Например: IC-9100, Baofeng,...

КРАТКИЙ ОБЗОР SDR ТРАНСИВЕРА ICOM IC-7300.

Трансивер ICOM IC-7300. Обзор.

Icom IC-7300 первый полноценный SDR продукт представленный одним из производителей, так называемой японской "большой тройки". Этот фактор позволил получить совершенно новый уровень производительности в аппаратах такого класса по относительно доступной цене, более гибкую конфигурируемость, набор характеристик, которые до этого можно было увидеть только в аппаратах экстра класса.

Панорама в режиме реального времени а так же полностью настраиваемые фильтры - это всего лишь небольшая толика всех возможностей IC-7300.

Несомненно, радиолюбительское оборудование, и до этого использовало различные виды цифровой обработки (digital signal processing), но обычно это было сделано в оконечных приёмных цепях, где большее влияние оказывалось на аудио сигнал, а не на производительность приёмного тракта в целом.

Концепция SDR архитектуры подразумевает, что сигнал, получаемый с антенны, поступает непосредственно в цифровой узел устройства, и минуя такие, каскады, как смесители, фильтры, демодуляторы, известные по предыдущим походам в конструировании, обрабатывается и преобразовывается в поток данных, используя исключительно математические алгоритмы.

Преимущество такого подхода заключается в том, что исключаются различные возможные проблемы, характерные для трансиверов, спроектированных по стандартным концепциям (шумы, искажения, потери, ограничения и т.д.) и открывает новый мир, в котором, например, вы можете визуализировать ВЧ сигналы.

Прощайте, побочные продукты смешивания, нелинейности АРУ, интермодуляционные помехи в ВЧ цепях и многое другое. Хотите фильтр в SSB 200 Герц, или 2250 Герц? Легко. Просто настройте это в меню, установив необходимое значение. Да, вы не ослышались, установка параметров фильтра устанавливается обычными настройками вменю, предоставив математическим алгоритмам сделать всё необходимое.

По сути, единственной частью, которая ограничивает производительность приёмника, является аналого-цифровой преобразователь (АЦП), который производит обработку радиочастотного сигнала, но это вряд ли можно назвать минусом.

SDR далеко не новая концепция. Своими корнями уходит в 1970-е года XX столетия. Значительную долю привнесло использование этой концепции в военных разработках, а уже в начале 2000-х годов фирма Flexradio начала продажи первых радиолюбительских трансиверов спроектированных на базе SDR.

В своё время все SDR трансиверы требовали для своей работы персональный компьютер, достаточно высокопроизводительный. Но уже начиная с 2015 года две самые известные конкурирующие фирмы - SunSDR и FlexRadio начали предлагать автономные устройства с классическим интерфейсом, что позволило выйти на рынок на котором доминировали гиганты Icom, Yaesu и Kenwood, наравне с классическими аппаратами. И вот наступил момент когда Icom ответил своим IC-7300.

Технические характеристики трансивера выглядят довольно обычно, но есть некоторые моменты, которые сразу бросаются в глаза. Один из них - непрерывное покрытие RX от 30 кГц до 74,8 МГц (передачу можно разблокировать почти для всего диапазона). Это довольно необычно (и надо сказать приятно удивляет). Другой яркой особенностью является ток в режиме покоя в 900 мА. Такое значение является одним из самых низких для современных радиостанций, и тем более, безусловно, самым низким из всех трансиверов серий Icom IC-7xxx.

Учитывая то, какие мощные процессы протекают внутри аппарата, вкупе с большим дисплеем, в такое на самом деле почти невозможно поверить.

ОСОБЕННОСТИ

Вот основные интересные технические решения, реализованные в трансивере ICOM IC-7300:

  • Анализатор спектра в реальном времени;
  • Функция водопада в высоком разрешении;
  • Анализатор аудио сигнала;
  • Система прямой оцифровки ВЧ сигнала;
  • Новая “IP+” функция;
  • Большой сенсорный цветной TFT ЖК-дисплей;
  • Многофункциональный регулятор для эффективной работы;
  • Встроенный слот для SD карты;
  • 15 дискретных полосовых фильтров;
  • Встроенный автоматический антенный тюнер;
  • Выходной НЧ каскад с высоким качеством звука;
  • Новый ручной микрофон HM-219;
  • Система охлаждения с большим вентилятором;
  • Многофункциональный измерительный инструмент;
  • 101 канал памяти (99 основных, 2 для сканирования);
  • Программное обеспечение RS-BA1 для удаленного управления (можно наблюдать за анализатором спектра с водопадом);
  • CW функции: автоподстройка тона CW, реверсный CW, работа в режиме QSK.

