７８Ｆ０５１５のコーナー（１）
オーディオクラフト工房（４５）

更新日：２００８年１月１３日

新作デジタル選局AMラジオⅢコントローラを作ろう
今回よりNECのマイコンのピン数の少ないタイプを使った製作をしていきます。48ピンの変換ボードに乗るサイズですので大変使いやすくなっています。従来よりAMラジオを作ってきましたがこのコンローラ部をこのマイコンで新作します。ピン数が少なくなっているということで電圧制御に工夫（？）をしています。それでは製作スタートしましょう。
新作デジタル選局AMラジオⅢコントローラを作ろうの基本仕様
１）AMチューナー部は前回のAMラジオⅡをそのまま使います。
２）周波数はデジタルで直接選局する。周波数ステップは9kHzとする。
３）局発の周波数は自動追尾とする。今回は局発と同調を個別に行う方式とする。
４）周波数表示は２行のLCDモジュールを使用する。また局名も表示する。
５）予め３５局の放送局をプリセットしている。
６）キーの操作はQ-STEERのBchとする。
新作デジタル選局AMラジオⅢコントローラを作ろうの全体構成図
まずは全体の構成図を示します。
（新作デジタル選局AMラジオⅢコントローラの構成図）
①AMチューナー、アンプブロック
AMラジオⅡのチューナー部をそのまま使いますので説明は省略します。
②D/Aコンバータブロック
今回はナショナルセミコンダクターの12bitDACの「DAC122S085」を使います。初めてのDACですが3線でコントロール出来るので制御が簡単です。DACは2ch分ありますので局発と同調を個別にコントロールします。
局発部への制御電圧は5V以上が必要になります。DACから出力される電圧をOPアンプで増幅してチューナーブロックへ送り込みます。OPアンプには9Vの電圧を使っています。私はトランスタイプの12VのACアダプターから供給して各部分の電圧を作っています。同調には5V以下の電圧で制御出来たのでOPアンプで増幅せずに制御しています。
③マイコンブロック
今回よりuPD78F0515を使います。48ピンですのでコンパクトでも大変使い勝手が良いです。前回同様周波数の測定はこのマイコンが行います。マイコンの電源は5V系です。
④表示ブロック
おなじみの16文字2行の液晶表示ユニットを駆動します。
⑤電源ブロック
今回はコントローラの電源回路を公開します。チューナー・アンプ部は前回と同じです。
⑥赤外線ユニット
前回のFMラジオと同様に複数の構成で行っていたものをワンチップにしています。uPD78F9222を使いました。操作はQ-STEERのBchで可能です。
新作デジタル選局AMラジオⅢコントローラを作ろうの制御電圧
チューナーブロックを制御する電圧はAMラジオⅡと全く同じ電圧です。12bitDACで制御しているので抵抗タイプより精度の良い電圧を出力することが出来ます。局発も同調も12bitDACですのでより細かい制御が可能です。前回までは局発電圧を数式に近似して制御していました。周波数の高いところで制御電圧がマッチせず同調するのに少し時間が掛かっていました。今回からはこの局発制御も全て個別データで電圧出力しています。どの周波数でも瞬時の同調が可能となりました。
局発の制御電圧も全ての周波数で電圧を測定したものをデータ化しました。この電圧はチューナー側の作り込みで必ず変わるはずですので、自作される場合は製作されたものの電圧を充分に確認して皆さん自身でデータ化して下さい。
（AMチューナーブロックの局発電圧の相関）
局発の電圧と周波数の関係は上図の通りほぼ直線の制御となります。
（AMチューナーブロックの同調電圧の相関）
微妙な曲線を描いています。今回は全てのポイントで電圧を最適印加しました。
新作デジタル選局AMラジオⅢコントローラのD/Aコンバータブロック
ナショナルセミコンダクターの12bitDACの「DAC122S085」を使って局発と同調をコントロールします。2ch分のコントロールがひとつのICで出来ます。
（DAC122S085）
入手出来たDACは0.5mmピッチでしたので、サンハヤトの変換基板で実装することにします。このピッチの変換基板はなかなかサイズの合うものがありません。部品は小さいのに結構大きいスペースを使うことになりました。
（0.5mmピッチ変換基板）
（DACの制御信号）
マイコンより３線でコントロールします。16bitのデータをクロックに同期して送り込みます。
（DACコントロールのデータ割付）
16bitデータの内最初の2bitがDAC指定、次の2bitが制御、残りの12bitが出力電圧データになります。詳細はプログラムソースを確認して下さい。
DACから駆動出来る電圧は5Vですので、バリキャップの駆動には足りません。そこでこの電圧をOPアンプで増幅します。今回も局発の駆動に1.5倍の倍率で増幅して制御しています。同調は5V以下の電圧でしたので、増幅無しで制御します。
