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Airspy HF+ Discovery
Anfangs 2018 präsentierte Airspy den HF+ Dual Port, der schnell zum erfolgreichen Tuner- basierten SDR wurde. Die Empfangsleistungen waren exzellent für die Low-Budget Preisklasse. Nun erscheint der Nachfolger! Der «Airspy HF+ Discovery».
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Youssef Touil, Inhaber von Airspy und Entwickler von SDR- Empfängern
und deren Software, ruhte sich nicht auf den Lorbeeren aus, sondern
entwickelte den HF+ Discovery. Warum eine
neue Entwicklung nach so kurzer Zeit? Ein Gespräch mit Youssef brachte
Klarheit. HF+ Discovery "Prototyp"
Anfangs Mai 2019 bekam
ich als einer der ersten Tester einen Prototypen des HF+ Discovery. Als ich das sehr kleine Päckchen öffnete, staunte ich
nicht schlecht! Das Gerät ist Superklein und Federleicht. Es hat
die Grösse einer Zündholzschachtel. Das Gehäuse ist nicht mehr aus
Alu- Spritzguss, sondern aus Kunststoff. Auch ist nur noch ein SMA-
Antennenanschluss vorhanden. Die erste Aktion war selbstverständlich
anschliessen und anhören. Weil der HF+ Discovery aus dem HF+ Dual
Port weiterentwickelt wurde, konnten viele Sachen übernommen werden,
so auch die Firmware. Also nur
anschliessen und los geht’s. Beim HF+ Discovery war ich als Betatester tätig. Das bedeutet, ich hatte direkten Einfluss auf die Entwicklung der Hard- und Software, in dem ich dem Hersteller gefundene Fehler mitteilte, damit diese vor Markteinführung behoben werden konnten. Der HF+ Discovery empfängt schon ab 0.5KHz! Das ist ungewöhnlich tief. Praktisch alle SDR fangen bei 10KHz an. Weil meine Antennen ab 8KHz empfangen, kann der darunter liegende Bereich nicht getestet werden. Die ersten Empfangsversuche mit dem Prototypen des Discovery waren erfreulich positiv. Für so ein kleines Gerät waren die Empfangsleistungen aussergewöhnlich gut. Bei richtiger Einstellung war das Grundrauschen so gering das man meinen könnte, das Gerät seih unempfindlich. Aber da täuscht man sich. Schwächste Signale, die mit meinem Referenzempfänger Winradio G33DDC Excalibur Pro aufzunehmen waren, brachte auch der Discovery- Prototyp mit gleich guter Verständlichkeit. Ja, teilweise sogar noch Rauschärmer! Bis etwa 18MHz gab es nicht zu bemängeln. Ich war erstaunt! Dann am Abend in den Dämmerstunden in der die Signalpegel stark ansteigen, machten sich die ersten Probleme bemerkbar. Erst schwach, dann immer stärker werdende unerwünschte Signale kamen zum Vorschein. Stationen aus dem 31m Band waren auf der doppelten Frequenz, also um 19Mhz, zu hören und auf dem Spektrum/Wasserfalldiagramm zu sehen. Auch undefinierbare Signalgemische waren vorhanden. Beim Referenzgerät G33DDC war nichts von alledem zu hören oder auf dem Spektrum zu sehen. Um auszuschliessen das etwas an der Empfangsanlage nicht in Ordnung war, überprüfte ich alles und benutzte auch andere Antennen. Doch das Resultat blieb gleich. Die Intermodulationen wurden von Gerät selbst produziert. Ein Zeichen für mangelnde Filterung. Denn der Prototyp hatte nur Bandpässe von 0-5MHz - 5-10MHz. Für den Bereich darüber waren keine Filter vorgesehen um die Kosten niedrig zu halten. So habe ich den Hersteller über meine Erkenntnisse informiert. Nach vielen Skype- Unterhaltungen und Team-Viewer Sitzungen stand fest, dass der HF+ Discovery zusätzliche Filter für den oberen Frequenzbereich der Kurzwelle brauchte. Das bedeutete, das Platinenlayout musste angepasst werden um die zusätzlichen Filter unterzubringen. Auch für VHF wurden zusätzliche Bandpässe vorgesehen. In den unteren Bildern sind die Platinen der beiden Versionen zu sehen. Die Unterschiede im Platinenlayout sind deutlich zu erkennen.