Список функциональных возможностей действительно может впечатлить большое количество людей. Анализатор спектра в реальном времени позволяет наблюдать с частотой обновления 30 Гц и может отображать полосу пропускания шириной до 1 МГц полосы пропускания с 80 дБ по вертикальной оси.

Трансивер ICOM IC-7300. Обзор. Спектроскоп.

Анализатор может быть развёрнут так, чтобы занимать большую часть экрана, имеет очень полезный с точки зрения юзабельности водопад, вы можете коснуться сигнала на экране, а радио самостоятельно настроится на него.

Можно предположить что, это лучшее, что вы можете найти в автономном трансивере, не принимая во внимание гигантов Flex Maestro или SunSDR MB-1, стоимость которых в 3-5 раз выше), и к ним же, пожалуй, можно отнести все самые последние или самые мощные радиостанции (IC-7851, Kenwood TS-990, Yaesu FTdx-3000 и т. l.). Качество дисплея тоже неплохое, приятные цвета и хорошие углы обзора, значительно лучше, чем у FT-991.

Интерфейс очень хорошо продуман для такого маленького аппарата благодаря большому сенсорному экрану и концепции, стоящей за этим: так например, если в гораздо большем по размерам радио (например, Yaesu FTdx-5000) большинство функций доступны путём пары нажатий на нужные кнопки, то в IC-7300 те же функции находятся всего лишь в паре касаний на экране. Но сравните размеры!

Нужно переключить диапазон? Просто коснитесь частоты на экране, и временно появится экран выбора диапазона. Не нужно иметь 12 кнопок диапазонов, которые постоянно загромождают лицевую панель, тем более что при повседневной работе диапазоны меняются всего лишь несколько раз в день.

Экран может быть сконфигурирован множеством способов, чтобы показывать любую необходимую вам информацию в конкретный момент. Очень хороша сама по себе возможность увидеть одновременно аудиоспектр и анализатор спектра, который мог бы показывать наглядно как принимаемый или передаваемый сигнал содержат шум, искажения и т. д. если они там присутствуют. Это очень полезно, например, для работы в цифровых режимах или при настройке нового микрофона.

Теперь несколько слов о новом микрофоне. IC-7300 поставляется с новым HM-219. Это по сути обычный электретный микрофон с кнопками UP / DOWN. Но Icom IC-7300 - это всё же радио высокого класса и качества, который заслуживает того, чтобы поставляться с новой моделью микрофона. Микрофон небольших размеров, и поэтому в больших руках ощущается как нечто миниатюрное. Нет массивности. Но огромным плюсом является его звучание. Оно стоит того, чтобы попытаться убедиться в этом, прослушав себя на другой от IC-7300 стороне.

Очень полезен так же слот для SD-карты. На SD карте можно хранить звуковые сообщения (например, различные CQ или вызовы при работе в пайлапах). На карту можно так же записывать всю свою работу в эфире. С неё так же можно обновлять прошивку. Как бы ничего нового, но приятно видеть такое в аппарате данного ценового диапазона.

У аппарата есть возможности, которые почему то большинство оставляют без внимания. Это относится к USB порту. Он не только поддерживает CAT-управление без интерфейса, но и поддерживает работу с потоковым аудио, так же без необходимости иметь специальный интерфейс для этого.

Через USB-порт так же можно передавать данные спектра на персональный компьютер, чтобы можно было удобнее просматривать их на большом экране монитора при помощи программного обеспечения Icom RS-BA1. Так же по этом интерфейсу можно передавать декодированный RTTY сигнал. И всё это лишь при помощи одного USB кабель. Без всяких интерфейсов. Здорово!

