オーディオクラフト工房（９６）

更新日：２０１１年３月２０日

31mb受信機で9MHz帯を聞こう
短波の受信機を作ります。特定メーターバンド専用として受信の安定化を図ります。将来的には複数の受信機を作製し短波帯全体が受信出来るシステムとします。うまくいけばHF-ACARS受信やDRM放送受信が出来るシステムに拡張します。まずは9MHz帯の受信からトライしましょう。
31mb受信機で9MHz帯を聞こうの基本仕様
１）受信周波数は9380kHz〜10000kHzとします。31mbをカバーします。
２）受信ICはLA1600を使用した下側スーパーヘテロダイン方式です。
３）局部発振は別にVFO回路を組んでLA1600の局発へ入力します。
４）選局ステップは5kHzとします。CH+/-で選局します。
５）選局中はミュート回路が働き、余分なノイズをカットします。
６）周波数表示は16文字2行のLCDモジュールで表示します。
７）プリセットは20chで、外部EEPROMに記憶します。設定、削除が可能です。
８）局発電圧の設定値は受信ごとに補正されて外部記憶に保存されます。
９）電源ON時は前回の記憶周波数より起動します。
１０）局発周波数はCPLDで計測して自動追尾します。
31mb受信機で9MHz帯を聞こうの全体構成図
全体の構成図を示します。
（31mb受信機の構成）
周波数が異なるだけでいつもの構成図と同じです。相変わらず周波数はCPLDで測定してマイコンに渡します。CPLDは「トランジスタ技術2006年4月号」の付録を使用します。当時相当数のトラ技を買っていたのと古い製作から蘇らすことで使用を続けております。
今回の31mbのチューナー回路の基本構成は次の書籍の記事を参考にしました。
（トランシーバー製作入門AM SSB編）
良く似た回路図もWEB上には存在しますが、出典はあくまで上記書籍です。作者の方にはこの場をお借りして御礼の挨拶とさせて頂きます。ちなみにこの書籍は古く、現在出版はされておりません。しかしながら中から得られるものは大変多く重宝しております。ありがとうございました。やはり電子工作はいつまでも永遠ですね。
31mb受信機で9MHz帯を聞こうのチューナー回路図
（31mb受信機チューナー回路図）
局発部分は5V駆動としましたが、LA1600への局発入力には10kΩの抵抗を通しています。最初は発振はするのですがうまく受信出来ず大変苦労しました。バリキャップへの電圧制御にノイズ成分が含まれると感度が低下します。LCフィルターを通してノイズをカットしています。気分的なことかもしれませんが市販の短波受信機と感度は匹敵すると思っています。中間周波数455kHzの下側ヘテロダイン方式です。受信周波数より455kHz低い周波数を発振します。VFO回路は世間一般で定番のLC+FETで構成します。周波数ドリフトは小さいと思います。しかしながら温度には敏感なようで、気温が低いと少し周波数を合わせるのに時間が掛かります。常時、周波数を追尾しますので受信の安定度には全く問題はありません。
31mb受信機で9MHz帯を聞こうのマイコン制御回路
（31mb受信機マイコン制御回路）
この辺りの回路は定番中の定番の回路です。大きく説明は省きますが周波数測定をCPLDで行うことでマイコンの負担を軽減し受信周波数精度を上げています。CPLDが3.3V駆動ですので測定周波数を受けるマイコンも3.3Vで動作させます。12bitDAC、EEPROM、LCDモジュールは5V駆動ですが、信号のやり取りには問題ありません。
31mb受信機で9MHz帯を聞こうの電源制御回路
（31mb受信機の電源制御回路）
プッシュSWで電源をON/OFFするためにこれも定番の電源制御回路を組み込みます。ACアダプターからの電源電圧が高いと電源部のトランジスターがかなり発熱しますので、DC6V出力くらいのACアダプターが最適かと。
31mb受信機で9MHz帯を聞こうの音声回路
（31mb受信機の音声回路）
最近の製作でよく使うICを使用します。無音時のヒスノイズを全く感じ取れないので優秀なICと思います。発振きみも全くなく受信機には最適です。
31mb受信機で9MHz帯を聞こうのCPLD回路
（31mb受信機のCPLD内部回路構成）
10MHzのクロックを使用した周波数カウンタです。MHz帯のカウンタにはCPLDを使用して正確に測定します。測定結果はパラレル出力でマイコンに送ります。下側へテロダインですので、中間周波数455kHz分だけ加算して出力します。基本構成は過去の製作内容と同じですので、そのページを参照下さい。