Es dauerte gut drei Monate bis die Verkaufsversion des HF+ Discovery bereit war. Daraufhin wurde die Firmware mehrmals nachgebessert und erweitert. Youssef Touil reagierte schnell auf Hinweise und stellte rasch eine optimierte Firmware bereit. Unter anderen wurde bei SDR# der "Low-IF" Mode eingeführt. Dieser Mode ermöglicht, dass der DC-Peak der bei Tunerbasierten SDR's in der Spektrum- Mitte liegt, einige Khz ausserhalb der Mitte zu versetzen. Mit diesem Mode braucht der Empfänger auch weniger Strom. Funktionsprinzip des HF+ Discovery Der HF+ Discovery ist wie der HF+ Dual Port aus selbem Haus, ein Tuner-basierter SDR. Das bedeutet, er arbeitet mit Mischer, PLL- Schaltung und VCO. Das Signal durchläuft von der Antenne kommend einen Schalter, der je nach eingestelltem Frequenzbereich die benötigten Hoch- und Tiefpassfilter (Preselektor) schaltet. Danach wird das Signal in einem speziellen Mischer gemischt und danach digitalisiert. Anschliessend durchläuft es die DSP und wird dann über die USB- Schnittstelle an den PC weitergereicht. Dort kann es mit diversen Programmen wie z.B. SDR# und SDR-Console V3 und HDSDR demoduliert und bearbeitet werden. Die Arbeitsweise des neuartigen Mischers unterscheidet sich aber zu den üblichen Mischern von RTL- Tunern. Der HF+ Discovery arbeitet mit einem so genannten "Polyphase Harmonic Redjection Mixer". Dieser neue Mehrphasen- Mischer zur Unterdrückung von Oberwellen, ermöglicht dem Airspy HF+ Discovery herausragende Performance in der Low- Budget Klasse. Blockdiagramm des HF+ Discovery
Software für den HF+ Discovery Der HF+ Discovery kann mit diversen Programmen unter Windows gesteuert werden. Das Standardprogramm ist SDRSharp. Damit lässt er sich am besten steuern. Es braucht keine Installation und ist "Plug and Play". Auch sehr gute Programme sind die SDR-Console-V3 und HDSDR. Diese beiden müssen aber installiert werden. Bei der SDR-Console-V3 ist die ExtIO "airspyhf.dll" bereits enthalten. Bei HDSDR muss die ExtIO "airspyhf.dll" von der Webseite runtergeladen und in den Programmordner kopiert werden.
Testbedingungen im stationären Betrieb Beide Geräte wurden mit ihren Standardprogrammen getestet. Der HF+ Discovery und der Winradio G33DDC wurden über den Antennenverteiler Elad ASA-15 mit dem Elad ASA-62 verbunden, der die Wahl zwischen den Antennen zuliess. Es wurde der Aktivdipol Datong AD-370, der Stampfl Aktivdipol, die Reuter Kreuzloop, eine passive 2.75m lange vertikale Stabantenne sowie eine Superdiskone für den Test eingesetzt. Die Tests wurden zu verschiedenen Tageszeiten gemacht um jedes Band und Situation möglichst Praxisnah abzudecken. Beide Geräte wurden beim Vergleich individuell eingestellt, damit sie ihre volle Leistung erbrachten. Wie immer startete ich bei der tiefsten Frequenz bei der ein Sender zu empfangen war. Auf 18.3Khz war der Marinesender HWU aus Frankreich aktiv. Der direkte Vergleich zu parallel laufenden Winradio G33DDC, erbrachte keine Unterschiede. Weder im Pegel, Signalklarheit noch im Rauschverhalten. Das ganze VLF- Band habe ich zu diversen Tages- und Nachtzeiten gecheckt, ohne grosse Unterschiede zwischen den beiden Kontrahenten festzustellen. Trotzdem fiel der HF+ Discovery positiv auf. Kein einziger Überschlag oder Übersteuerungserscheinungen aus der Lang- oder Mittelwelle waren auf VLF zu hören. Eine sehr gute Leistung für so ein kleines