テキスト ボックス:               ジャンクラジオ 改造記
                   その4 周波数カウンター編
                 最終回

                       2010年6月  KY
概要ガイヨウ
前回ゼンカイ製作セイサク短波タンパラジオを「デジタル表示ヒョウジ」させ、その性能セイノウ改善カイゼンします。
@ IFフィルターを交換コウカンし、混信コンシン緩和カンワ
ジャンクラジオのオリジナルではIF(中間チュウカン周波数シュウハスウダンで「セラミックフィルター」を搭載トウサイして
いますが、短波タンパ受信ジュシンヨウとしてはスコ特性トクセイが「あまく」、混信コンシンになっていました。
そこで、混信コンシン緩和カンワ目的モクテキとしてフィルターを交換コウカンします。
A 周波数シュウハスウカウンターを搭載トウサイし、受信ジュシン周波数シュウハスウを「デジタル表示ヒョウジ」する。
PICをモチいて「周波数シュウハスウカウンター」を構成コウセイします。
中間チュウカン周波数シュウハスウ(IF)の「455KHzオフセットアタイ」はソフトウェアにて計算ケイサンし、実際ジッサイ受信ジュシン周波数シュウハスウ
表示ヒョウジします。
◎IFフィルターの交換コウカン
交換コウカンしたフィルターは、
村田ムラタ「CFULA455KE4A-B0」
帯域タイイキ±7.5KHz」ヒン27に交換コウカン要領ヨウリョウシメします。
1.5KΩの抵抗テイコウ追加ツイカ注意チュウイ
けピッチがコトなりますので、実装ジッソウスコ工夫クフウ必要ヒツヨウです。
交換コウカンした結果ケッカ(フィルター特性トクセイ)をグラフ1にシメします。
中心チュウシン周波数シュウハスウから「±15KHz」までの特性トクセイで、フィルターの負荷フカはSシャICのデータシート
条件ジョウケンオコナっています。
なお、減衰ゲンスイ「-40dB以下イカ」は筆者ヒッシャ測定ソクテイケイ残留ザンリュウノイズ限界ゲンカイなので測定ソクテイオコナって
いません。
周波数シュウハスウ 交換コウカンヒン オリジナル
-15 -40 -15.5
-14 -40 -15
-13 -38.8 -14.4
-12 -35 -13.8
-11 -28 -13.1
-10 -21.8 -12.3
-9 -16.7 -11.5
-8 -6.8 -10.7
-7 -2.2 -9.8
-6 -1.5 -8.7
-5 -1.3 -7.5
-4 -0.8 -6
-3 -0.3 -4.5
-2 0 -3.2
-1 0 -0.8
0 0 0
1 0 -0.3
2 -0.1 -2.6
3 -0.4 -4.2
4 -1 -6.2
5 -1.8 -8.2
6 -2.6 -10.1
7 -3.3 -11.8
8 -4 -13.5
9 -7 -15
10 -16 -16.2
11 -22 -17.6
12 -28.2 -19.1
テキスト ボックス: 注意
減衰度「-40dB付近」で特性が飽和しているのは、
測定系の残留ノイズ。
13 -35.2 -21
14 -39 -22.8
15 -40 -24.2
さすがに「すばらしい特性トクセイ」。
周波数シュウハスウカウンター
原理ゲンリ
周波数シュウハスウカウンターの原理ゲンリタトえば28のように一定イッテイ時間ジカン(このレイでは1ビョウ)におけるパルス
カズをカウントします。周波数シュウハスウ定義テイギは「1ビョウカンにおける信号シンゴウカエスウ」ですから、
4のパルスがあればこの信号シンゴウは4Hzということです。
ヨウは「時間ジカンめて(区切クギって)、そのトキのパルススウをカウント」するだけです。
仕様シヨウ
電源デンゲン電圧デンアツ
3V  タン3×2)
表示ヒョウジ
3ケタ
「MHz表示ヒョウジ」と「KHz表示ヒョウジ」のモード
「MHz表示ヒョウジ」で7MHz,9MHz,12MHz
チガいを認識ニンシキする。
1KHz単位タンイ周波数シュウハスウ確認カクニンしたい場合バアイ
は「KHz表示ヒョウジ」にする。
・スリープモード
電源デンゲン乾電池カンデンチなので、LED表示ヒョウジ不要フヨウ場合バアイに、「スリープモード」となって
