Примерно к концу 90-х годов прошлого века стало очевидно, что ведущие фирмы, выпускающие трансиверы, не всегда способны угадать и удовлетворить запросы определенной части радиолюбителей. Конечно, трансиверы становились все сложнее, но явно не пропорционально улучшению параметров (в частности, приемников).
Небольшая американская фирма Elecraft получила известность и закрепилась на рынке радиолюбительской приемо-передающей аппаратуры благодаря трансиверу Elecraft К2, который поставляется в виде набора для сборки. Этот довольно хороший трансивер имеет высококачественный приемный тракт. Установив в К2 дополнительные узлы, можно получить современный трансивер с выходной мощностью 100 Вт и простой системой цифровой обработки сигнала (DSP).
Идеи по дальнейшему усовершенствованию К2 привели к разработке трансивера Elecraft КЗ — программно-определяемого радиоустройства со сложной DSP, отличными параметрами приемника и широким набором функциональных возможностей в солидном, эргономично спроектированном корпусе.
В отличие от К2, КЗ не является «набором деталей», а поставляется или в полностью собранном виде, или в виде набора не требующих пайки модулей, полностью протестированных и настроенных. Паять детали для поверхностного монтажа для большинства любителей оказалось бы весьма затруднительным.
С широким выбором дополнительных узлов стоимость КЗ варьируется в пределах примерно от 1400 USD для базовой модели КЗ/10 (10 Вт) трансивера в виде набора для сборки до более 4000 USD для КЗ/100 (100 Вт), полностью собранного на заводе. Подробную информацию о дополнительных модулях и возможных конфигурациях можно получить на сайте Elecraft ().
Итак, базовый Elecraft КЗ/10 работает CW, SSB и цифровыми видами связи на всех любительских KB диапазонах (1,8 — 54 МГц) с максимальной выходной мощностью 10 Вт. Установив всего лишь 2 дополнительных фильтра, можно работать и в режимах AM и FM. Единственным различием между КЗ/10 и КЗ/100 является мощность передатчика (соответственно, 10 и 100 Вт). Превратить КЗ/10 в Elecraft КЗ/100 очень просто — достаточно установить модуль дополнительного усилителя мощности.
Сборка Elecraft КЗ/10 занимает примерно около 12 часов, и эта работа с помощью хорошо иллюстрированного руководства, которое можно скачать с web-сайта Elecraft, оказывается довольно простой. В корпусе аппарата остается много свободного пространства. Конечно, часть этого пространства зарезервирована для дополнительных модулей (усилителя мощности 100 Вт, антенного тюнера и субприемника), однако даже при установке всех этих модулей все же остается достаточно места для дальнейших усовершенствований.
После сборки рекомендуется посетить web-сайт Elecraft и проверить, не появилась ли более свежая версия программного обеспечения, которое радиолюбитель может загрузить в трансивер с помощью специальной программы. КЗ может подключаться к компьютеру через кабель USB-COM (поставляется Elecraft) или через стандартный кабель СОМ-СОМ. Программно можно задать периодический поиск новых апгрейдов для КЗ.
Основные функции КЗ очень легко освоить с помощью 3-страничного раздела «Быстрый старт» в «Руководстве пользователя», однако функционально богатый аппарат способен предложить гораздо больше, чем просто прием и передачу сигналов. На освоение расширенных возможностей придется затратить время. Подробности их использования описаны в 10-страничном разделе «Основные операции» и 7-страничном разделе «Улучшенные функции». Еще более 5 страниц плотного текста знакомят с функциями, доступ к которым осуществляется через меню. Так как многие из функциональных возможностей КЗ задаются программно, то список функций определенно будет расти и изменяться.
Пожалуй, самым важным достоинством КЗ является широкий набор средств борьбы с помехами и шумами. Классической проблемой в любительской радиосвязи является выделение слабого сигнала при наличии одного или более мощных мешающих сигналов. КЗ представляет несколько вариантов решения этой проблемы. В трансивере используются переключаемые roofing-фильтры в тракте первой ПЧ для ограничения внеполосных сигналов, попадающих в приемник. Эти мощные нежелательные сигналы могут перегружать каскады усилителя и смесителя, порождая внутренне генерируемые паразитные сигналы, которые ухудшают характеристики приемника. Следует обратить внимание на то, что назначением roofing-фильтра является защита тракта ПЧ от мощных сигналов, а рабочая полоса пропускания формируется с помощью DSP.