Технология SDR реализованная в IC-7300 делает высокую производительность доступной. Динамический диапазон (RMDR) в настоящее время является лучшим показателем для КВ аппаратов - чем выше число, тем лучше приемник может различать слабый сигнал, в то время как станция с очень сильным сигналом находится рядом по частоте.

Icom заявляет типичную цифру для RMDR с шагом в 97 дБ / 1 кГц. Чтобы получить представление о том, что это значит сравнительно с другими трансиверами близкой ценовой категории посмотрим на их аналогичные параметры.

Вот замеры от QST:

  • 75 дБ (Yaesu FT-991);
  • 81 дБ (Yaesu FTdx-1200);
  • 84 дБ (Icom IC-7100);
  • 94 дБ (Kenwood TS-590SG).

У более дорогих трансиверов порядок цифр конечно же чуть другой. Но это и ожидалось.

  • Apache Labs ANAN-100D - 105 дБ;
  • Flexradio FLEX-6700 - 116 дБ.

КРАТКО ОБ АРХИТЕКТУРЕ

Большинство людей интересуется что же сделал Icom для того чтобы заменить традиционные смесители, фильтры, VFO, VGA и т.д.?

Прежде всего, сигнал, поступающий с антенны, предварительно проходит через набор из 15 полосовых фильтров, которые не предназначены специально для любительских диапазонов.

Такая фильтрация выполняется для защиты АЦП от перегрузки ненужными внеполосными сигналами, а также для устранения побочных продуктов. Затем сигнал пропускается через каскад усиления (от -10 дБ до +20 дБ), который использует предусилитель 2SC3356 (или аттенюатор), после чего и начинается SDR.

Чтобы преобразовать ВЧ сигнал в цифровой поток данных, Icom IC-7300 использует высокопроизводительный аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Это ключевой компонент для приемника SDR, его характеристики напрямую влияют на чувствительность или динамический диапазон.

Хотя Icom и не подтверждает пока информацию, но судя по всему в IC-7300 используется 14-разрядная LTC2208-14 с частотой дискретизации ~ 124 Мпс. Это не новая модель (на самом деле, ей уже больше 9 лет), но она достаточно хороша и была и раньше использована в радиолюбительском SDR-оборудовании. Большинство конечно предпочитают 16-битную версию - LTC2208, но разница в производительности между 14-битной и 16-битной версиями не так уж и велика, характеристики примерно на 1-2dB хуже по шуму и динамическому диапазону судя по даташиту.

Огромный поток данных передается в программируемую пользователем вентильную матрицу (FPGA), которая представляет собой, специализированный процессор, который можно конфигурировать «на лету». Будучи ориентированным на конкретные приложения, он может выдерживать высокую нагрузку сложными задачами с низким энергопотреблением, в том случае если эти задачи были заранее запрограммированы.

Это то место, где сейчас находится центр "жизни" большинства наших радиостанций - несколько логических блоков FPGA являются смесителями, некоторые другие являются фильтром и т.д.

Чем больше логических единиц и процессорной мощности имеет FPGA, тем больше информации он может обработать. Icom IC-7300 использует FPGA Altera Cyclone IV с логическими блоками по 55 КБ, что более чем достаточно для всех задач радиосвязи, а также для широкополосного дисплея с частотой 1 МГц.

Для сравнения, Apache Labs ANAN-100 использует 40k версию Cyclone IV, и этого достаточно для 16-разрядного потока ADC и 2 независимых приемников.

FPGA выводит два потока данных: один для отображения спектра и второй - несущий демодулированный аудиопоток. Первый передается процессору, а затем отправляется на экран или USB-порт, а поток аудиоданных передается в цифровой сигнальный процессор (DSP).

В качестве DSP Icom IC-7300 использует уже проверенный временем чип Texas Instruments TMS320C6745 на 2.25 GFLOPS, который используется (иногда в версии 1.8 GFLOPS) в самых последних радиостанциях (включая самые дорогие флагманы). Он обрабатывает аудиопоток так же, как и в традиционных аппаратах, производя шумоподавление, фильтрацию, регулировку полосы пропускания звука и т.д.