LEDを消灯ショウトウします。
これにより、乾電池カンデンチ消耗ショウモウスクなくします。
○ブロックおよび回路カイロ
せいぜい10MHzくらいのカウントですから、「プリント基板キバン」で必要ヒツヨウもありません。
そこで、「ユニバーサル基板キバン」で製作セイサクすることを前提ゼンテイとし、なるべく部品ブヒン点数テンスウスクない
構成コウセイにします。
29、30に今回コンカイのブロック回路図カイロズシメします。
モチいたマイコンは「PIC16F819-I/P」です。
これにこだわる理由リユウく、ポートのカズえばいです。
回路的カイロテキには「つなぐだけ」なのでトク注意チュウイするような部分ブブンいとオモいます。
定数テイスウめする部分ブブン入力ニュウリョク信号シンゴウ増幅ゾウフクのみですから、この部分ブブン設計セッケイ方針ホウシン以下イカ
説明セツメイします。
TR1の増幅ゾウフク
ラジオのキョクハツ信号シンゴウはそのままではチイさいので、PICが認識ニンシキできる振幅シンプクレベルまで増幅ゾウフクします。
トランジスタ1イシによる「自己ジコバイアス増幅ゾウフク回路カイロ」で、30に設計セッケイアタイシメします。
振幅シンプクのセンターアタイをロジックレベルにわせるために電源デンゲン電圧デンアツ半分ハンブンより、若干ジャッカン
シタ設定セッテイしています。
モチいたトランジスタは「2SC1815-Y」です。
コレクタ波形ハケイをオシロスコープで観測カンソクしましたが、ロジックテキには問題モンダイ波形ハケイです。
○ソフトウェア
使用シヨウ言語ゲンゴは「C言語ゲンゴ」で、コンパイラは
CCSシャのCコンパイラ
今回コンカイのような機能キノウは、C言語ゲンゴモチいれば「半日ハンニチ」あればめるとオモいます。
マイコンの「RA4」は「タイマー0」の外部ガイブ入力ニュウリョクピンです。
したがって、このピンに入力ニュウリョクされる信号シンゴウをカウントすることにより周波数シュウハスウカウンターとして
機能キノウします。
カウントの基準キジュンとなるゲート制御セイギョは「タイマー1」をモチい、今回コンカイはゲート時間ジカンを「100msec」
にしています。
基本的キホンテキにはゲート時間ジカンは「1sec」とオモいますが、筆者ヒッシャ場合バアイ、1secの更新コウシン周期シュウキ
我慢ガマン出来デキない(てない)のでミジカ設定セッテイしています。
これにより、周波数シュウハスウ演算エンザン
周波数シュウハスウ = カウントスウ×10
「455KHzのオフセット」のプログラムを以下イカシメします。
テキスト ボックス:                 freq = freq - 45500;
これだけ。
マイコンの場合バアイ、このようにオフセット演算エンザン簡単カンタンです。
かなりムカシに「455KHzのオフセット機能キノウツキ周波数シュウハスウカウンター専用センヨウIC」をモチいたことがありま
すが、あらためて、マイコンは柔軟性ジュウナンセイがあり「万能バンノウ」だなとオモいます。
周波数シュウハスウカウンタ機能キノウ一般的イッパンテキ方法ホウホウであればトクムズカしい制御セイギョではありませんので、
ここではソフトウェアの詳細ショウサイ説明セツメイしません。
部品ブヒンヒョウ
部品ブヒン番号バンゴウ 品名ヒンメイ   型番カタバン     メーカー 備考ビコウ
C1 ケミコン 47μF         *1
C2,C3 セラコン 15p          
IC1 マイコン   PIC16F819-I/P   Microchip  
LED1 7SEG-LED LB303VK     ROHM  
R1 カーボン抵抗テイコウ 47K       *2
R2 カーボン抵抗テイコウ 1K       *2
R3 カーボン抵抗テイコウ 220Ω       *2
R4,R5,R6 カーボン抵抗テイコウ 3.3K       *2
R7,R8 カーボン抵抗テイコウ 47K       *2
R9〜R16 カーボン抵抗テイコウ 220Ω       *2
S1,S2 スライドスイッチ SS-12E01G3   Linkman  
