Xiegu G7250 – nová generácia 100 W SDR transceivera

Spoločnosť Xiegu pripravuje uvedenie nového stolového kV/50 MHz SDR transceivera G7250. Ide o prvý model výrobcu, ktorý kombinuje výkon 100 W, architektúru Direct RF SamplingEine separate Steuereinheit und eine leistungsstarke digitale Signalverarbeitung zeichnen dieses Gerät aus. Die ersten veröffentlichten technischen Informationen deuten darauf hin, dass es sich nicht einfach um einen Nachfolger der erfolgreichen Modelle G90 oder X6200 handelt, sondern um eine völlig neue Designplattform, die sowohl für den Heim- als auch für den Fernbetrieb konzipiert ist.

Im Gegensatz zu früheren Geräten des Herstellers ist das G7250 als zweiteiliges System konzipiert, bestehend aus einer HF-Haupteinheit und einem separaten Bedienfeld mit Touchscreen. Diese Lösung ermöglicht eine flexiblere Arbeitsplatzgestaltung, eine einfachere Installation in Fahrzeugen oder die Platzierung des Netzteils in der Nähe des Antennensystems. Laut Herstellerangaben können beide Teile über eine Ethernet-Schnittstelle bis zu einer Entfernung von ca. 100 Metern verbunden werden.

Der Hersteller hat nicht nur auf einen leistungsstärkeren Leistungsverstärker umgestellt, sondern auch die Architektur von Empfänger und Sender grundlegend verändert. Das gesamte Gerät basiert auf dem Prinzip der direkten HF-Abtastung (SDR), einem Konzept, das auch in einigen modernen professionellen SDR-Transceivern Anwendung findet.

Hlavné vlastnosti Xiegu G7250

Zo zverejnených materiálov vyplýva, že Xiegu G7250 pokrýva amatérske pásma od 160 m po 6 m. Frekvenčný rozsah prijímača je 0,5 až 30 MHz a 50 až 54 MHz. Podporované sú prevádzkové režimy SSB, CW, AMNFM- und digitale Betriebsarten. Die maximale Sendeleistung beträgt 100 W auf den HF-Bändern und 90 W auf dem 50-MHz-Band bei einer Gleichspannung von 9 bis 15 V.

Zu den wichtigsten Neuerungen zählt eine völlig neue Architektur, die auf der direkten Abtastung des Hochfrequenzsignals basiert. Der Empfänger verwendet mehrstufige Eingangsbandpassfilter in Kombination mit hochwertigen Induktivitäten mit hohem Gütefaktor (High-Q) und einem zweistufigen, rauscharmen Vorverstärker mit großem Dynamikbereich. Ziel dieses Konzepts ist es, die Eingangsverluste zu minimieren, die Selektivität zu verbessern und gleichzeitig die Immunität gegenüber starken Störsignalen außerhalb des Frequenzbandes zu erhöhen. Der Hersteller gibt eine Empfindlichkeit von 0,2 μV für die Betriebsarten SSB, CW und FM sowie einen minimalen detektierbaren Signalpegel (MDS) von −138 dBm an. 

Die Steuereinheit ist mit einem 7-Zoll-Touchscreen mit hoher Auflösung ausgestattet. Die Bedienung erfolgt jedoch nicht ausschließlich über die Touch-Oberfläche. Das Bedienfeld umfasst alle notwendigen physischen Tasten, Drehregler und einen Hauptabstimmknopf, sodass der Benutzer je nach Arbeitsweise klassische Bedienelemente mit der Touch-Oberfläche kombinieren kann. Der Spektrumanalysator ermöglicht zusammen mit der Wasserfallanzeige die kontinuierliche Überwachung der Bandbelegung und die schnelle Erkennung schwacher Signale. 

