W7ZOI DC-Receiver 40 m Nachbau

  • Nachbauvorschlag DC RX 40 m

    DH4YM war so nett und fertigte Platinen für den Direct Conversation Receiver 40 m von W7ZOI.
    Die Idee zum Nachbau wurde von ihm Anfang Oktober 2024 vorgestellt, siehe hier:

    DH4YM
    October 5, 2024 at 8:00 PM

    Auch ich gehöre zu den Nachbauern, will hier auf den Aufbau, Betrieb, etc. eingehen.

    Ich werde mich vermutlich nicht exakt an die Anleitung in der Baumappe halten.
    Einen Fehler entdeckte ich, bzw. eine sehr grenzwertige Bestückung.
    Auf der Platine befindet sich eine LED mit Vorwiderstand R33, der mit lediglich 390 Ω angegeben ist.
    Beträgt die Betriebsspannung 12 Volt, fließt ein Strom von 25 mA, etwas viel für übliche SMD-LEDs.
    Ich bestückte R33 mit 2,2 kΩ, dann beträgt der Strom knapp 5 mA, hell genug als Betriebsanzeige.

    Bei den Induktivitäten schlägt W7ZOI Ringkerne Eisenpulver von Amidon vor, eigentlich gute Idee.
    Ich beabsichtige, zumindest die Induktivität für den Oszillator abstimmbar zu machen.
    Das geht gut mit üblichen Spulenbausätzen, die einen Gewindekern haben.
    Darauf gehe ich später ein, wird vermutlich ein Beitrag mit bebilderter Anleitung.
    Die Abstimmung erfolgt mit einer Kapazitätsdiode, da werde ich vermutlich mehrere Varianten ausprobieren.

    Ich habe zwar meist viele Bauteile vorrätig, auch SMD, ein paar Sachen muss ich jedoch bestellen.
    Da bietet es sich an, eine Liste zu erstellen, Anbieter, Bestellnummer, etc.
    Auch werde ich die Liste etwas umfangreicher machen, soll dann den OMs helfen, wenn sie bestellen.
    Eine Sammelbestellung werde ich nicht machen, bei der sich OMs einklinken können.
    Das ist eigentlich nur bei schwer beschaffbaren Bauteilen sinnvoll oder wenn ernsthaft Mengenrabatt winkt.
    Im Bild erst mal soweit mein bisheriger Aufbau, die ersten ca. 40 SMD-Bauteile sind bestückt.
    Teilweise bestückte ich mit 0805 statt 1206, geht auch bei der Platine, ist jedoch etwas knapp.

    73, Andreas

  • Hallo Andreas.

    Beträgt die Betriebsspannung 12 Volt, fließt ein Strom von 25 mA, etwas viel für übliche SMD-LEDs.

    Danke für den Hinweis. Mir ist bekannt, dass es mittlerweile LED gibt, die wenig Betriebsstrom benötigen. Teilweise nur 2mA. Allerdings gibt es dennoch viele SMD-LED, die sich 20mA bis 30mA gönnen. Der Hinweis sollte dahingehend berücksichtigt werden, für die ausgewählte LED den richtigen Vorwiderstand zu wählen. Sicherlich werden viele in die Bastelkiste greifen und dort ihre alten 3mm oder gar 5mm LED über den Anschluss J5 einsetzen.

    vy 73 de Dirk, DH4YM

  • Gedanken zur LED und dem Schalter

    Der Schalter SW1 direkt auf der Platine muss nicht sein, über ihm ist noch der Steckverbinder J4 Power.
    An dem kann man einen beliebigen Schalter (Einbau in Gehäuse) anschließen, oder einfach nur eine Steckbrücke.
    Will man den Empfänger nicht benutzen, kann man auch einfach den Hohlstecker aus der Buchse J3 Power ziehen.

    Wie ich schon schrieb, lötete ich 2,2 kΩ für den Widerstand R33 ein.
    Für die Platine nahm ich eine grüne Standard-LED SMD, hat einen Vorteil.
    Schließt man an J5 Power LED zusätzlich eine rote an, wird die grüne wegen der höheren Flussspannung verlöschen.

