オーディオクラフト工房（９８）

更新日：２０１１年５月５日

49mb受信機で6MHz帯を聞こう
9MHz受信機が大成功だったので、調子に乗って立て続けに短波受信機を作ります。またLOOPアンテナとのコラボも大成功でしたので、複数の受信機との連携も継続して行うことにしました。今回は49mbの受信機を作ります。短波用の帯域としては少し狭い領域ですが、ラジオ日経を中心にNHKワールド含めて強力に受信出来る局がありますので、大変楽しいです。回路構成は31mbとほとんど同じですが、受信状態は少し異なります。今後に渡って複数の受信機を作ることでいろんな短波の状態が楽しめると思います。それでは製作をスタートしましょう。
49mb受信機で6MHz帯を聞こうの基本仕様
１）受信周波数は5800kHz〜6270kHzとします。49mb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60ch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。
１１）ボリューム操作のマニュアル選局モードを搭載しました。
１２）CPLDからの周波数は8bitx3回でマイコンに取り込みます。
49mb受信機で6MHz帯を聞こうの全体構成図
全体の構成図を示します。
（49mb受信機の構成）
31mbとは受信周波数が異なるだけと考えて下さい。49mb受信機として新しいフィーチャーも組み込んでますが既に31mb受信機は対応中で現在はほぼ同じ機能を有しています。いまだに「トランジスタ技術2006年4月号」のCPLD基板を使っています。本当に重宝しています。基板はまだまだ余ってます。
49mb受信機で6MHz帯を聞こうのチューナー回路図
（49mb受信機チューナー回路図）
回路構成のポイントはいかにノイズを入れないかということに尽きます。特にノイズが乗りやすいのがバリキャップの電圧印加による局発周波数と受信周波数の設定部分です。駆動回路からの電圧は100kΩの抵抗を介して印加しますが、この部分に充分なフィルターを構成することが必要です。この部分でほとんど特性が決まるような気がしています。電源回路にも充分はフィルターを構成することも必要になります。またCPLD基板の電源はチューナー部分の電圧を分けて供給します。局発回路のセラミックコンデンサは温度変化による容量変化が少ないものを使用します。しかしながら局発は随時追尾していますので、周波数の変化には充分対応は出来ています。
49mb受信機で6MHz帯を聞こうのマイコン制御回路
（49mb受信機マイコン制御回路）
今回のポイントはボリュームによるマニュアル選局とCPLDからの周波数読み込みの省線化です。まずマニュアル選局ですが、アナログ的な操作をしたかったことから考えました。直接ボリュームでバリキャップを制御するとマイコンとの連動性が取れないので、一旦ボリューム値をマイコンのA/Dコンバーターで読み取ってボリューム位置に応じた周波数を選んで設定することでアナログ的な操作を実現しています。この操作でも周波数ステップは5kHzですので的確な選局が可能です。ボリュームの位置を単純な区切りで数値化すると変化点で周波数が振動することがあるので簡単なシュミット制御を仕組んでいます。CPLDからの周波数入力はなぜ今まで考えつかなったか不思議に思いますが8bitのデータを3回読み込むことで配線数を減らすことが出来ました。ポートが余りましたので、将来の外部からの制御に対応出来るようになります。
49mb受信機で6MHz帯を聞こうの電源制御回路
（49mb受信機の電源制御回路）
定番の電源制御回路を組み込ます。ACアダプターの電圧にもよりますが、この製作の場合DC9Vを想定しています。トランス式のACアダプターのため、消費電流が少ないと電圧が上がる傾向にあります。その時、2SA1385のトランジスタはかなりの発熱をします。今回はコレクタに放熱の処理を施しました。太目の銅線を接続して熱を放出する工夫をしました。銅線そのものの発熱は小さいですがトランジスタが熱くなるのを防ぐことが出来ました。
49mb受信機で6MHz帯を聞こうの音声回路
（49mb受信機の音声回路）
前回も書きましたが極めて無音時のヒスノイズが少ないのが特徴です。すっかり私のラジオの製作の定番になりました。
49mb受信機で6MHz帯を聞こうのCPLD回路
（49mb受信機のCPLD内部回路構成）
今まで24bitパラレルで周波数を読み込んでいましたが今回より8bitを3回読み込みます。マイコン側のポートを有効に使うことが出来ます。CPLD側で一旦ラッチするので読み取り間違いも無くなると思います。
