AMトランスミッタを初体験キットで

トランジスタ技術10月号の特集第３章のAMトランスミッタだが、ループアンテナや音源を組み付けて、まずは市販ラジオ(ICF-5900)で受信実験。音源から明るいポップスを入れたのがラジオからクリアーに聞こえて、ちょっと感激。
ただ、周波数が狙った750Khz近辺でなく800KHzあたりとなった。コルピッツ単体で測ったときの、プローブ等の測定系の負荷(容量)かなりあったということなのだろう。
改めてTr3のコレクタで周波数を測定したところ803.1KHzであった。幸い、初体験キットの受信周波数にプリセットではないが801KHzがあったのと、700KHz台は市販ラジオで聞くと放送波がしっかりあって干渉が心配であることから、現状のままとすることにした。
次に、初体験キットのPLC-Link2によるAMラジオで受信を試みる。アンテナは至近距離であることからワンターン程度の長さのリード線(ブレッドボード用の配線材)を使用。試してみると、一発でOK。小音量ではあるもののスピーカーからしっかりと聞こえた。


ちなみにループアンテナは適当なプラスチックケースにウレタン線を巻いたもので、どっかで計算違いをしたかちょっと小さめの 64.62μH @100khz である。
電源は手持ちの電池ホルダの都合で 電池２本の3Vになっている。まあ、アナログは倍・半分というので大丈夫だろうという判断。
バイアスを決めているR5の値を 620オームから心持高い860オームに変更しただけで、アナログ演算回路、バイアス回路の回路定数は記事のとおり。(ちなみに、p83右下の図2でR1の値が47Kになっているけど、これは16Kのタイポかと)

AMレシーバはNG

順序が逆だが、FMラジオに引き続きAMラジオを試すが受信にはいたらず。

雑誌記事では素のLPC-Link2にスピーカ&アンテナをつけているが、こちらは既にFMステレオラジオ基板を取り付けているので、その基板に配線する。
ロータリーエンコーダの右下にPWMが引き出されているし、基板の上辺の右から2番目にADC3が引き出されているの。
アンテナ線には、キット付属のビニル線(FMのアンテナにも使った)を使用。
で、キットに付属のAMReceiverをそのままビルドして実行。

が、鳴るのはノイズばかり。受信周波数を変えるとノイズが変わり、時々はビート音などがするし、アンテナ線の付けはずしでノイズが変わるのでAM receiver として動作しているのではあろうが受信能力として足りていないのだろう。
585KHz付近でノイズにまざりかすかにハングルらしき声が聞こえるが、中波なのか短波放送が折り返してそこに現れているのか... NHK第1が入らない位だから短波のほうだろうなぁ。

ということで、AMReceiverをベースに改造、まずは出力部をPWMからこーデックに変えて..という予定が、あてはずれ。さてどうしたものか。

リバースエンジニアリング メモ

まずは、出力部分。

音声データは、0x2000 (ステレオで4Kサンプル)のリングバッファを介してI2Sの出力ハードへ渡される。

バッファからは、I2Sからの割り込み駆動で、送信バッファがあるていど空くたびに I2S0_IRQHandler()が呼ばれ、前記リングバッファからI2Sの送信バッファへ詰め込む。

FMRecieverのケースでは、すべてが一つのマスタークロックからなるので音声データ生成とI2Sの送出の速度差はでないはずだが、ADCのクロックを外部から純粋なクロックを投入することを考えているので、その場合音声データの生成とコーデックでの消費のスピードのずれが積算してやがて大きくなることが予想される。

で、現在のコードをみてみると、audio_adjust_buffer( )のリングバッファの書き込みと読み出しスピードの差が積算して顕著になったときの調整コードがある。　通常は読み出しと書き込みがバッファの半分の距離にたもつので、2Kサンプル、45ms位かなぁ、のレテンシか。で、1.5Kサンプル程度ずれると読み込み位置を2Kサンプルに戻す。つまり一瞬30mSぐらい飛ぶ/戻るという勘定か。

これでもさほど悪くはないはずだが、将来何か工夫がある場所ではあると思う。

ソフトウェアFMステレオ・ラジオ初体験キットのつまずきポイント

前回のブログでは、あっさりFMレシーバーが動いたように書いたが、まったくノートラブルであったわけではない。

1. はじめからデバッグ用LPC-Link2とJTAGケーブルでつないだままだとNG.

デバッグ用のLPC-Link2をPCに先につないで、あとからJTAGケーブルでキット(LPC-Link2+ラジオ用拡張基板)を接続すればOK.
(キット付属の書き込み器ではなく、(記事にあるように)もう一台LPC-Link2を購入して、それで書き込み等をしている。)


2. ラジオ用拡張基板の差込位置が、1ピッチずれていても勘合してしまう。

　 拡張基板とLPC-Link2とはハーフピッチのコネクタで接続する。このコネクタがくせもので、LPC-Link2側のコネクタはリボンケーブルのヘッダ用にデザインされたからだと思うが、外枠とピンとの間にピン2列分位の空間がある。一方で、拡張基板側はピン数ちょうどのコネクタの出っ張りしかない。だから、1ピッチずれても外枠にぶつからずにすんなり刺さってしまう。
ただ、勘合位置がずれると、ジャンパー(JP1toka）で拡張基板に干渉してジャンパーピンがさせなくなるので気づけるのだが。

いずれもたいした問題ではないが念のため。

初体験キットの試運転

無事FMReceverがビルドできたので、実際に動かしてみる。

ハードは、初体験キットの素組み。アンテナ端子はSMBではなくスクリュー端子の方を利用。キット付属のアンテナ用ビニル平行線で作った簡易アンテナを接続。アンテナ線は机のうえに適当に広げた。

で、あっさりと受信に成功...って、あたりまえか。

とはいえ、市販ラジオに比べ感度が劣るのだろう、アンテナ線の置き方で受信状況がかわる。
普通なら強力に入るNHK FM 神奈川が確実には受信できない。

仕様の周波数範囲での受信結果は以下のとおり

79.9 MHz FM東京 ノブのLEDは赤が点灯するも、ノイズ交じりの無音。
81.9 MHz NHK (神奈川) アンテナ向きによる。LEDは緑だがノイズ交じり。
84.7 MHz 横浜FM LEDは緑。クリアな音。

それ以外でも、LEDは点灯しないが局間ノイズが消えて、ノイジーな無音となる点がいくつかある。

動かしてみると LPC4370チップがけっこう発熱しているのにびっくり。