    Sammelbestellung DigiKey
    Ich sah mir die Liste an, zumindest die Induktivität für den Oszillator scheint dort zu fehlen.
    Soweit ich es sehe, hat DigiKey lagermäßig keine geeigneten Ringkerne, auch nicht ähnliche.
    Wer will, kann Festinduktivitäten nehmen, jedoch statt den vorgeschlagenen 1 µH lieber 1,1 und 1,2 µH.
    Bestückt man beim Eingangsfilter lediglich mit 1 µH, wird sich die Durchlasskurve verändern.
    Auch sollte man auf die Güte achten, gerade beim Oszillator, also eine Spule mit geringem Serienwiderstand nehmen.

    Die exakt passenden Ringkerne Amidon Eisenpulver bekommt man bei Reichelt:
    T 30-6 https://www.reichelt.de/de/de/amidon-r…0-6-p19996.html?
    T 37-6 https://www.reichelt.de/amidon-ringkern-t-37-6-p20002.html?
    W7ZOI gab zum Bewickeln AWG26 und 28 an, ist Draht um die 0,35 mm Durchmesser.
    Ich nehme für solche Zwecke gern abgewickelten Kupferlackdraht von alten Trafos.

    73 es 55, Andreas

  • Post by DH4NWG (November 1, 2024 at 1:07 AM).

    This post was deleted by the author themselves: meine Tabelle scheint verkehrt (November 1, 2024 at 1:11 AM).
  • Hallo Andreas

    Deine Überlegungen zu der Güte der Induktivitäten entsprechen auch meiner Meinung. Allerdings halte ich den Übergang zu 1 µH im Eingangsfilter für sehr unkritisch.

    Der Eingangsfilter ist ja ein reiner Tiefpass. Ein "doppeltes pi-Filter" sozusagen. mit den gewählten 1,1 µH und den 470 pF berechnet sich eine Grenzfrequenz von exakt 7.0 MHz. Bei den üblichen Toleranzen gerade bei Induktivitäten hätte ich da schon die Befürchtung, dass die auch zu tief rutschen kann. Wenn die dagegen ein paar hundert KHz höher rutscht passiert im Direktmischer wahrscheinlich gar nichts bis kaum was in der Empfangsperformance.....ich schätze eher weniger als wenn die Induktivitäten doch etwas höher ausfallen.

    vy 72/73 de Martin, DH4NWG

    hpe cuagn !!

    DARC DOK B12 | DL-QRP-AG #490 | FISTS #18187 | SKCC #12673 | GQRP #17504

  • Martin, besten Dank für das Durchrechnen!

    Eventuell mache ich spaßeshalber bei mir die beiden Filterinduktivitäten auch abstimmbar.
    Messmittel habe ich, dann kann ich mal den Durchlass bei z.B. L = 900 bis 1300 nH messen.
    Festinduktivitäten hauen teilweise erheblich ab, nicht selten noch gerade im Toleranzbereich.

    73, Andreas

  • Post by DL4ZAO (November 1, 2024 at 11:33 AM).

    This post was deleted by the author themselves (November 1, 2024 at 11:43 AM).
  • Hallo Andreas

    Der Eingangsfilter bei diesem Projekt ist schon sehr minimalistisch - nur ein pi-Filter Tiefpass mit 2 Induktivitäten und 3 Kapazitäten. Bei dem allerersten QRP-AG TRX DK1HE-001 war damals so ein Tiefpass schon als Antennenfilter für den Sendeteil realisiert und das Empfangssignal wurde danach abgegriffen. Dann kam aber noch ein Parallelschwingkreis in den Empfangszweig vor dem Mischer. Hier ist da keine weitere Selektion vorgesehen. Funktioniert wahrscheinlich auch so.......

    Zum experimentieren kann man da natürlich fast beliebig in der Vorselektion erweitern....

    vy 72/73 de Martin, DH4NWG

    hpe cuagn !!

