オーディオクラフト工房(116)

更新日:2012年4月15日


ついに登場DSP短波ラジオを作ろう

DSP短波ラジオがついに登場です。今回もシリコンラボ製のチップを使用しています。最近の短波ラジオはほとんどが中国製ですが、そのラジオに使われているものと同じものです。AMラジオでも実感しましたが、感度は良好!すばらしいラジオに仕上がりました。それでは製作をスタートしましょう。
ついに登場DSP短波ラジオを作ろうの基本仕様
1)短波ラジオはSilicon Labo製 Si4734 のDSP処理チップを使用します。
2)1バンク50局のプリセットが可能で、設定・削除が自由に出来ます。
3)今回も3バンクを用意しました。局数が多い短波にはぴったりです。
4)設定データは外部EEPROMに記憶して電源ONで前回のバンクと周波数になります。
5)アンプとスピーカーを内蔵しています。
6)周波数表示は16文字2行のLCDモジュールを使用します。
7)受信周波数は3900kHz〜12500kHzです。75mb〜25mbまでをカバーします。
8)選局はマニュアルライクな操作もありアナログ感覚を楽しめます。
9)外部ループアンテナチューナーとスリープタイマーセレクターに対応しています。
10)リモコン操作では1kHz単位で周波数の設定が出来ます。
ついに登場DSP短波ラジオを作ろうの全体構成図
全体の構成図を示します。
(ついに登場DSP短波ラジオを作ろうの構成図)
このチップはSW/AM/FMラジオ用ですが、操作を簡単にするためにSW専用としました。
ついに登場DSP短波ラジオを作ろうの回路図
(短波ラジオ部回路図)
水晶発振子を直接駆動していますので極めて簡単な回路になっています。AMラジオと違うところはバーアンテナがコイルになっただけです。これだけで短波ラジオになるんですね。
(マイコン制御回路図)
マイコン周辺の動作電圧はDC3.3Vで統一しています。今回はLCDモジュールを5Vタイプにしました。短波用のループアンテナチューナーに接続する回路も付けています。
(電源制御回路)
定番の電源回路です。今回リップルフィルターは付けませんでした。
(モノラルアンプ回路)
音声には一応入力側にLCフィルターを付けました。
(外部との接続部分)
外部スリープタイマーセレクタとの接続を示しています。上図の機器側部分を組み込んでいます。ループアンテナとスリープタイマーセレクタについてはこちらの記事を参照下さい。
短波用ループアンテナ:http://nonchansoft.my.coocan.jp/audio/swloopcont2.htm
スリープタイマーセレクタ:http://nonchansoft.my.coocan.jp/audio/sleeptimer1.htm
ついに登場DSP短波ラジオを作ろうのマイコンポート割付
(マイコンポート割付)
(タイマー割り込みの設定)
ついに登場DSP短波ラジオを作ろうのモード操作
(モード操作一覧)
バンク切換えは電源ON時に他のキー(SW1,SW2,SW3)のどれかを一緒に押すことで切換えるようにしました。
操作は最近のラジオと全く同じです。私のラジオ操作の定番です。
ついに登場DSP短波ラジオを作ろうの液晶表示
(電源ON時の液晶表示)
電源ON時にチップ情報などを表示します。右上にはバンク番号を表示します。
(バンク0=BK0,バンク1=BK1,バンク2=BK2)
(液晶表示一覧)
ついに登場DSP短波ラジオを作ろうのEEPROM割付
(EEPROM割付)
3バンク分を用意しています。自由に使って下さい。
ついに登場DSP短波ラジオを作ろうのリモコン操作
短波放送は受信周波数が広いので、アップダウン操作だけでは大変です。しかしながら本体の前面に多くの操作ボタンを配置することは出来ません。そこでリモコンを使用することを考えました。本体にはリモコンの受光部だけを配置すれば良いのでコンパクトに出来ます。ラジオ部分の制御はDSPチップが行うのでメインマイコンは結構ヒマをしてます。そこでこのリモコンの受信処理をさせるのには最適と思います。
(リモコン受信回路を追加)
リモコン受光器が5V動作、マイコンが3.3V動作ですので、回路で変換しています。
(テレビ操作リモコン)
量販店で少し古めのリモコンを購入しました。もちろんいろんなメーカーのテレビ機器が操作出来るリモコンです。今回は特にデザインを優先して薄型のものを買いました。中身を改造してオリジナルのコードを出すことは出来ませんので、どこかのメーカーにセットする必要があります。今回はたまたまですがビクター(JVC)にセットしました。
まずはどのようなコードが出ているか調べる必要があります。
(ビクターテレビのリモコン信号)
「HandyOscillo」というフリーソフトでPCのマイク端子に信号を入力して表示して解析します。ここでは詳しくは記しませんが、地道に解析して各リモコンボタンに対応したコードを確定します。受信信号処理は結構手抜きしていますので、時々リモコンのボタンを押しても受信認識しないことがありますが、詳細はプログラムソースを見て下さい。
(今回のリモコンの操作振り分け)
ついに登場DSP短波ラジオを作ろうのマニュアル操作
マニュアルライクな操作を実現するために、私の最近のラジオ製作にはボリューム操作でマニュアル選局を行っております。しかしながら短波放送は受信範囲が広く全てをカバーしようとすると操作が細かくなり現実的ではなくなります。そこで周波数を分割して操作することとします。
(マニュアル操作の周波数分割)
600kHzごとに分割しました。これで比較的簡単にマニュアル操作が可能となります。
ついに登場DSP短波ラジオを作ろうの姿
(さすがDSP処理、内部構成は極めてシンプル)
(マニュアルA操作とプリセット操作の表示中)
都会では短波用ループアンテナを駆使しないとまともな受信が出来ません。下側がそのループアンテナチューナーです。
(マニュアルM操作中です)
ついに登場DSP短波ラジオを作ろうのマイコンソフト
ソースファイル一式はこちらからダウンロードして下さい。フォルダごと圧縮しています。全ファイルが入っています。ライタで書き込みする実行ファイルも含まれています
短波用ループアンテナチューナーの改造
以前製作した短波用ループアンテナチューナーは電源操作を外部からすることが出来ませんでした。一連のラジオ製作が外部のセレクタから連動出来るので、今回短波ラジオの電源ONに連動してこのアンテナチューナーもONするように改造しました。詳しくは説明しませんが、下の回路を参考にして下さい。
(外部コントロールの制御回路)
(追加回路部分)
DSP処理で初めての短波ラジオでした。相変わらずDSP処理は高感度ですね。回路もシンプルになるので本当はもっとコンパクトに出来るかもしれません。周波数範囲も広く取れましたので大変満足です。本当に本当にもうLA1600のアナログ処理のラジオには戻れません。もっともっとこのDSP処理チップのラジオがホビーの世界にも広がって欲しいと思います。これからもDSP処理ラジオにご期待下さい。
これからもオーディオクラフト工房はどんどん楽しくなっていきます。

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