TR1〜TR4 トランジスタ 2SC1815-Y   東芝トウシバ  
X1 水晶スイショウ振動シンドウ HC49SFWB20000H0PESZZ キョウセラ *3
XIC1 ICソケット(18P) 212118NE     Linkman マルピン
PC1 ユニバーサル基板キバン 「72×47mm」サイズ      
  金属キンゾクスペーサ メスーメス ナガさ10mm   M3ヨウ  
  ビスルイ            
  シオイタ   t = 0.3mm       チャケイ
*1 電源デンゲン電圧デンアツヒクい(3V)ので耐圧タイアツは10V以上イジョウであれば
*2 小型コガタサイズをモチいましたが、標準ヒョウジュンサイズでも
*3 ホカメーカーをモチいた場合バアイ、C2,C3のアタイは「ヨウ調整チョウセイ
○キーパーツ
表示ヒョウジヨウの7SEG-LEDは3ケタで、内部ナイブ結線ケッセンスミのものを使用シヨウしています。
31のように通常ツウジョウの1ケタ7SEG-LEDを3ケタナラべると、データライン(a,b,c,・・・・DP)の配線ハイセン
は24ホンです。
これにタイし、「内部ナイブ結線ケッセンスミ」の3ケタLEDをモチいれば、配線ハイセンは8ホンみます。
モチいた7SEG-LEDは、
ROHMのLB303VK
トクに、今回コンカイのようなユニバーサル基板キバンでは配線ハイセン本数ホンスウスクなくなり、すごくラク
水晶スイショウ振動シンドウ指定シテイの「負荷フカ容量ヨウリョウ」にしないと発振ハッシン周波数シュウハスウがズレますので仕様シヨウ
はっきりしているもを使用シヨウしてください。
今回コンカイのカウンターはスウ100Hzの誤差ゴサ許容キョヨウ範囲ハンイナイですが、周波数シュウハスウ調整チョウセイは「調整チョウセイ
です。したがって、今回コンカイのように「キョウセラ」セイ水晶スイショウ振動シンドウモチい、指定シテイ負荷フカ容量ヨウリョウ
となるようにしています。
製作セイサク
写真シャシン10に外観ガイカンシメします。
基板キバンは「72×47mm」サイズの片面カタメンユニバーサル基板キバン筆者ヒッシャ場合バアイは、このサイズでは
ラジオのケースから若干ジャッカン「はみす」ので、ややオオきめの基板キバンをカットして製作セイサクしています。
ラジオ本体ホンタイとの固定コテイは「金属キンゾクスペーサ」によりオコナいます。
写真シャシン11のように、かなり「余裕ヨユウのある」部品ブヒン配置ハイチ配線ハイセン本数ホンスウスクないです。
写真シャシン10では「9.81」MHzを表示ヒョウジした状態ジョウタイで、KHz単位タンイみたい(表示ヒョウジ場合バアイは「表示ヒョウジ切替キリカエ
スイッチ」により11のようにします。つまり、現在ゲンザイ受信ジュシンしている周波数シュウハスウ
9.813MHz(9813KHz)
ということです。
なお、12MHzのように10のケタがある場合バアイ32のような表示ヒョウジになります。
(スモークイタ固定コテイ
7SEG-LEDの表示ヒョウジオオう「スモークイタ」は「イタアツ0.3mmのシオビ」を利用リヨウしています。
筆者ヒッシャ場合バアイ、ホームセンターで購入コウニュウしたものでイロは「チャケイ」。
イタアツ0.3mmですと、「ハサミ」で簡単カンタンにカットでき、加工カコウラクです。
7SEG-LEDへの固定コテイ33のように「両面リョウメンテープ」を利用リヨウします。
ラジオとの接続セツゾクは、
電源デンゲン、GNDの2ホン
・TR1への1ホン
となり、このセンザイ外部ガイブ乾電池カンデンチへの接続セツゾク2ホンフクめて5ホンです。
このセンザイはラジオのケースシタアナけてラジオ内部ナイブ接続セツゾクします。
ユニバーサル基板キバン製作セイサクフクめて、3時間ジカンもあればめます。
◎トラブル対応タイオウ
周波数シュウハスウカウンターをラジオに搭載トウサイするということは「デジタル、アナログ混在コンザイ回路カイロ」です。
製作セイサクマエからデジタルノイズがラジオに混入コンニュウする「不具合フグアイ」は予想ヨソウされます。
