介绍
Elecraft K3的收发机无疑是我所拥有过的最复杂的电台。 幸运的是,“恢复出厂设置”设置智能地选择并允许 一个获得超过可接受的性能没有调整 user-settable参数。
这个页面exploresA 调整的影响五AGC-related K3的许多参数 user-settable配置参数。
首先讨论了AGC阈值和斜率,紧随其后 AGC衰减时间(快速和慢速设置)和AGC时间。
AGC SLP和AGC刺
K3所有者手册提供了一个简短的描述 这两个参数:
可能的AGC方案得到参数的范围是0到15日 允许AGC刺值2 - 8。
数据是 从我的K3、操作与固件版本2.22。 当然,这是可能的 其他固件版本会改变这些参数的行为。 我的K3 被Elecraft装配和校准,AGC SLP和AGC刺 设置如上图, 也就是说, 12和5。
在查看数据之前,看到的第一个有用的 “名义上”我们期望看到的视图。 你也希望读我 页面自动增益控制测量, 接收机自动增益控制曲线 结合这个页面。
首先,AGC意味着自动增益控制和它的功能 是保持接收机的音频输出或多或少不变作为射频输入 信号的变化水平。 设计一个有用的、稳定的AGC系统是重要的 的任务。
方便把K3的AGC的特征 分为四个区域,如在西娅对概念图。
四个区域:
1. 极弱信号的音频输出 主要由噪声,因此没有不能改变的信号 增加。
2. 当信号电平大于 噪音,音频输出增加在一对一的基础上, 也就是说, 1 dB 增加输入信号电平音频输出结果在1 dB增加。 这种关系是更明显的信号,信号加噪声比 增加超过10 dB左右。
3. 在一个点定义的AGC刺设置,K3的 AGC软件开始运行,增加了音频输出以较慢 比增加射频信号所代表的水平。 增加射频信号电平10 dB可能,例如,increaseA 音频输出2 dB。 这对信号的输入与输出的关系 高于阈值点是由AGC SLP设置。
4. 一旦输入信号水平增加 大约-43 - -48 dBm(K3的前置放大器;10 dB较弱的水平 如果前置放大器)是一个独立的硬件AGC电路生效。 的 硬件AGC阈值和斜率不用户可设置的,而不是通过 在K3组件的变化。 (K3早些时候生产运行有不同 硬件AGC阈值和更新设备。)
测试设置
AGC的描述定义了一个措施。 以来 功能是调整音频输出的射频输入不同,我们只是适用 K3的已知水平的射频测试信号和测量后的音频输出 短暂停顿的稳定水平。 提高信号电平和重复 音频输出测量。
去做这几个AGC SLP和组合 AGC刺,每一个涉及100多个人测量将是乏味的, 至少可以说。
幸运的是,计算机控制测试设备允许我们 自动化这个过程。 下图展示了安排我过去 这个页面上收集数据。 我写M6300笔记本电脑运行软件 控制惠普8657 a signalA生成器和readA安捷伦 34410数字万用表。 此外,该软件读取K3报告 段显示的信号强度图。 savedA数据 负责分析和策划的磁盘 源软件 数据绘图软件。
射频信号水平从-140 dBm - -20 dBm,1 dB 增量。 K3在连续波模式下操作,除非AGC在缓慢、前置放大器 否则指出。 带宽设置为600赫兹。 数字万用表是34410 真有效值阅读计和交流响应。
一个典型的数据文件内容如下(文件 截断)。
K3信号电平/信号强度计 检查/ AGC音频
运行日期/时间:2008年8月16日10:55:40
收发器ID ID017;
收发信息IF00007000010 -000000 0003000001;
过滤器BW FW0000信息;
AGC速度/ GT004状态;
模式MD3;
前置放大器模式
注意模式RA00;
射频增益RG239;
Prologix卡版本Prologix GPIB-USB控制器版本5.4