http://www.max.hi-ho.ne.jp/nonchansoft/cpld/index.htm「CPLDで遊ぼう！」
（CPLDピン接続）
31mb受信機で9MHz帯を聞こうのマイコンポート割付
（マイコンポート割付）
今回のポート割付には余り無しです。美しさ（？）さえ感じますね。
31mb受信機で9MHz帯を聞こうのモード操作
（モード操作一覧）
操作モードは3モードあり4つのボタンで操作します。SW1/SW2はUP/DOWNボタンで、周波数の操作、プリセットチャンネルの操作を行います。SW3はモード切換えボタンでそれぞれのモードで短押し、長押しを駆使してモード切換え、設定、削除などを行います。SW4は電源ボタンですが、設定中はキャンセルボタンの役目もします。初期のプリセットとしてCH00に10000kHzが設定されています。このプリセットは設定、削除のソフト処理を簡略化するために、変更することは出来なくしています。
31mb受信機で9MHz帯を聞こうの液晶表示
（液晶表示一覧）
表示左下がモード表示です。上の行で周波数を表示します。その右側には局発電圧を設定するためのA/Dコンバータの値を表示してします。デバッグ時に必要だったのですが、そのまま残しました。基本的な操作の仕方としては「TUNE」モードで受信出来る周波数を選択してモードを「SET」に変更して好きなCHにプリセットするという手順です。
31mb受信機で9MHz帯を聞こうの隠しモード
隠しモードを入れてあります。どうも温度特性に関する部品選定がよくなかったせいか、気温が低い時に周波数の低いエリアで同調に時間が掛かる状況を生じています。局発が安定する周波数になるように局発へ印加する電圧は充分に調整済みですが、まだ少し時間を生じています。そこで電源投入時（SW4押し）にSW2を同時押しすることで「AUTO SCAN」モードに自動的に移るようにしました。このモードは全ての周波数において同調する電圧を自動的にスキャンして記憶するモードです。これを行うことで選局する時の時間が短縮出来て大変便利です。もっとも通常操作でも同調することでその時の局発電圧設定値を記憶しています。
31mb受信機で9MHz帯を聞こうのEEPROM割付
（EEPROM割付）
たまたまですが256kbit(32kB)のEEPROMを使っていますので、今回は局発電圧設定のデータを全て記憶するようにしました。この値は操作することで順次上書き保存されます。従って電源を抜いても記憶しているので次回からの操作が大変便利になっています。
31mb受信機で9MHz帯を聞こうの局発・同調設定データ
（局発設定データと同調設定データ）
今回の受信機は周波数範囲が狭いため、制御電圧は5Vを超えることはありませんでした。いつも使用しているOPアンプは使用せず、DACで直接電圧をコントロールしています。上記グラフの縦軸はDACへの設定値です。
31mb受信機で9MHz帯を聞こうの大完成の姿
（一応機能的に内部分離して配置しています）
（こんな感じにまとめてみました）
（赤色バックライトの液晶モジュールを使用しました）
（結構ノズタルジックな雰囲気を醸し出しています）
31mb受信機で9MHz帯を聞こうのCPLD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。
31mb受信機で9MHz帯を聞こう
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。
久しぶりの短波受信機でしたがどうでしたでしょうか。最近はどんどん世界の放送局がAM方式の短波放送を減らしています。電波の隙間が空くことは良いことかもしれませんが寂しい限りです。でもまだまだ31mbは放送が沢山あります。中国、韓国、北朝鮮、ロシアからの放送が賑やかです。私が中学生のころBCLブームがあり、わかりもしない海外の放送局の受信に熱中したものです。今はその受信機が自作出来る時代になりましたが、BCLの楽しみはかわりません。今アナログのラジオ放送の重要性が注目されています。将来に渡ってこれらの放送が聴けることを望みます。皆さん共に頑張りましょう。
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。

オーディオクラフト工房へ戻る