CPLDで遊ぼう!(22)
オーディオクラフト工房(34)
更新日:2006年12月27日

デジタル周波数表示付き短波ホームラジオを作ろう
最近ラジオに目覚めておりまして、今度はスピーカー内蔵タイプの短波ラジオを作ってしまいました。特性を出すのにかなり苦労しました。(もっとも調整がメインですが)
天井にリード線のアンテナを5m程度這わしておりますが海外からの短波放送をガンガン入信することが出来ます。私としましては中学生から高校生の時代が丁度BCLブームの真っ最中であり大変懐かしく感じる次第です。(すいません、古くて年齢バレバレです)

当時はダイレクト選局というダイヤルメモリで周波数を読み取るという機構の短波ラジオが流行りましたがやっぱり周波数はデジタル表示に限りますね。周波数を合わせてからの待ちうけ受信が出来るので大変便利です。しかし当時は数万円したものに匹敵するぐらいのラジオがホビーで簡単に作れる時代までなってしまったのですね・・・・・
では製作をスタートしましょう。
デジタル周波数表示付き短波ホームラジオを作ろうの基本仕様
短波ホームラジオの基本仕様を記します。
1)短波チューナー部はスーパーヘテロダイン方式とする。ワンチップICで構成。
2)5桁の周波数をデジタル表示する。
3)バリキャップによる電子選局方式とする。
4)選局ボリュームはふたつ用意して片方で細かい操作を可能とする。
5)スピーカーを内蔵してホームラジオとする。
デジタル周波数表示付き短波ホームラジオを作ろうの全体構成図
まずは全体の構成を示します。
(短波ホームラジオの構成図)
AMラジオと構成は同じです。結構古い電子工作雑誌などを参考にしながら製作を進めておりますが、このラジオ部のワンチップICに供給する電圧は3Vが良いとのことでしたので今回は5Vの電圧をダイオード2発で降圧して約3.4Vで駆動しています。ブロックとしては電子選局の短波チューナー部とAFアンプ部、CPLDの周波数カウンタ部に分かれています。周波数カウンタ部はこれまでの製作で作ってきたものとほぼ同じ内容です。但し今回は一番上の桁については「ゼロサプレス」機能を入れて入れてみました。
電源回路は特に詳細は記載しませんがAC100Vからトランスを介して9Vと5Vを作っています。CPLD基板内部では3.3Vで動いています。電源部は皆さんの環境に合うように各自で工夫してみて下さい。外付けのACアダプターはスイッチングのためノイズ多発状態ですので、トランスを内蔵してシリーズ電源としました。
デジタル周波数表示付き短波ホームラジオを作ろうの短波チューナー部品
AMラジオと同じICを使います。このICは短波帯でも使える大変優れたものとなっています。IC一個で簡単にスーパーヘテロダイン構成が出来ます。
(サンヨーのラジオ用IC)
今回もセラミックフィルタは市販ラジオを分解してゲットしました。今回中身を拝見させて頂いたラジオにはIFTコイルが使用されていませんでしたので少しショックでした。
(餌食になったAMラジオ)
(ゲットしたセラミックフィルタ)
なんとかセラミックフィルタを入手出来ました。当然ですが周波数は455kHzか確認して下さい。
デジタル周波数表示付き短波ホームラジオを作ろうのAFアンプ部品
ホームラジオとするためにスピーカを内蔵します。AFアンプは前回のAMラジオの製作に使ったICと同じものを使います。低電圧でも動作して大変便利なICです。少し部品点数は多いですが・・・・
(AFアンプの回路図)
デジタル周波数表示付き短波ホームラジオを作ろうの短波チューナー回路
LA1600を使用した回路図です。データシートに載っているものをバリキャップ選局にしたものです。勿論周波数は短波帯にするために7MHzのコイルを使っております。
(短波チューナー回路)
バリキャップにはおなじみの1SV149を使います。局発の周波数と同調の周波数のトラッキングを合わせるのに調整で大変苦労いたしました。バリキャップはDC9Vで駆動します。電圧の最低部と最高部は周波数調整が困難になるので周波数調整抵抗の両側に固定抵抗を入れて制限しています。