安捷伦34410 ID安捷伦科技,34410,MY45000265,2.21 -1.10 -0.09 46-6
起步阶段:-140 dBm
停止水平:-20 dBm
水平步:1 dBm
7 MHz频率
AGC =缓慢PRE =阈值= 5斜率= 09年
dBm条形图音频
- - - - - - - - - - - - - - - - - -
-140 0 + 2.05011334 e 03
-139 0 + 1.87790216 e 03
-138 0 + 1.85180895 e 03
-137 0 + 2.06282250 e 03
-136 0 + 2.07184504 e 03
…
-22年18 + 7.74713052 e-02
-21年18 + 7.75875510 e-02
-20年19 + 7.76909983 e-02
快/慢AGC; 前置放大器开/关
在调整AGC SLP和阿克查刺之前,我第一次测量和绘制 自动增益控制特性曲线的默认值12和5,分别 与AGC快和AGC慢和前置放大器。
下图展示了在我们四个区域 概念上的讨论。 更容易观察和测量之间的匹配 用前置放大器的概念看数据, 也就是说, 红色的 和黑色的曲线。 (这也是显而易见的,没有真正的差别 快与慢之间AGC速度对于我们的目的)。
首先,对于弱信号,从-140年到-130年dBm,音频 产量相对稳定。 这是因为占主导的音频噪声。
然后,我们开始看到从噪声和信号上升 保持1:1的关系的阿克查阈值。 例如,在 -120 dBm输入、音频输出-45伏特分贝(dB对1伏特RMS)。 在-110 dBm输入、音频输出是-37伏特分贝,8分贝增加,不太1:1。 (-120 dBm输入噪声测量音频组件是污染 某种程度上,可能占到一些不同。)
软件自动增益控制阈值约为-104 dBm可见。 20 dB信号增加(从-90年dBm - -90 dBm),音频输出 增加1.5 dB(从-30年到-28.5伏特分贝)斜率为1.5:20,输出变化: 输入的变化,在dB。
在-43 dBm,我们看到硬件自动增益控制的影响。 一个的 硬件AGC与其说体现在一个清晰的拦截/斜率变化 它在消除AGC响应的涟漪。 我不知道的来源 涟漪,但一种可能性是,K3的DSP使用的近似 对数函数优化的速度而不是精度。 在任何情况下, 涟漪展览相对较小的振幅变化,0.5 dB和顺序 可能检测不到当使用正常的K3的目的。
前置放大器的作用是将曲线 大约10 dB,前置放大器增益。 它还增加10分贝的噪音,这是 容易出现的不同形状的曲线很弱的信号。
调整AGC刺
我跑信号扫情节AGC刺的所有可能值, 同时保持AGC SLP在12。 此外,我跑我的扫描K2作为比较 点。
从数据,我的 估计 阈值设置 是:
AGC刺 相应的输入
信号电平
2 -117年dBm
3 -110.5 dBm
4 -105年dBm
5 -103.5 dBm
6 -102.5 dBm
7 -101年dBm
8 -99年dBm
我这些值基于,我看到一个明确的 从1:1坡分歧,但理性的人们能读懂这些 数字几分贝。
K2是AGC阈值点是在-80年和-90年之间 dBm,但AGC应用程序并不突然,很难定义 单一的“阈值”。
调整AGC方案得到
我接下来看着不同AGC坡无声地keepingA 工厂默认设置的阈值,阿克查用力推常数的5。
调整AGC SLP在其调整幅度相当 不同的斜坡。 在15日的最大设置有几乎没有变化 音频输出,阿克查阈值和硬件AGC的发病之间的关系。 在 最小设置为0,相比之下,边坡relativelyA温柔。 这是 也容易看到硬件AGC发病与坡设置低于10。
基于这些价值观,我准备了一个表显示 多10 dB的音频改变射频信号电平的变化,对斜坡 设置。 我这些值显示两位小数,但这并不意味着 数据是准确的,精确。