Базовая модель КЗ оснащается 5-кристальным roofing-фильтром с шириной полосы 2,7 кГц, который может быть заменен на 8-кристальный с шириной 2,8 кГц во время заказа набора. Можно приобрести дополнительные 8-кристальные фильтры с шириной полосы пропускания 6; 2,2; 1,8; 1,0; 0,4 и 0,25 кГц, а также 5-кристальные на 500 и 200 Гц. Фильтр с шириной 6 кГц необходим для приема АМ-сигналов.
Для установки фильтров предусмотрены 5 слотов на основной радиочастотной плате, и еще до 5 фильтров могут использоваться в дополнительном субприемнике KRX3. Хотя для узкополосной фильтрации (например, полосы шириной 500 Гц) при работе телеграфом или цифровыми видами связи не обязательно требуется узкополосный roofing-фильтр (ширина рабочей полосы определяется DSP.), но использование такого фильтра улучшает динамический диапазон приемника при очень малом частотном разносе.
При тестировании в лаборатории ARRL был добавлен 8-кристальный roofing-фильтр с шириной полосы пропускания 400 Гц. Представленные в таблице результаты испытаний впечатляют. Общие параметры приемника оказались на уровне самых лучших аппаратов, которые когда- либо тестировались в лаборатории. Кроме того, это действительно первый приемник, имеющий динамический диапазон по интермодуляции 3-го порядка более 100 дБ при малом частотном разносе.
Обеспечиваемые DSP ширина полосы пропускания и частотный сдвиг полосы фильтрации автоматически согласуются с комплектом установленных roofing-фильтров. Возможны четыре вида фильтрации: с заданием ширины полосы и ее сдвига для телеграфии и телефонии, со сдвоенной полосой для телеграфии и двух- тоновая (для RTTY).
В КЗ ширина полосы DSP-фильтрации может быть сужена вплоть до 50 Гц, и при этом звучание остается отличным, без появления звона. Разработанный для работы телеграфом специальный фильтр со сдвоенной полосой является сочетанием узкополосного фильтра с крупными скатами, выделяющего требуемый сигнал, с фильтром с пологими скатами и варьируемой шириной полосы, который позволяет оператору одновременно прослушивать соседние частоты при меньшей громкости.
И, наконец, двухтоновый фильтр с двумя пиками АЧХ является стандартным для работы RTTY. Форма АЧХ фильтров графически отображается на дисплее вместе с частотами настройки.
Целью notch-фильтрации (узкополосной режекторной фильтрации) является подавление узкополосной помехи (например, несущей или CW-сигнала). Трансивер КЗ имеет два различных notch- фильтра. Фильтр с ручным управлением перестраивается в пределах от 200 до 3920 Гц и может работать в любом режиме. Автоматический фильтр, отыскивающий и ослабляющий одиночный тон, работоспособен только в телефонных режимах.
В тракте первой ПЧ (8215 кГц) установлен довольно традиционный аппаратный подавитель импульсных помех с широким диапазоном регулировок в активном состоянии. Он имеет установки ширины полосы (узкая, средняя или широкая), выбираемые в соответствии с шириной полосы частот сигнала помехи, который необходимо подавить. Обеспечена также 7-ступенчатая установка относительной величины подавления. Этот подавитель полезен при борьбе с широкополосными электромагнитными помехами от таких источников как линии электропередач или системы зажигания автомобилей.
Использующий DSP второй подавитель располагается в тракте ПЧ 15 кГц и имеет 21 режим. Такой подавитель наиболее эффективен в случае электронных помех, подобных помехам от близко расположенного компьютера. При включенной АРУ может использоваться базирующаяся на DSP система шумопонижения (NR) с 16 различными установками для ослабления случайных шумов, которые повсеместно присутствуют в радиоспектре. Эта система может вызывать очень существенные изменения в разборчивости приема сигналов в любой местности и с любой антенной. В большинстве случаев имеет смысл потратить время на правильный подбор регулировок для различных режимов работы и диапазонных условий.
Только между установками подавителей помех и системой шумопонижения существует 7056 активных комбинаций. Выбор наиболее оптимальной из них весьма затруднителен. Здесь оператору всегда приходится идти на компромисс: ведь понижение уровней нежелательных сигналов обычно сопровождается ростом искажений полезного аудиосигнала. Приходится искать оптимальный баланс между разборчивостью приема и утомляемостью слушателя. После того как будет найдена зона наи
лучшего восприятия, включение и выключение NR удостоверит вас в ее эффективности.