    DARC DOK B12 | DL-QRP-AG #490 | FISTS #18187 | SKCC #12673 | GQRP #17504

  • Hallo Andreas nochmal

    Der Eingangsfilter lässt mir noch nicht richtig Ruhe....wahrscheinlich sollte man den tatsächlich mal mit SPICE oder einem anderen Tool simulieren....

    ich habe mal hier https://www.jotrin.com/tool/details/BTOWSPLDTLBQJSQ einen Butterworth-Filter aus 5 Komponenten hin und her probiert.... für 7.05 MHz Grenzfrequenz kommt man bei den unten dokumentierten Paramatern auf die in der Schaltung verwendeten Werte von C18, C19 und ((C21 parallel Eingangskap. Q5) in Reihe mit C20)

    Der mittlere Kondensator fällt da aus den verwendeten Werten raus. Ich weiß daher nicht, wie die den Tiefpass berechnet/designed haben. Ich bin schon fast geneigt, den vorher mal getrennt aufzubauen und mit dem VNA durch zu messen....... Aber Du wolltest den ja sowieso messen??

    Aufgefallen ist mir, dass die von denen verwendeten Komponenten bei 7 MHz alle einen Blindwiderstand von 50 Ohm haben - bis auf den mittleren C18 - Wenn man aber den "teilt", eine Seite zum ersten Pi-Filter aus 3 Komponenten C19, L3 und die Hälfte von C18 rechnet, die zweite Hälfte zu einem nachgeschaltetem Pi-Filter aus C21... L2 - dann käme man auf 500 Ohm und damit auch wieder auf die zumindest ungefähr 50 Ohm.......

    Da wir nix zur Auslegung wissen hilft wahrscheinlich nur Nachmessen oder Simulation ..... oder ein neues Design probieren.....

    vy 72/73 de Martin, DH4NWG

    hpe cuagn !!

    DARC DOK B12 | DL-QRP-AG #490 | FISTS #18187 | SKCC #12673 | GQRP #17504

  • Martin, Du bist ja noch schlimmer als ich!

    Das Filter interessiert mich auch, habe aber dafür noch keine Zeit gefunden.
    Vermutlich werde ich mal eine Simulation mit RFSim99 machen, bietet sich dafür an.
    Soweit ich es sehe oder vermute, ist das Ding nicht nur Filter, sondern auch Impedanzanpassung.
    50 Ω am Eingang passt grob, am Ausgang eher nicht, vermutlich dreistellig.

    73, Andreas

  • Martin, W7ZOI scheint pfiffig zu sein!

    Im Bild die Durchlasskurve, wenn man für den Eingang 120 Ω und den Ausgang 240 Ω annimmt.
    240 Ω am Ausgang ist von mir geschätzt, NF-Transistoren können bei HF seltsam niederohmig werden.
    Wegen mir kann man auch 400 Ω annehmen, nimmt sich nicht viel.

    Beim Eingang ist 120 Ω realistisch.
    Ich unterstelle, am Eingang befindet sich eine Antenne mit 50 Ω.
    Eine Seite des Potis sieht direkt GND und die andere die 50 Ω.
    Mit Potischleifer in der Mitte hat man an ihm gut 250 Ω.
    Dreht man nach links oder rechts, kommt man somit zweimal in die Gegend 120 Ω.

    Das Diagramm geht von +10 dB bis -40 dB, also 5 dB pro Y-Unterteilung.
    Der Tiefpass schneidet bei ungefähr 10 MHz ab, hat aber Besonderheiten.
    Bei recht genau 7 MHz sieht man ein lokales Optimum, meine vermutete Transformation.
    Der Ausgangspegel hat eine kleine Überhöhung und die Anpassung S11 ist mit -9,5 dB für RX gut.
    Nimmt man statt 1,1 µH nur 1,0 µH, verschiebt sich das lokale Maximum.
    Es geht aber auch mit 1,0 µH, macht keine 2 dB aus, die man damit verliert.
    W7ZOI, Hut ab!

    73, Andreas

  • Hallo Andreas

    Da hast Du für die Simulation ja "ganz schnell Zeit gefunden".....super und vielen Dank.

    Ja, ein für diese Anwendung sehr gut geeignetes Filter. Viele SDR-Empfänger arbeiten ja auch nur mit einfachen Tiefpässen im Eingang. Bin auch schon auf die performance dieses DC-RX gespannt. Ich muss mir RFSim99 unbedingt mal ansehen, wenn das so schöne Ergebnisse liefert.

    Je mehr ich darüber nachdenke, desto mehr tendiere ich dazu, den RX für 80m aufzubauen. Da muss ich ja auch diesen Eingangsfilter um dimensionieren. Mit so einem Werkzeug dann sicherlich kein größeres Problem.