Gerät. Weiter ging es auf der Langwelle. Wegen lokaler Störungen von Mährobotern und starken Impulsen eines nahen Weidezaunes nicht unbedingt ein Hörgenuss. Hinsichtlich Rauschverhalten, Empfindlichkeit und Übersteuerungsfestigkeit, zogen beide Geräte gleich. Abgesehen von tonalen Unterschieden. SDRSharp hat eine nicht so höhenbetonte Wiedergabe, was etwas entspannter wirkt. Trotzdem hatte der Winradio einen leichten Vorteil, das auf die Steuersoftware zurückzuführen ist. Der Noiseblanker (NB) der Winradiosoftware konnte die Weidezaunimpulse des nahen Weidezaunes nahezu restlos rausfiltern. Der NB von SDRSharp nur Ansatzweise. Leider ist die Einstellprozedur des NB von SDRSharp recht komplex. Es sind einige Schieberegler sehr Gefühlvoll zu bedienen. Die Mittelwelle war nicht mehr so stark gestört und liess Tagsüber den Empfang von RAI-1 auf 999Khz zu. Sehr leise und verrauscht von beiden Empfängern etwa in gleicher Qualität aufzunehmen. Nachtsüber konnte der HF+ Discovery seine Qualitäten ebenfalls ausspielen und ermöglichte sehr guten Empfang auch schwacher Sender zwischen den teilweise sehr starken Stationen. Oberhalb der Mittelwelle bis etwa 1.7MHz, sind viele Piratensender aus den Niederlanden, Griechenland, Serbien usw. zu empfangen. Der HF+ Discovery konnte auch hier das empfangen was auch das Referenzgerät empfing. Oft sogar mit weniger Rauschen und leicht besserem SNR. Dann ging es schon in Richtung Kurzwelle. Das grosse Problem von den Low-Budget Empfängern war die schlechte Übersteuerungsfestigkeit wegen der vielen, teils sehr starken Summensignalen auf der Kurzwelle. Leider wurde bei den meisten günstigen SDR immer auf eine Vorselektion verzichtet, zumeist aus Kostengründen. Diese Geräte hatten Ausnahmslos grosse Probleme an den Hobby- üblichen Antennen. Sie übersteuerten sehr schnell, was einen ernsthaften Empfang auf Lang- Mittel- und Kurzwelle ziemlich erschwerte. Hier macht der HF+ Discovery die grosse Ausnahme. Er hat, trotz seiner kleinen Abmessungen, einen eingebauten Preselektor. Dieser besteht aus mehreren Tief- und Hochpassfiltern. Den Unterschied bemerkt man recht schnell. Auf der gesamten Kurzwelle war der Empfang fast so wie beim Winradio G33DDC. Mit zunehmender Frequenz auf der Kurzwelle nimmt das Grundrauschen in der Regel ab. Auf ruhigen Frequenzen, z.B. auf 10051Khz, wo Gander-Volmet aus Kanada sendet, empfängt der HF+ Discovery besser als den Winradio G33DDC. Dank seiner hohen Empfindlichkeit und dem geringen Eigenrauschen, ist Gander-Volmet praktisch nur mit dem HF+ Discovery zu hören und auch zu verstehen. Nach intensiver Suche fand ich dann doch noch ein paar wenige Mischprodukte knapp unterhalb vom 31m Band. Diese stammten von Radio Rumänien der im 31m Band sendet und hier teils mit S9+50dB reinknallt. Durch umschalten auf manuelle Verstärkungsregelung und durch verringern der Empfindlichkeit, konnten die unerwünschten Signale eliminiert werden unter Beibehaltung des Signal/Rauschabstandes (SNR). Abgesehen davon, konnte ich auf dem gesamten Frequenzbereich keine weiteren unerwünschten Signale feststellen. Bis 30Mhz empfängt der HF+ Discovery gleich gut wie der G33DDC. Teilweise mit besserem SNR. Um alle Situationen hier zu beschreiben, müsste ich mir die Finger wundschreiben. Deshalb habe ich einige Audiovergleichsaufnahmen gemacht. Diese sagen mehr als das geschriebene Wort. Man