Для облегчения работы с расстройкой частоты (RIT/XIT), кроме индикации частот на дисплее, в нижнем правом углу передней панели установлены три светодиода, которые индицируют направление смещения расстройки по частоте или нулевое состояние. Еще один светодиод вблизи гнезда телефонов светится, если различаются частоты передачи и приема.
При работе цифровыми видами связи и телеграфом обычной проблемой является обеспечение точной настройки на частоту корреспондента, и КЗ может помочь в этом оператору тремя способами:
— с помощью кнопки SPOT, нажатие которой активизирует генерацию аудиотона с корректной высотой, позволяя настроиться на принимаемый сигнал до полного совпадения с частотой аудиотона;
— с помощью кнопки CWT, которая включает дисплей визуальной настройки;
— с помощью кнопки SPOT при включенной CWT, что заставляет КЗ автоматически плавно смещать частоту до полного совпадения с частотой входного сигнала. CW-операторы высоко оценят то, что можно продолжать прием во время подстройки КЗ по частоте до нулевых биений. Такая автоматическая настройка возможна и при работе PSK31, но в этом случае все же может потребоваться некоторая ручная подстройка.
Телетайпные сигналы со стандартной скоростью 45 Бод могут отображаться на дисплее КЗ в виде бегущей строки, а CW-манипулятор может использоваться для передачи телетайпных сигналов непосредственно через КЗ без использования компьютера. Любая из восьми ячеек памяти CW-сообщений может быть запрограммирована RTTY-сообщениями.
Как в режиме передачи, так и в режиме приема можно воспользоваться дисплеем декодирования телеграфных сигналов. Этот дисплей особенно полезен для тренировки — он помогает вырабатывать навык оставлять правильные интервалы между словами. Можно выбрать режим включения дисплея только во время передачи. Конечно, такой дисплей позволит начинающим радиолюбителям воспринимать телеграф быстрее, чем на слух.
Смена диапазонов легко осуществляется нажатием кнопок «вверх» и «вниз», или можно просто перейти на любую частоту с помощью клавиатуры прямого ввода. Большая ручка VFO А изменяет одновременно частоты приема и передачи, за исключением случая, когда активирован режим SPLIT — тогда частота передачи устанавливается ручкой VFO В. Если не включены RIT или XIT, то валкодер, управляющий RIT/XIT, можно сконфигурировать для грубой настройки VFO А, давая возможность очень быстрой смены частоты (QSY).
В КЗ обеспечено эквалайзирование аудиосигнала при приеме и при передаче. АЧХ аудиотракта может регулироваться в 8 полосах с шагом 1 дБ в пределах ±16 дБ. Качество регулировки аудиосигнала передачи можно проконтролировать с помощью головных телефонов без выхода в эфир.
При активизации режима «Аудиоэффекты» принимаемый аудиосигнал подается на стереофонические головные телефоны или стереофонические внешние громкоговорители с мобильной регулируемой задержкой звучания одной стороны относительно другой. В ходе пробной эксплуатации КЗ оказалось, что прослушивать эфир в этом режиме гораздо приятнее и менее утоми
тельно по сравнению с обычным монофоническим звучанием.
Elecraft всегда внимательно прислушивается к мнениям потребителей ее продукции и оперативно реагирует на большинство замечаний и пожеланий. Случай с КЗ не стал исключением. Модернизация этого трансивера весьма облегчена тем, что он является программно- определяемым устройством. На web-сайте Elecraft выкладываются обновленные версии программного обеспечения для КЗ. Однако, для решения ряда выявленных проблем потребовались изменения и в «железе». Так, например, при первоначальном тестировании КЗ/10 в лаборатории ARRL обнаружилось, что время перехода с приема на передачу и обратно великовато для работы AMTOR. Специалисты Elecraft исправили этот недостаток и, к тому же, улучшили работу АРУ. Дополнительный конденсатор устраняет укорочение первой посылки при телеграфной манипуляции и улучшает форму сигнала. Эти изменения сделаны в аппаратах, поставляемых в настоящее время.
Первоначальные испытания КЗ/10 в лаборатории ARRL выявили весьма существенный уровень искажений (-23 дБ) по интермодуляции третьего порядка передатчика, а специалисты Elecraft утверждают, что эти искажения должны быть меньшими. Кстати говоря, при испытаниях КЗ/100 при выходной мощности 10 Вт искажения оказались на уровне -27 дБ. Elecraft работает над решением этой проблемы, а в настоящее время рекомендует пользователям КЗ/10 при работе SSB выше 17 МГц устанавливать выходную мощность не более 8 Вт.
«QST», апрель 2008 г.