（CPLD回路の内部ロジック）
（CPLDピン接続）
（周波数の読み取り方法）
周波数は上の桁より10進表記で2桁づつ読出します。読み取り間違いがないはずですので1回読出しで確定します。
（CPLD側の周波数入力バッファ回路）
最近の製作では記載出来ておりませんでしたが、CPLDの周波数入力部にはバッファが必要です。これがないとうまく周波数を読み込めませんね。全体的な回路構成としてはなくしたい部分です。今後の検討課題としましょう。
49mb受信機で6MHz帯を聞こうのマイコンポート割付
（マイコンポート割付）
あまったポートは将来複数の短波受信機を外部からコントロールするのに使う予定です。PCから周波数設定と電源コントロールを行うことで完全自動の受信ライフを目指します。まだまだ先のことではありますが。
49mb受信機で6MHz帯を聞こうのモード操作
（モード操作一覧）
31mb受信機の操作に対してマニュアル選局を追加しています。選局モード(TUNE)でSW4を押すことでボリュームによるマニュアル選局とSW1/SW2による選局を切換えます。初期プリセットとしてCH00に6270kHzが設定されています。これはプリセットの設定、削除のソフト処理を簡略化するためのもので変更することは出来ません。同調の自動制御については正確にプログラムしていますが、局発の周波数制御については選局時順次学習するのであらかじめ組み込んでいるソフト処理部分はかなりラフになっています。後述する「AUTO SCAN」を使って最初にある程度調整するほうが良いと思います。
49mb受信機で6MHz帯を聞こうの液晶表示
（液晶表示一覧）
マニュアル選局の表示を追加しています。「TUNE」の後に「m」と表示されます。電源ON時にはどの周波数の受信機か表示されます。機種が増えた時には便利ですね。
49mb受信機で6MHz帯を聞こうの隠しモード
局発周波数の制御をかなりラフにしたため、最初の操作時前に「AUTO SCAN」モードを実行して下さい。電源投入時（SW4押し）にSW2を同時押しすることでモードに入ります。ここでは全ての周波数において同調する局発電圧を自動的にスキャンしてマイコンに記憶します。それ以降の選局時の時間が短縮出来ます。一旦マイコン内部記憶した局発制御電圧のデータは電源OFF時（SW4押し）に全てEEPROMに一括記憶します。（前回製作した31mbの受信機は対応出来ておりませんでしたので、別途バージョンアップする予定です）
49mb受信機で6MHz帯を聞こうのEEPROM割付
（EEPROM割付）
60ch分のプリセットと全周波数の局発制御電圧を外部記憶しています。
49mb受信機で6MHz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）
局発と同調のバリキャップへの制御電圧は今回5Vを超えましたのでOPアンプで約1.75倍しています。最大で約8.5V程度になっています。上記グラフの縦軸はDACへの設定値です。
49mb受信機で6MHz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）
CPLD回路、マイコン回路、チューナー回路をブロックにしてそれぞれの影響を受けにくくするためにアルミ板で分離配置しています。
（チューナー回路、マイコン回路です）
（電源回路、音声アンプ回路です）
（CPLD回路です）
（マニュアル選局とボタン選局時の表示です）
今回は青色バックライト白色文字のの液晶モジュールを使用しました。また31mb受信機とは異なった雰囲気で大変良いです。こっちのほうが目が疲れないかも。
（一番右側のマニュアル選局のボリュームが特徴的ですね）
（こんな感じに仕上がりました）
49mb受信機で6MHz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。
49mb受信機で6MHz帯を聞こ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。
強力局が入感する49mbは聞いていて大変楽しいです。局数は少ないですがこの時期安定しています。さてこれで2台の短波受信機となったわけですが次回はLOOPアンテナチューナーを改造してそれぞれの受信に対応出来るようにしていきます。でもその前に3台目が完成するかもしれませんけど。今度は41mbといきますか。
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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