Die digitale Signalverarbeitung umfasst einstellbare digitale Filter, digitale Rauschunterdrückung (NR), einen Störaustaster (NB) und eine Rauschschwellenwertregelung. Ebenfalls enthalten ist ein Diktiergerät mit Wiedergabe- und Speicherfunktion für vorprogrammierte CW-Nachrichten, was insbesondere für Contest-Teilnehmer oder Stationen, die regelmäßig CQ rufen, von Vorteil sein wird.

Der Hersteller gibt außerdem die Unterstützung für die Netzwerkübertragung von Basisbandsignalen an. Dies ist eine interessante Funktion, die es ermöglicht, Basisbanddaten über ein Computernetzwerk zu übertragen und anschließend mit kompatibler SDR-Software zu verarbeiten. Das Programm HDSDR wird als Beispiel genannt. Diese Funktion kann für den Betrieb von Fernstationen, zum Experimentieren mit digitalen Betriebsarten oder zur eigenen Signalverarbeitung genutzt werden.

Direkte HF-Abtastarchitektur

Najväčšou konštrukčnou zmenou oproti starším zariadeniam Xiegu je použitie architektúry Direct RF Probenahme. Na rozdiel od klasického superheterodynného prijímača alebo SDR s medzifrekvenčným vzorkovaním je vysokofrekvenčný signál po prechode vstupnými pásmovými filtrami digitalizovaný priamo vysokorýchlostným A/D prevodníkom. Tým odpadá potreba analógových zmiešavačov, lokálnych oscilátorov a medzifrekvenčných filtrov, ktoré boli po desaťročia základom väčšiny KV transceiverov.

Das digitalisierte Signal wird anschließend von einem programmierbaren Gate-Array (FPGA) verarbeitet. Dessen Aufgabe ist es, zeitkritische Operationen mit hohem Datendurchsatz vor der eigentlichen digitalen Signalverarbeitung durchzuführen. Das FPGA übernimmt den Datentransfer zwischen dem A/D-Wandler und dem DSP-Prozessor, führt die digitale Dezimierung, das Datenflussmanagement und weitere Operationen durch, die die parallele Verarbeitung einer großen Anzahl von Abtastwerten erfordern.

Dem FPGA folgt der DSP, ein digitaler Signalprozessor, der die Demodulation einzelner Betriebsmodi, digitale Filter, Rauschunterdrückung, AGC, Audiosignalformung und weitere Funktionen übernimmt. Der Vorteil dieser Aufgabenteilung liegt in der effizienteren Nutzung der Hardware-Ressourcen. Der FPGA führt Hochgeschwindigkeitsoperationen direkt auf Abtastebene durch, während der DSP Algorithmen mit einer deutlich niedrigeren Datenrate ausführt.

Podobná Architektur sa v posledných rokoch objavuje vo viacerých moderných SDR transceiveroch vyššej triedy. Xiegu sa týmto modelom zaraďuje medzi výrobcov, ktorí využívajú plne digitálnu cestu spracovania vysokofrekvenčného signálu namiesto tradičného superheterodynného riešenia.

Empfänger- und Senderarchitektur

Einer der interessantesten technischen Aspekte des G7250 ist seine interne Architektur. Der Hersteller hat ein Blockdiagramm veröffentlicht, aus dem sich die Designphilosophie des gesamten Transceivers recht genau ableiten lässt. Auf den ersten Blick wird deutlich, dass es sich nicht um einen klassischen Superheterodynempfänger handelt, sondern um ein modernes SDR-Konzept, das auf der direkten Abtastung des Hochfrequenzsignals (Direct RF Sampling) basiert. Der analoge Teil bleibt nur dort erhalten, wo er zur Verarbeitung der HF-Leistung oder zum Schutz des Empfängereingangs erforderlich ist, während der Großteil der Signalverarbeitung digital erfolgt.

Zulassungsweg

Der Empfänger beginnt mit einem Eingangsbandpassfilter (BPF). Dessen Aufgabe ist es, die Breite des empfangenen Spektrums vor der Digitalisierung zu begrenzen. Bei Systemen mit direkter HF-Abtastung ist dieser Teil wesentlich wichtiger als bei klassischen Überlagerungsempfängern. Der A/D-Wandler tastet das Hochfrequenzsignal direkt ab, und jedes starke Signal außerhalb des gewünschten Frequenzbandes kann den effektiven Dynamikbereich des Wandlers verringern oder unerwünschte Digitalisierungsprodukte erzeugen.