    Mit dem Ergebnis würde ich sagen, musst Du den Aufwand mit abstimmbaren Spulen im RX-Filter nicht betreiben.....da ist die Simulation aussagekräftig genug.

    vy 72/73 de Martin, DH4NWG

    hpe cuagn !!

    DARC DOK B12 | DL-QRP-AG #490 | FISTS #18187 | SKCC #12673 | GQRP #17504

  • NF-Transistoren können bei HF seltsam niederohmig werden.

    ich probiere mit TUN bzw. TUP Halbleitern was nach alter Art zu machen.
    Da kommt mir der Hinweis gerade recht.

    Danke - Raimund

    Erstaunlich, was 5 Bauteile "anrichten" können.

  • Raimund, kurz was aus der Erinnerung!

    Sicher weiß ich das noch vom 2222A bei mehreren HF-Verstärkern.
    Bis untere Kurzwelle verhielt der sich nach Lehrbuch, ähnlich NF-Schaltung.
    So etwa ab 20 MHz fing es langsam an, daß die Basis niederohmig wurde.
    Die Basis wurde real niederohmig und deutlich Blindanteil kam hinzu.
    Ich probierte mehrere Hersteller, teilweise erhebliche Abweichungen.
    ON (PN2222A TO-92) kann ich empfehlen, damit ging auch 50 MHz.

    73 es 55, Andreas

  • Gedanken zu den Halbleitern, ICs

    Passt statt 3904 auch 2222A?
    MMBT3904 und MMBT2222A sind pinkompatbel, von daher ginge es.
    Auch ist beim 2222A die Transitfrequenz etwas höher, typisch gut 300 MHz.
    Haken, der fühlt sich im DC-Arbeitsbereich um 30 mA (10 bis 50 mA) wohl, haben wir hier nicht.
    Bei kleinen Strömen, z.B. 1 mA, geht langsam die Transitfrequenz in den Keller.

    Ein besserer Ersatz für den 3904 ist der europäische BC850, auch pinkompatibel.
    Der rauscht etwas weniger und die Transitfrequenz ist etwas höher, über 300 MHz.
    Beim Arbeitspunkt 1 mA nehmen sich beide Transistoren nicht viel.

    Müssen bei den Spannungsreglern die Achtbeiner sein?
    Vorteil, durch das Gehäuse SO-8 ist die Wärmeabfuhr besser, hier unwichtig, nur wenige mW.
    Wer will, kann normale 78Lxx TO-92 nehmen, sich entsprechend die Beinchen zurechtbiegen.

    Kapazitätsdiode BBY40
    Die ist nur als Beispiel zu verstehen, es funktionieren auch welche mit ähnlichen Werten.
    Bei Funkamateur gibt es aktuell für 10 Cent die BB629, ähnlicher Kapazitätsbereich:
    BB629
    Das Gehäuse ist zwar Mini-MELF, bekommt man aber eingelötet.
    Zu den Kapazitätsdioden und dem Abstimmbereich schreibe ich später noch was.

    Im Bild sieht man den Größenvergleich SO-8 zu TO-92.
    Bei mir soll es SO-8 sein, wie man sieht, geht auch vom Platz her TO-92.
    Man biegt die Beinchen so, daß sie wie bei SMD aufliegen, also keine Löcher extra bohren.

    73, Andreas

    P.S.: Was für Dirk, Platinenlayout
    Bei den Reglern ist noch als alternative Bestückung SOT-89 wünschenswert.
    Soweit ich es sehe, geht das recht einfach, nur minimale Änderung im Layout.

  • Das ist eine interessante Beobachtung, dass der Realteil der Eingangsimpedanz eines 2222 o.ä. frequenzabhängig sinkt. Da würde ich gerne die Ursache näher verstehen. Ein 2222 ist ja kein NF Transistor, sondern wird im Datenblatt als Verstärker und schneller Schalttransistor für Ströme bis 800 mA vermarktet. Im Gegensatz zu dedizierten HF- Transistoren sind die Sperrschichtkapazitäten bei Universaltypen wie dem 2222 oder den BCxxx größer, was natürlich bedeutet, dass er als HF Verstärker niederohmig angesteuert werden will, weil die Basis-Emitter Kapazität umgeladen werden muss. Auf jeden Fall konnte ich zu meinem Erstaunen messen, dass manche aktuelle, nach modernen Prozessen gefertigte Fabrikate von 2222 wie z. B die von NXP bzw. Onsemi im KW Bereich bei 10 MHz als Verstärker bessere Rauschwerte erreichen als ein BF 199 oder ein 2N5109 HF Typ. Ältere NOS 2222 aus der Bastelkiste von Motorola im Metallgehäuse waren hingegen schlechter. Was bedeutet, der Transistortyp allein sagt nicht genug über seine generelle Eignung im HF Verstärker aus. Das Fabrikat und die Generation des Herstellungsprozesses, das Herstelldatum spielen auch eine Rolle.