Передающая цепь является противоположной приёмной цепи. В этом случае, аудиосигнал из DSP передается на FPGA, который передает его далее на цифроаналоговый преобразователь (Intersil ISL5857, 260Msps 12bit).

Трансивер ICOM IC-7300. Обзор. Антенный тюнер

Полученная ВЧ составляющая затем усиливается классической цепью, в которой в качестве оконечного каскада используется пара транзисторов MOSFET Mitsubishi RD70HVF1C, а в качестве драйвера - один RD15HVF1.

Хотя технически это возможно и с существующим оборудованием, но Icom предпочёл не реализовывать методы предыскажения для передаваемого сигнала. Icom заявил, что TX IMD «хороши, ниже -30dBc». От предыскажения можно ожидать улучшения на 15 дБ.

Встроенный тюнер IC-7300 также является новинкой. Это первый встроенный тюнер Icom, который использует переключаемые конденсаторы вместо переменных (за исключением IC-703). «Аварийный режим» позволяет согласовывать нагрузки до КСВ 10:1 при одновременном снижении выходной мощности наполовину, что может оказаться действительно полезным в полевых условиях. Это также, вероятно, первый тюнер, работающий на диапазоне 70 МГц.

ЕЩЁ НЕСКОЛЬКО ФАКТОВ

Трансивер ICOM IC-7300. Обзор. Динамик

При работе на IC-7300 один из моментов, который поразит вас это насколько хорошо он звучит вживую. Шумоподавление работает должным образом, а прочное алюминиевое шасси очень хорошо передает акустику.

Так как поскольку все процессы происходят в "цифровом пространстве", то соответственно Вы можете отрегулировать звуковой сигнал на любой вкус, который вам нравится, но трансивер реально звучит очень хорошо даже с настройками по дефолту.

Другой момент - интерфейс и его удобство. Возможности интерфейса практически безграничны и позволяет может сделать очень много. В любой момент времени нет необходимости задумываться о чём то, интерфейс настолько интуитивно понятен что освоить его можно даже без руководства пользователя.

Многих людей SDR может отпугивать своей кажущейся сложностью. Есть определённые предубеждения относительно того, насколько сложным или «искусственным» является радио SDR, но Icom действительно старался найти золотую середину между классическим радио и новыми концепциями. И надо признаться ему это удалось.

Icom даже сохранил устаревшие концепции, знакомые пользователям, такие как фильтры PBT или RF gain.

ЦЕНА НА IC-7300

Когда Icom объявил официальную цену для Японии, она составила 139 800 иен + налог. По обменному курсу на то время это было в районе 1134 долларов США + налог или 1047 евро + налог. Японский рынок получил трансивер раньше всех, и цена ниже 130 000 иен.

В Северной Америке на старте продаж стоимость составила 1500 долларов США, в Европе - 1400 евро / 1050 фунтов стерлингов, по состоянию на конец марта 2016 года.

Первые партии получили люди которые делали предзаказ, и можно предположить что некоторое время цена на трансивер будет достаточно высокой. Версии трансивера для Японии, Северной Америки и Европы отличаются. Основное отличие заключается в том, что в версии для Европы используется диапазон 70 МГц.

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ ВЫВОДЫ

Радиолюбители часто руководствуются стремлением к изучению нового, освоению новых технологий. Конечно есть некоторая доля грусти, что потребовалось целых 15 лет для того, чтобы первый из трех крупных японских производителей оборудования применил новую технологию, но тем не менее процесс начат.

Да, Icom IC-7300 достаточно серьезно опоздал на "праздник" SDR, но, по крайней мере, он "прибыл" в подобающем виде и "оделся" должным образом. Трансиверы SDR до сих пор требовали хорошего предварительного изучения и серьёзного подхода и это не позволяло им стать популярными, хотя преимущества и были очевидны.

IC-7300 - это мост, который по-своему соединяет два мира. Поскольку, думается, он заставит обоих производителей SDR заняться проектированием автономного оборудования, а других японских производителей - обновить свои технологии и преподнести радиолюбительскому сообществу свои решения в этой новой области.

IC-7300 действительно можно считать очень важным продуктом в истории любительского радио.

Технические характеристики на более чем 3800 устройств.



Например:
E.F. Johnson, Hallicrafters,...