Der Hersteller erwähnt außerdem den Einsatz mehrstufiger Eingangsfilter, hochwertiger Induktivitäten mit hohem Gütefaktor (High-Q) und eines zweistufigen, rauscharmen Vorverstärkers mit großem Dynamikbereich. Diese Lösung soll zu einer besseren Empfängerselektivität und einer höheren Störfestigkeit gegenüber starken Nachbarsignalen beitragen. Gerade der hochwertige analoge Eingang ist eines der entscheidenden Merkmale jedes modernen SDR-Empfängers.

Dem Eingangsfilter folgt ein Hochgeschwindigkeits-A/D-Wandler. Hier liegt der größte Unterschied zu klassischen HF-Transceivern. Anstelle eines analogen Mischers und Zwischenfrequenzfiltern wird das Hochfrequenzsignal direkt digitalisiert. Ab diesem Zeitpunkt wird das gesamte empfangene Signal durch digitale Abtastwerte dargestellt.

Die digitalisierten Daten gelangen anschließend in das FPGA (Field-Programmable Logic Array). Im Blockdiagramm ist das FPGA zwischen dem A/D-Wandler und dem DSP-Prozessor platziert, was der Architektur vieler professioneller SDR-Geräte entspricht. Das FPGA führt zeitkritische Operationen mit hohem Datendurchsatz durch, wie beispielsweise Datenflussmanagement, Dezimierung, digitale Frequenzverschiebungen oder andere Operationen, die vor der eigentlichen Demodulation durchgeführt werden.

Dem FPGA folgt der digitale Signalprozessor (DSP). Dieser implementiert die eigentliche Demodulation der einzelnen Betriebsmodi, digitale Filter, automatische Verstärkungsregelung (AGC), Rauschunterdrückung, Noise Blanker, Rauschschwellenwert und weitere digitale Verarbeitungsalgorithmen. Das Ausgangssignal des DSP ist kein Hochfrequenzsignal mehr, sondern ein digitales Audiosignal, das zur Umwandlung in ein analoges Signal bereit ist.

Die letzte Stufe des Empfängers ist der D/A-Wandler, der ein analoges Audiosignal für den Leistungsverstärker und den Lautsprecher erzeugt. Gleichzeitig zeigt das Blockdiagramm einen separaten Zweig vom FPGA zur Anzeigeeinheit. Dies bedeutet, dass Spektrumanalysator und Wasserfalldiagramm Daten verwenden, die bereits vor der Demodulation verarbeitet wurden. Dadurch wird eine flüssige Spektrumsdarstellung ermöglicht, ohne den Haupt-DSP-Prozessor zu belasten.

Broadcast-Pfad

Der Sender ist ebenfalls als überwiegend digitales System ausgelegt. Das Audiosignal des Mikrofons wird zunächst durch einen A/D-Wandler digitalisiert. Anschließend führt der DSP alle Operationen im Zusammenhang mit Modulation, Signalformung, Entzerrung, Kompression und der Erzeugung individueller Betriebsmodi durch.

Das resultierende digitale Basisbandsignal durchläuft erneut den FPGA, der eine Hochgeschwindigkeitsverarbeitung und Datenaufbereitung für den D/A-Wandler übernimmt. Dadurch entsteht ein analoges Hochfrequenzsignal für die nachfolgenden analogen Stufen des Senders.

Als Nächstes folgt der Bandpassfilter (BPF), der unerwünschte Produkte der Digital-Analog-Wandlung unterdrückt. Anschließend kommt eine ALC-Schaltung (Automatic Level Control), die den Anregungspegel des Leistungsverstärkers regelt und eine stabile Sendeleistung ohne übermäßige Verzerrungen gewährleistet.