kann sich selber ein Bild machen und selber urteilen. Audiovergleiche Unterschiede zwischen den Empfängern lassen sich am besten mit Audiovergleiche feststellen. Das hängt natürlich immer von den Einstellungen des jeweiligen Empfängers ab. Beide Empfänger wurden dementsprechend auf bestmögliche Wiedergabe eingestellt. Nur die Bandbreitenfilter und die Modulationsart wurden immer gleich eingestellt. Die passende Station wurde sorgfältig ausgesucht, damit diese möglichst konstant über die Aufnahmedauer zu empfangen war, damit man die Unterschiede auch beurteilen kann. Das brauchte manchmal mehrere Versuche. Die meisten Audiovergleiche sind von Stationen an der Grasnarbe, das bedeutet sie sind knapp über dem Grundrauschen. Ich empfehle deshalb einen Kopfhörer zu benutzen beim abhören der Audiovergleiche. Sekunde 0 - 15: HF+ Discovery Sekunde 15 - 30: Winradio G33DDC
Der Kurz-Test im portabel Betrieb Der HF+ Discovery wurde primär für den portablen Einsatz an passiven Antennen konzipiert. So nahm ich mir die Zeit, den kleinen in freier Natur einem Kurztest zu unterziehen, obwohl "Portabelbetrieb" nicht meine Passion ist. Als Antenne diente ein einfacher Draht mit 12.5m länge. Ich fuhr also raus in die Natur mit Notebook, Discovery und einem Stück Draht. Schnell wurde klar, dass der HF+ Discovery sehr gut mit passiven Antennen funktionierte. Der Empfang war ausserordentlich ruhig. Das SNR war praktisch gleich gut wie mit den Aktivantennen zuhause, wenn nicht besser. Mit seiner Verstärkungsregelung kann man den HF+ Discovery optimal einstellen. Je nach Empfangslage, kann man mit der AGC (automatischen Verstärkungsregelung) oder der manuellen Regelung die Parameter so einstellen um das bestmögliche SNR (Signal/Rauschabstand) rauszukitzeln. Empfang auf UKW/VHF Der HF+ Discovery bietet noch den Empfangsbereich von 60Mhz bis 260Mhz. Dieser Bereich wird von zwei Bandpässen voneinander getrennt. 60-118Mhz und 118-260Mhz. Das macht in besonders Interessant für Flugfunkfreaks. Zu keiner Zeit habe ich Überschläge aus dem UKW-Band im Flugfunkbereich feststellen können. Mit einem Plug-in lässt sich ein Frequenzscanner aktivieren, mit dem sich der Flugfunkbereich und auch alle anderen Bereiche durchscannen lässt. Der UKW- Empfang wird selbstverständlich auch in Stereo decodiert. Falls der Sender RDS ausstrahlt, wird dieses automatisch erkannt und decodiert. Unten ein Bild eines UKW-Scans.
Fazit: Der Airspy HF+ Discovery liefert sich ein Kopf an Kopf Rennen mit einen der besten SDR! Und er kann mithalten. Auffällig ist das sehr geringe Rauschen, was für ein entspanntes hören sorgt. In einigen Situationen übertraf er den Winradio G33DDC, was Rauscharmut und Empfindlichkeit anging. An Hobby-üblichen Antennen liefert er aussergewöhnlich gute Empfangsleistungen auf VLF, Lang, Mittel und Kurzwelle mit minimalen Übersteuerungserscheinungen. Auch der UKW/VHF Bereich brachte gute Ergebnisse. Dank seiner Vorselektion und ausgereifter Software, bietet Airspy mit dem HF+ Discovery den besten Tuner- basierten SDR für kleines Geld. Ein kleines Manko ist der schwer einstellbare Noiseblanker von SDRSharp, was den die nahen Weidezäune nicht richtig aus der Audio filtern konnte. Der "Airspy HF+ Discovery" ist eine echte Entdeckung! Exzellentes Preis/Leistungs- Verhältnis. gepostet: 06.08.2019
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