AGC SLP设置 改变音频
级别(dB)
10 dB的变化
在信号电平(dB)
0 4.09
1 3.81
2 3.51
3 3.26
4 3.00
5 2.74
6 2.47
7 2.21
8 1.95
9 1.67
10 1.44
11 1.16
12 0.86
13 0.60
14 0.28
15 0.05
K2数据显示5 dB 50分贝的声音变化 改变射频水平(-20 - -70 dBm),坡度为0.50 dB 10 dB变化, 相应的最接近K3的AGC SLP 13。 然而,K3的硬件 和软件AGC系统使它不可能复制K2的 特征。
信号强度计校准
下面的两个情节展示我的K3显示信号强度计酒吧 RF信号电平变化。 我所介绍的数据分别dBm 和AµV。 信号强度计抵消和斜率值的我的K3附带。
在某种程度上有一个标准,S-9对应于50岁 AµV和一个单位对应6 dB信号电平的变化。 与前置放大器 订婚,在7 MHz,我K3蜱虫在确切S-9栏50紫外线和跟踪 每单位6 dB目标相当密切。
我没有收集数据的“独立”模式 信号强度计读数是前置放大器或衰减器设置独立的。
AGC-F,AGC-S和AGC HLD
除了AGC阈值和 边坡参数,K3有三个管理如何user-adjustable参数 AGC版本。 与同期AGC参数,K3的用户手册 只提供了一个简短的讨论的三个参数:
AGC HLD参数允许的范围从0到30岁。 AGC-F 可调从80年到120年,虽然AGC-S从5到40。
为什么有不同的AGC衰变速度? AGC试图保护 输入信号的动态范围接收机过载的情况下。 考虑 一个单边带信号,接收机过载前尽可能最大增益的确定 通过声音的强度峰值,AGC必须调整整体利益 基于峰值信号。 为了应对这些山峰,AGC需要快 的攻击时间,一两个毫秒。
现在考虑释放或衰减时间常数。 如果 AGC具有快速衰减时间,它会向上调整接收器的音频输出 声音低水平和高的声音水平下降。 这是可以接受的 某些条件,但总的来说它将动态范围从音频的声音。 结果类似于使用一个发射台的效果 激进的言论压缩机和能证明恼人的听。 此外, 在短暂的停顿,快,阿克查将背景噪音水平 近峰值演讲水平,不是一件好事。
快速攻击,缓慢衰减单边带系统会调整 获得基于山峰,但获得持续几秒钟后 峰值。 因此较弱的声音产生较弱的音频输出和更强大的声音 (但不等于峰值)产生强大的音频,因此保护 单边带信号的动态范围。 讲话停顿时,背景噪音 同样减少。
AGC运行可能会更容易理解,如果我们认为 连续波模式。 在的方式响应按键快或慢AGC会产生相同的结果 没有在连续波信号振幅变化的关键, 除了在罕见的情况下,如快速极地颤振。 然而,当关键 ,快AGC将背景噪音但慢AGC压制吗 背景噪音,保持水平获得适合的 信号。 缓慢的自动增益控制的一个问题是,噪声尖峰,如闪电 崩溃,将充电AGC系统的好处,减少衰减。 快速自动增益控制这些条件可能是可取的。 (K3缓慢AGC模式 飙升抑制来避免这些问题。) 缓慢的AGC会很难 快速复制一个强大的和微弱信号序列的获得 由信号越强,直到衰减期。
观察发生了什么,因为我们不同的三个自动增益控制速度 设置参数,我们会 使用一个信号,方波调制,调制深度 大约13分贝。 我们用一个调制深度,因为它使我们能够减少 很容易衡量的关键参数通过一个简单的测试波形。
下面的插图显示了理想化的输入信号 安达K3的音频输出inr CW模式但同样适用于所有模式的概念 使用自动增益控制。 (提供的艺术品是汤姆,N0SS取代我 原油手绘草图)。
最重要的元素是:
1. 当测试信号振幅下降13分贝,K3的 音频输出下降13分贝(假设RF和音频设置水平 在K3的软件自动增益控制范围内的饱和)。
2. 如果设置了自动增益控制的缓慢,与AGC > 0, 音频输出将保持-13 dB holdingA全振幅水平 时间定义的自动增益控制参数。