    Bernd Neubig, der Gründer der Quarzfirma Axtal und Autor des bekannten und kostenlos downloadbaren Quarzkochbuches empfiehlt darin in Kapitel 7.7 zum Beispiel rauscharme NF Typen für Oszillatoren, weil sie bessere Werte für das trägernahe Phasenrauschen ergeben als HF Transistoren mit hoher ft.

    Derartige Überlegungen spielen zwar beim praktischen Nachbau keine nennenswerte Rolle, dennoch finde ich das interessant und lehrreich.

    Günter

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

    Edited 19 times, last by DL4ZAO (November 3, 2024 at 9:53 AM).

  • Bauteileliste mit Links

    Wie zuvor angekündigt eine Liste, die nicht alle Bauteile umfasst.
    Reichelt ist in Amateurfunkkreisen gut bekannt und bietet hochwertige Ware zu günstigen Preisen.
    Häufig sind die Hersteller angegeben, man kauft nicht die Katze im Sack.
    Gerade bei Halbleitern achte ich auf die Hersteller, habe schon Bauchplatscher mit Noname erlebt.
    Beim MMBT3904 sollte man etwas vorsichtig sein, Reichelt liefert ON, nicht irgendwas.
    Kapazitätsdioden scheint Reichelt nicht zu haben, muss man sich bei Bedarf anderweitig besorgen.
    Bei den Chipkondensatoren achtete ich darauf, daß alle bis einschließlich 10 nF NP0/COG sind.
    Die Widerstände E12 suche man sich selbst heraus, deswegen nur 2 kΩ und 300 Ω in der Liste.

    73 es 55 de DL2JAS

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    2x T 30-6 Amidon-Ringkern https://www.reichelt.de/amidon-ringkern-t-30-6-p19996.html?

    1x T 37-6 Amidon-Ringkern https://www.reichelt.de/amidon-ringkern-t-37-6-p20002.html?

    2x L-HBCC 1,0µ Festinduktivität, axial, HBCC, Ferrit 1,0µ (taugt auch für Eingansfilter)
    https://www.reichelt.de/festinduktivit…-0--p86454.html?

    1x EBS 35 Klinkeneinbaubuchse, 3,5 mm, Stereo

    EBS 35 - Klinkeneinbaubuchse, 3,5 mm, Stereo
    Klinkenbuchse, 3,5mm, Print mit SchaltkontaktUntelegscheibe mit breitem Ring [...]
    www.reichelt.de

    1x DC BU21 90 Einbaubuchse, Ø innen: 2,1 mm (Buchse für gängige Hohlstecker)
    https://www.reichelt.de/einbaubuchse-i…90-p183502.html?


    1x RK09K111-LIN10K Drehpotentiometer, Mono, 10 kOhm, linear, 6 mm (oder Version log)
    https://www.reichelt.de/drehpotentiome…10k-p73808.html?

    1x RK09K111-LOG10K Drehpotentiometer, Mono, 10 kOhm, logarithmisch, 6 mm (oder Version lin)
    https://www.reichelt.de/drehpotentiome…10k-p73811.html?

    1x PIH PC16IP06501A Drehpotentiometer, 500 Ohm, linear, 6 mm (falsches Raster, nicht direkt einlötbar)

    PIH PC16IP06501A - Drehpotentiometer, 500 Ohm, linear, 6 mm
    Drehpotentiometer• Printanschlüsse [...]
    www.reichelt.de

    1x SMD 1/4W 300 SMD-Widerstand, 1206, 300 Ohm, 250 mW, 5%
    https://www.reichelt.de/smd-widerstand…300-p18311.html?

