtleitung zu speisen und einen automatischen Tuner mit 1:1 Balun zu verwenden. Oder besser einen symmetrischen Tuner ohne Balun. Mit dieser Konfiguration kann man den Kurzdipol dann über das ganze 160m Band abstimmen. 

Aber es gibt noch eine andere Lösung. Nämlich eine Antenne, die noch einfacher aufzubauen ist, als ein Dipol: eine Inverted L, ein umgekehrtes L. Ein vertikal aufgespannter Draht, der oben abgewinkelt in einen horizontalen Teil übergeht. Zwar auch eine Zwei-Mast-Lösung oder eine Mast-Baum- Kombination. Doch eine, die ohne Balun und mit einem "einbeinigen" Autotuner funktioniert - z.B. einem CG3000. Allerdings müssen drei Bedingungen erfüllt sein, damit aus diesem Gebilde eine gute NVIS-Antenne wird: 

Der horizontale Teil muss wesentlich länger sein als der vertikale und darf eine gewisse Gesamtlänge nicht unterschreiten (ca. eine Viertelwelle). Sonst wird daraus wieder ein Flachstrahler. Also eine DX-Antenne, die weniger für den Lokalverkehr geeignet ist. 10 bis 12m vertikal und 40m horizontal sind ein guter Kompromiss. Wenn nötig auch mit abgewinkeltem Horizontalteil. Eine solche Antenne ist ein passabler Vertikalstrahler für 160m und zudem ein ausgezeichneter NVIS-Strahler für das 80m und 60m Band. Für das 40m Band ist die Antenne jedoch als NVIS-Strahler unbrauchbar. Ausgerechnet in der Vertikalen hat sie eine Nullstelle. 

Die dritte Bedingung für eine wirksame Inverted L ist eine gute Erdung. Ein Erdpfahl ist das absolute Minimum. Spinnt der Tuner und rattert ziellos umher, dann ist in der Regel die Erdung ungenügend. Radiale können dann helfen.

Natürlich kann man auch mit der Bodenwelle funken, ganz ohne sich mit den Eigenschaften der Ionosphäre herumzuschlagen. So wie es die Militärstationen im zweiten Weltkrieg getan haben. Eine kurze Rutenantenne und ein Erdpfahl, mehr braucht es nicht. Erst gegen Kriegsende merkten die Militäringenieure, dass es besser ist, über die Ionophäre zu funken. Das war die Geburtsstunde der L-Antenne. Hier die Fortsetzung zum oben genannten Artikel aus meinem Blog. 

Bevor jetzt wieder einer motzt, der an der Küste wohnt: die Reichweite der Bodenwelle ist stark abhängig vom Untergrund. Übers Meer funkt man tagsüber 300km und mehr. Und in der Ebene, mit gut leitfähigen Grund, geht's sicher auch bis 100km, wenn das QRM nicht zu gross ist. Doch im Hügelland oder gar in den Bergen ist bald einmal der Ofen aus. 50km mit der Bodenwelle auf 160m sind schon "DX". Ein Funkfreund wohnt 30km von mir entfernt hinter der nächsten Voralpenkette. Trotz 100W und Vertikalantenne ist er kaum zu hören. Und meine Magloop hört auf 160m das Gras wachsen, da lokale Störungen fehlen. Auf 2m haben wir übrigens eine perfekte S9 Verbindung, notabene in FM.

Aber die Bodenwelle ist ein alter Hut. Den kann man bereits in alten Büchern nachschauen, wie zum Beispiel diesem da: 

Darin findet man dann hübsche Diagramme für die Feldstärke, abhängig von Distanz und Untergrund. Und da sieht man sofort: Übers Meer geht die Mittelwelle viel weiter als in der Wüste. Darum findet ein Teil des Seefunks immer noch auf Grenzwelle statt. Auf Mittelwelle, dem ehemaligen CW-Seefunkband um die 500kHz, läuft die Bodenwelle übrigens noch viel weiter. Unser 600m Band wäre also eine ganz tolle Sache, wenn nur die Welle nicht so unmöglich lang wäre.

  Ein OM und Prepper und ehemaliger Infanterie Scout hat sich intensiver mit dem Thema Inverted L Antenne und NVIS beschäftigt. Hier geht es zu seiner Webseite und hier direkt zum Thema.

Hier habe ich über meine ersten Versuche mit einer Magloop auf dem 160m Band geschrieben.

Das war noch am alten QTH im Mittelland. Inzwischen bin ich ja, wie ihr wisst, in eine neue Anstalt umgezogen, oder gezügelt wie man hier sagt. Und hier hat meine 1.6m Loop für das 160m Band ein Zusatzpaket erhalten. Das Resultat ist erstaunlich, wie da zu lesen ist. Doch jetzt ist Sommer und da ist 160m erst mal out.