（局発駆動の1.5倍増幅回路）
ふたつの増幅回路がひとつのICに入るので使わないほうは入力処理をして下さい。OPアンプは9V駆動が必要です。
新作デジタル選局AMラジオⅢコントローラの電源回路
コントローラ部の電源回路を示します。DC9Vはメインの電源回路が載っているチューナー側から供給しています。
（電源回路構成）
新作デジタル選局AMラジオⅢコントローラの入力バッファ回路
コントローラ側に付ける周波数測定のバッファ回路です。毎度おなじみの回路です。
（局発周波数バッファ回路）
新作デジタル選局AMラジオⅢコントローラのマイコンブロック
今回よりuPD78F0515を使います。48ピンですので使い易いです。電源-GND関連を示しておきます。
（NECのuPD78F0515）
（マイコン側の電源とGNDの接続）
このマイコンにそれぞれの回路を接続して全体を構成します。今回はマイコンで周波数を測定するので外部から正確な10MHzの水晶発振モジュールでクロックを供給します。
（10MHz発振回路モジュール）
ちなみにフラッシュマイコンを書き込む場合このクロックモジュールが接続されていると動作しませんので、スイッチなどを用いてこの回路がマイコンから離れるようにしておいて下さい。液晶表示モジュールは毎度おなじみの接続です。
（2行表示LCDモジュール回路）
液晶の表示は次の通りです。2行を最大限に使っています。設定周波数を上の行に計測中の周波数を下の行に表示します。簡単な局名は下の左側に表示します。
（LCD表示の内容）
今回も操作スイッチは設けずに全て赤外線ユニットで操作します。
操作は上下が9kHzステップの周波数アップ/ダウン、左右は予めプリセットしてある周波数選択をアップ/ダウンします。一応有名どころは全て入れ込んであります。ちなみに私の住んでいるところの局もプリセットしてあるので地方によっては全く受信しないところもあります。
（ポート割付と設定）
（フラッシュ書き込みのためのコネクタ配線）
私の所有しているフラッシュ書き込みライタ（PG-FPL3）の書き込み端子を示します。
（フラッシュ書き込み接続端子）
アプリレットで設定するタイマーについても記します。
（タイマーに関する設定内容）
新作デジタル選局AMラジオⅢコントローラの赤外線受信ブロック
今回もQ-STEERのBchを使います。前回よりワンチップ化したので製作が随分簡単になっています。
（赤外線受信マイコン回路）
（赤外線受信マイコンのポート設定）
今回の赤外線受信マイコンの電圧は5Vですので受光器は5Vタイプが使えます。
新作デジタル選局AMラジオⅢコントローラの周波数測定
周波数の測定には外部イベントカウンタとインターバルタイマを使います。外部イベントカウンタは16bitですので65536までしかカウント出来ません。AMラジオの上限周波数は1620kHzですから中間周波数を加算すると2075kHzまで測定出来る必要があります。ということであれこれ考えたら20msec間の測定を行えば16bitカウンタもオーバーフローすることもなしにAMラジオの周波数を測定出来ることになります。
イベントタイマーの設定は20msecですが、クロックに10MHzを使うので正確な20msecを測ることが出来ません。設定値を入れるとアプリレットのほうから正確な時間が表示されますのでソフトのほうで補正する必要があります。
（周波数測定タイミング）
インターバルタイマーの割り込み間隔で外部イベントのカウント値を２回分読み取りその平均値を測定周波数にしています。詳しくはマイコンソフトのソースを眺めて下さい。
新作デジタル選局AMラジオⅢコントローラの完成までの姿
今回のコントローラは壁取り付けタイプにしました。
（今回はかなり簡潔にまとまっています）
（液晶モジュールはこちら側に）
（表面は液晶表示と赤外線受光のみです）
（チューナー・アンプ部と組み合わせるとこんな感じになります）
（ニッポン放送受信中です）
新作デジタル選局AMラジオⅢコントローラのマイコンソースファイル
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。
新作デジタル選局AMラジオⅢコントローラの赤外受信マイコンソースファイル
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。
次から次へと今年もラジオ中心にまわっていきそうです。次回の製作はこのコントローラに外部ループアンテナを電子化して同期させて同調するように改良することにしています。これでノイズに埋もれていた放送も一発選局で聴くことが可能になると考えています。次回もご期待下さい。
これからも「ＮＥＣ７８Ｋ０/Ｋ０Ｓマイコン開発室」はどんどん楽しくなります。

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