Der Leistungsverstärker verstärkt das Signal auf eine Nennleistung von 100 W im Kurzwellenbereich und 90 W im 50-MHz-Band. Am Ausgang befindet sich ein Tiefpassfilter (TPF), der höhere Harmonische unterdrückt, um die spektrale Reinheit des Sendesignals zu gewährleisten. Der Hersteller gibt eine Unterdrückung unerwünschter Produkte von mindestens 55 dB, eine Trägerunterdrückung von mindestens 40 dB und eine Unterdrückung des Gegenseitenbandes von mindestens 50 dB an.

Der letzte Baustein des Senders ist der integrierte automatische Antennentuner (ATU). Er befindet sich hinter dem Leistungsverstärker und arbeitet daher mit voller Sendeleistung. Laut Herstellerangaben kann er Impedanzen im Bereich von 20 bis 150 Ω anpassen. Die erste Abstimmung dauert maximal zehn Sekunden, die erneute Abstimmung aus dem Speicher weniger als 0,1 Sekunden. Der Tuner speichert die Einstellungen für die einzelnen Frequenzbänder, sodass die Frequenzanpassung bei Rückkehr zu einer zuvor eingestellten Frequenz nahezu sofort erfolgt.

Was verrät das Blockdiagramm über die Konstruktion?

Obwohl der Hersteller die verwendeten integrierten Schaltkreise sowie die spezifischen A/D-Wandler- und FPGA-Typen noch nicht offengelegt hat, lässt das Blockdiagramm erkennen, dass der G7250 zur nächsten Generation von SDR-Transceivern gehört. Der analoge Teil beschränkt sich auf die Hochfrequenz-Ein- und Ausgänge, während die eigentliche Signalverarbeitung digital erfolgt. Diese Lösung vereinfacht die Implementierung neuer DSP-Algorithmen per Firmware-Update, die Verbesserung von Filtern und die Integration neuer Funktionen, ohne die Hardware zu beeinträchtigen.

Ein weiteres interessantes Detail ist die separate Datenverarbeitung für die Anzeigeeinheit direkt vom FPGA. Dies deutet darauf hin, dass der Spektrumanalysator nicht von der Leistung des DSP-Prozessors abhängig ist und mit einer hohen Bildwiederholfrequenz arbeiten kann, während er gleichzeitig fortschrittliche DSP-Funktionen nutzt.

Celkovo bloková schéma naznačuje, že konštruktéri sa snažili oddeliť časovo kritické operácie spracovania RF signálu Aus algoritmov digitálneho spracovania audia. Ide o riešenie, ktoré sa dnes používa vo výkonnejších SDR platformách a predstavuje výrazný technologický krok oproti predchádzajúcim generáciám transceiverov Xiegu.

Technische Parameter

Die technischen Parameter basieren auf Daten, die vom Hersteller und den Vertriebspartnern zum Zeitpunkt der Ankündigung des neuen Modells veröffentlicht wurden. Der Hersteller weist außerdem darauf hin, dass es sich um Vorserienparameter handelt, die sich bis zur Markteinführung noch ändern können.

YouTube-Videos

Die ersten Videos zeigen einen Prototypen aus der Vorserienphase während der Testphase und verdeutlichen die neue Benutzeroberfläche, die Geschwindigkeit der Wasserfallanzeige, die Berührungsreaktion und die separate Steuereinheit.

https://www.youtube.com/watch?v=H2O4k-ZAb68

https://www.youtube.com/watch?v=gy5XcLu_Occ

Die Videos zeigen noch keine detaillierteren Labormessungen des Empfängers oder Senders. Die meisten Demonstrationen konzentrieren sich auf die Bedienung des Geräts und die Vorstellung seiner Hauptfunktionen.

Bewertung aus der Sicht eines Funkamateurs

Model G7250 predstavuje pre spoločnosť Xiegu významný technologický posun. Kým modely G90 alebo X6100 Obwohl der Fokus primär auf Kompaktheit, niedrigem Stromverbrauch und portabler Bedienung lag, ist der G7250 von Anfang an als vollwertiger Desktop-Transceiver mit einer Leistung von 100 W konzipiert.