この対応タイオウ対策タイサク)の目論見モクロミはあったのですが、今回コンカイ場合バアイは「かなりごわい」。
デジタルノイズの混入コンニュウ具体的グタイテキにはツギのような現象ゲンショウです。
@電磁デンジ結合ケツゴウトウによるマイコンからのデジタル信号シンゴウ混入コンニュウ
AGNDパターンからのデジタル信号シンゴウ混入コンニュウ
@についてはデジタルノイズ/クラべればかるレベル。
この対策タイサクはラジオとマイコン(基板キバン距離キョリハナし、なおかつ、シールドをホドコすことで
問題モンダイいレベルにすることは可能カノウです。
Aは「になりだしたら我慢ガマンできないレベル」。
以前イゼンにレポートした「LA1600レポート」ではデジタルとアナログ(ラジオ)のGND接続セツゾクポイント
適切テキセツにすることと、電源デンゲンのデカップリングで問題モンダイいレベルにしています。
しかし、今回コンカイ場合バアイとLA1600レポートでは基本的キホンテキにGNDの「ツクり」がコトなり、ラジオ
のGNDを適切テキセツにすることは困難コンナン。(最初サイショからパターン設計セッケイをしたほうがハヤい)
数日スウジツ、Aにカンして対策タイサク緩和カンワ)をココロみましたが、「あきらめる」ことにします。
そこで、オモいついたのが、
マイコンの「スリープモード」を利用リヨウする
つまり、表示ヒョウジ受信ジュシンキョク周波数シュウハスウかればいので、そのアト表示ヒョウジさせる必要ヒツヨウがあり
ません。
スリープモードにすればマイコンは待機タイキ状態ジョウタイとなり、表示ヒョウジえ、「ネムったまま」です。
これによりデジタルノイズも発生ハッセイしませんし、なおかつ、消費ショウヒ電流デンリュウはほとんどゼロにチカ
状態ジョウタイです。
ジャンクラジオは「乾電池カンデンチ動作ドウサ」ですから、これにより電池デンチ消耗ショウモウスクなくなり、まさに、
一石イッセキ二鳥ニチョウ」。
最初サイショ記述キジュツした仕様シヨウの「スリープモード」はスリープモードが目的モクテキではく、デジタル
ノイズ対策タイサク目的モクテキでした。
筆者ヒッシャ場合バアイはAの対策タイサクにスリープモードをモチいた「かなりインチキな方法ホウホウ」でしたが、
シン対策タイサクにチャレンジされてはいかがでしょうか。
使用感シヨウカンとまとめ
ジャンクラジオに周波数シュウハスウカウンターを搭載トウサイし、さらにアヤしいラジオになってしまいましたが、
すごく「快適カイテキ」♪
なにしろ「放送ホウソウハジまるマエ」から受信ジュシン待機タイキ出来デキるのは使ツカ勝手ガッテい。
このようなコトを「ちうけ受信ジュシン」と、ムカシんでいたようながします。
筆者ヒッシャ場合バアイ受信ジュシン環境カンキョウいのですが、アンテナが貧弱ヒンジャクです。
12MHzタイの「モンゴルのコエ」はデジタル表示ヒョウジのおかけで放送ホウソウ開始カイシマエから受信ジュシン待機タイキできる
ようになりましたが、「インドネシアのコエ」はイマだに未確認ミカクニンです。
アンテナの整備セイビカンガえています。
はるかムカシ、「BCLブーム」だったコロに「デジタル表示ヒョウジ受信ジュシン」(チュウ高級機コウキュウキはラジオの表現ヒョウゲン
ではなく通信ツウシンカタ受信機ジュシンキ表現ヒョウゲン)がカクメーカーから販売ハンバイされていました。
筆者ヒッシャもこのような受信ジュシンしかったのですが、とてもえる(ってもらう)ものではあり
ません。(イマえていない)
このような機種キシュとは単純タンジュン比較ヒカク出来デキませんが、デジタル表示ヒョウジ機能キノウだけをると「スウ100エン
のマイコンで実現ジツゲンできるのは素晴スバらしいことだとオモいます。(しかも、乾電池カンデンチ動作ドウサ
ジャンクラジオを
復活フッカツ航空コウクウ無線ムセン改造カイゾウ短波タンパ受信ジュシン改造カイゾウ〜デジタル表示ヒョウジ
オモいつくまま「いじりまわして」タノしんできました。
これ以外イガイ改造カイゾウアンオモいつきませんが、まだ、ジャンクラジオが筆者ヒッシャ手元テモト数台スウダイ
ノコっています。
テキスト ボックス:        終わり