3. 当AGC他们时间的流逝(或立即 如果AGC 0)是一个AGC开始增加增益, 增加-13分贝信号的水平。 在电子管analogA接收器, AGC会减少负面或腐烂的负电压水平 establishedA全振幅的信号。 作为AGC电压 更少的消极,接收机的增益增加。 因为thisA原因, 从保持间隔,直到新的AGC级别完全断言 称为“衰变期。 “(通常衰变期是基于一个RC 时间常数,所以衰变的形状是由消极的 指数的RC电路。 设计师可以自由地使用其他方法 数字信号处理的世界里,但似乎Elecraft K3 模拟一个RC网络
4. 当新的AGC级别完全断言,音频 输出将略低于100%信号电平因为观察到 AGC的slopedA反应意味着将有一个较弱的信号 稍弱的音频输出即使在AGC的范围之内。 (参见前面的 本页讨论更多细节)。
5. 当信号振幅增加回100%, 有一个短暂的延迟由于数字化和数学计算 K3的DSP。 我可以衡量这在某种程度上,但现在我们要了 DSP的aA鉴于几毫秒延迟。
6. AGC然后将开始bringA 100%的水平 信号。 AGC的时间itA断言本身时 信号增加称为“攻击时间”,在当前K3固件 攻击的时间不是一个用户可调参数。
7. AGC功能只有当AGC-Slow模式 订婚了。
AGC释放测试设置和测量显示 在下面。 这不是一个自动测量过程和GPIB总线 电脑只用于捕获屏幕图像的TDS 430的数字 示波器。
K3设置为7.000 MHz,数据 模式,600赫兹的带宽。 AGC SLP和AGC刺是设定为默认值, 分别是12和5。
100%调制对应于-70 dbm。 的调制 方波的频率大约是0.1赫兹AGC-S AGC-F 1赫兹。 的 sg - 100有一个DC-coupled调制输入接受低频调制 信号。
三个parametersA测试样本图片 在下面。
与AGC AGC-S = 0。 衰减时间是 测量两个游标772 ms,测量信号的变化 水平AGC完全稳定。 这对应于AGC-S = 20。 有一个 参数,当然,测量期间应该基于——10% 90%的信封。 我将坚持0 - 100%,因为他们更容易测量。
与AGC = 26。 请注意,对于260 ms音频水平 保持不变。 这是becauseA的AGC功能保留最后一次 自动增益控制增益设置(振幅对应于100%)定义的保存时间。 (持有时期ms = 10 x参数值)。 自从K3并不改变 收到pathA获得持有期间,13分贝降低信号 力量转化为13分贝降低音频输出。 后举行 时间超时,AGC开始增加获得和我们看到的音频 输出开始爬。
在AGC-F模式中,相同的交互时,除了西娅 时间尺度是更快。 在这种情况下,自动增益控制信号后完全应用76 ms 水平下降了。 这对应于一个AGC-F参数设置为200。
您可能还注意跟踪1显示了调制电压 应用于- 100函数发生器。 之间的时间跟踪1的盘中 过渡代表K3的DSP延迟。 这是大约18女士 特定的模式选择和过滤。
AGC-F变化
RatherA比现在一系列的示波器截图,我分析出了 测量AGC衰变速度与AGC-F参数设置。
注意,AGC衰减参数没有设置一个 特定的时间段,而是定义增益的变化速度 时间,即。 ,西娅获得改变X dB /毫秒。 因此, 时间在下面的情节是有效的只有测试信号 13 dB信号降低。
AGC-S变化
同样,下面的情节显示相关联的AGC衰减时间 允许AGC-S参数的范围。
AGC保存更改
本系列的最后情节展示了AGC保持时间 随自动增益控制参数。 的用户手册,保存时间 以毫秒为单位等于AGC参数乘以10。 (手动 说,持有时间等于参数。 真是10倍的参数,例如, 的自动增益控制参数设置在10毫秒单位。)