Die größte Änderung betrifft nicht die Leistung des Senders selbst, sondern den Übergang zur Direct RF Sampling-Architektur. Dieses Konzept dominiert heute die High-End-SDR-Transceiver und ermöglicht die digitale Implementierung der meisten Funktionen. Das Ergebnis ist ein einfacherer Signalweg, weniger analoge Stufen und mehr Spielraum für zukünftige Entwicklungen durch Firmware-Updates.

Der Einsatz eines FPGA zwischen A/D-Wandler und DSP-Prozessor ist ebenfalls sehr interessant. Diese Aufgabenteilung ermöglicht die parallele Verarbeitung von Hochgeschwindigkeitsdatenströmen, ohne den Haupt-DSP-Prozessor zu belasten. Diese Lösung findet sich häufig in leistungsstärkeren SDR-Plattformen.

Die separate Steuereinheit verdient ebenfalls Beachtung. Durch die Trennung des Bedienfelds vom HF-Teil kann die Steuereinheit in der Nähe der Antennenschalter oder Leistungsverstärker platziert werden, während der Bediener selbst an einem anderen Ort arbeiten kann. Darüber hinaus gibt der Hersteller die Möglichkeit an, beide Teile über eine Ethernet-Schnittstelle mit einer Entfernung von bis zu ca. 100 Metern zu verbinden. Eine solche Lösung könnte für Contest-Arbeitsplätze, Remote-Stationen und mobile Installationen interessant sein.

Der integrierte automatische Antennentuner mit Abstimmungsspeicher bietet zwar keinen extrem großen Einstellbereich, entspricht aber dem Konzept eines Transceivers, der primär für den Betrieb mit Resonanzantennen im Amateurfunkbereich vorgesehen ist. Ein großer Vorteil ist die sehr kurze Zeit zum erneuten Abstimmen aus dem Speicher.

Die Unterstützung der Netzwerk-Basisbandsignalübertragung ist ebenfalls interessant. Wenn diese Funktion wie vom Hersteller angegeben implementiert wird, kann sie die Fernsteuerung und die Integration mit SDR-Software von Drittanbietern deutlich vereinfachen.

Es ist noch zu früh für eine endgültige Bewertung der Empfangsparameter. Zwar stellt der Hersteller Empfängerempfindlichkeit, MDS und grundlegende Daten zur Eingangskette bereit, detaillierte Labormessungen wie RMDR, BDR, IMD DR, reziproke Phasenrauschmischung oder Messungen nach der Sherwood-Engineering-Methodik fehlen jedoch. Diese Daten werden zeigen, wie sich das neue Funkgerät in stark belegten Contest-Bändern schlägt.

Napriek tomu už dnes možno povedať, že G7250 predstavuje doteraz najambicióznejší amatérsky transceiver spoločnosti Xiegu. Ak sa výrobcovi podarí zachovať deklarované parametre aj vo finálnej sériovej verzii, pôjde o zariadenie, ktoré môže výrazne rozšíriť ponuku 100 W SDR transceiverov strednej triedy.

Abschluss

Xiegu G7250 prináša kombináciu modernej SDR architektúry, oddelenej riadiacej jednotky, výkonu 100 W a pokročilého digitálneho spracovania signálu. Zverejnená bloková schéma ukazuje premyslené rozdelenie úloh medzi analógovou a digitálnou časťou, pričom využitie FPGA naznačuje architektúru porovnateľnú s výrazne drahšími SDR transceivermi.

Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung dieses Artikels handelt es sich noch um ein Vorserienmodell, und der Hersteller weist darauf hin, dass sich einige Parameter noch ändern können. Eine endgültige Bewertung kann daher erst nach ersten unabhängigen Messungen und den Erfahrungen von Funkamateuren im realen Betrieb erfolgen.