    1x SMD 1/4W 2,0K SMD-Widerstand, 1206, 2,0 kOhm, 250 mW, 5%
    https://www.reichelt.de/smd-widerstand…-0k-p18271.html?


    5x MMBT 3904LT1G Bipolartransistor ONSEMI, NPN, 40V, 0,2A, 0,225W, SOT-23
    https://www.reichelt.de/bipolartransis…1g-p219283.html?

    1x MC 78L05 ACDG Spannungsregler ONSEMI, fest, 5 V, SO-8

    MC 78L05 ACDG - Spannungsregler, fest, 5 V, SO-8
    The MC78L00A Series of positive voltage regulators are inexpensive, easy-to-use devices suitable for a multitude of applications that require a regulated…
    www.reichelt.de

    1x µA 78L09 SMD Spannungsregler STMICROELECTRONICS, fest, 8,82 ... 9,18 V, SO-8

    µA 78L09 SMD - Spannungsregler, fest, 8,82 ... 9,18 V, SO-8
    0,1A Positivregler• Gehäuse: SO-8 [...]
    www.reichelt.de

    1x LM 386 SOP Audio-IC UTC, low voltage, SO-8
    https://www.reichelt.de/audio-ic-low-v…op-p142519.html?


    2x ECC ZJ250101MF8 MD-Elko, 100µF, 25V
    https://www.reichelt.de/smd-elko-100-f…f8-p275920.html?

    3x TAJ 3516 10/16 Tantal-Chip, 10µF, 10%, 16V
    https://www.reichelt.de/tantal-chip-ba…16-p167001.html?


    2x NPO-G1206 10P Vielschicht Kerko 1206, 10 pF, 5 %
    https://www.reichelt.de/vielschicht-ke…10p-p31885.html?

    2x NPO-G1206 33P SMD-Vielschicht-Keramikkondensator 33P, 5%
    https://www.reichelt.de/smd-vielschich…33p-p31887.html?

    1x KEM C0G1206 82P Vielschicht-Kerko, 82pF, 50V
    https://www.reichelt.de/vielschicht-ke…2p-p207114.html?

    2x NPO-G1206 470P SMD-Vielschicht-Keramikkondensator 470P, 5%
    https://www.reichelt.de/smd-vielschich…70p-p31892.html?

    2x NPO-G0805 680P SMD-Vielschicht-Keramikkondensator, 5%
    https://www.reichelt.de/smd-vielschich…80p-p13522.html?

    1x NPO-G1206 1,0N SMD-Vielschicht, 1206, 1 nF, NPO, 5 %
    https://www.reichelt.de/smd-vielschich…-0n-p31893.html?

    4x KEM C0G1206 10N Vielschicht-Kerko, 10nF, 25V, 125°C
    https://www.reichelt.de/vielschicht-ke…0n-p207137.html?


    16x X7R-G1206 100N SMD-Vielschicht-Keramikkondensator 100N, 10%
    https://www.reichelt.de/smd-vielschich…00n-p22889.html?

    1x KEM X7R1206 220N Vielschicht-Kerko, 220nF, 50V, 125°C
    https://www.reichelt.de/vielschicht-ke…0n-p207156.html?
    ----------

  • Warum machst du dir diese Mühe, jedes Bauteil einzeln zu verlinken? Bei Reichelt lässt sich ganz wunderbar der Warenkorb mit Teilen und Anzahl als öffentliche Bestellliste speichern, die unter einer einzigen Linkadresse von jedem aufrufbar ist.


    73, Günter

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

  • Günter, ganz einfach!

    In erster Linie richte ich mich an die Nachbauer, die viele Teile vorrätig haben.
    Man pickt sich nur das heraus, was einem noch fehlt.
    Wer praktisch alle Teile benötigt, wird eher die Liste DigiKey nehmen.
    Demnächst kommt noch was von Funkamateur, box73, z.B. Spulenbausätze.

    73, Andreas

  • Wäre mal interessant wieviele Nachbauer es denn tatsächlich gibt.....❓❓

    vy 72/73 de Martin, DH4NWG

    hpe cuagn !!

    DARC DOK B12 | DL-QRP-AG #490 | FISTS #18187 | SKCC #12673 | GQRP #17504