今回短波帯ということでチューニングメーターを付けました。と言っても100均の電池チェッカーから拝借したメータです。少し昔のタイプですがこような場合大変重宝する部品です。
デジタル周波数表示付き短波ホームラジオを作ろうのCPLD内部構成図
ここからはCPLDについて説明します。まずは内部回路を見て下さい。
(CPLD内部構成図)
AMホームラジオで作った周波数カウンタ部とほぼ同じ内部構成です。中間周波数が455kHzですので計測した周波数から00455だけ引き算する構成にしています。また表示は5桁ですので5桁分を駆動するようにしています。7セグメント表示にはカソードコモンタイプを使用するようにしています。今回もCPLDから外部にトランジスタを介せずに直接CPLDで駆動するようにしました。
デジタル周波数表示付き短波ホームラジオを作ろうの分周ラッチモジュール
今回も新しいモジュールのみ記します。
(分周ラッチモジュールの入出力)
(分周ラッチモジュールのVHDLソース)
ラッチのタイミングを定期的に出力するモジュールですが、一番下の桁の表示の変化が早すぎないように今までのものよりゆっくりした周期で出力するように変えました。
デジタル周波数表示付き短波ホームラジオを作ろうの4bitラッチモジュール
(ゼロサプレス付き4bitラッチモジュールの入出力)
(ゼロサプレアス付き4bitラッチモジュールのVHDLソース)
一番上の表示桁のみ「ゼロサプレス」機能の付いたラッチモジュールを使います。といっても表示が「0」の時は何も表示させないようにしているだけですが・・・・
デジタル周波数表示付き短波ホームラジオを作ろうのCPLDピン接続のまとめ
ピン接続についてまとめます。
(デジタル周波数表示付き短波ホームラジオのピン接続)
デジタル周波数表示付き短波ホームラジオを作ろうの局発周波数測定バッファ
短波チューナーの局部発振周波数を正確に計測するために入力バッファ(アンプ)回路を設けます。
(入力バッファ回路)
デジタル周波数表示付き短波ホームラジオを作ろうの7セグメント回路
CPLDとダイレクトに接続します。LEDの電流制限抵抗のみ付けます。
(7セグメント表示回路)
デジタル周波数表示付き短波ホームラジオを作ろうの大完成の姿
大完成までの姿を見て下さい。
(最初は電源周りです)
(ヒューズは必ず付けます。電源コードはこんな感じで)
(短波チューナー部とAFアンプ部です)
(メーターはこんな風に付けました)
(スピーカーはアルミ板で固定します)
(デジタル表示LEDを入れる前の前面パネル部です)
(周波数測定の入力に入れるバッファアンプです)
(CPLD基板が入りました)
(上から見た全景です。アルミ板は電源ICの放熱用です)
(前面、背面ともシックな仕上がりです。外部SP用ジャックも付けました)
(最低受信周波数と最高受信周波数です)
(7.150MHzで強力局を受信中です)
デジタル周波数表示付き短波ホームラジオを作ろうの全VHDLソースコード
私と同じ製作をされる方、または勉強される方のために全ソースコードなどプログラム一式を公開いたします。フォルダごと圧縮しましたのでそのままもってって下さい。
全ソースコードはこちらです。
皆さんいかがでしたでしょうか。このLA1600というICは結構高感度で使い易いICです。中波から短波まで満足の行く特性を提供して頂きました。最近ラジオに凝りすぎですが、まだまだ続いて行きそうな気配がしております。
最も気配をさせているのはこの私ですが・・・・・・)
ところでこの1年は大変有意義な年になったと感じております。さて来年はどんなHPが飛び出すのか(?)ご期待下さい。CPLD基板もまだまだ沢山残っています。
時計でも作ってみようかな?
これからもますます楽しくなる「CPLDで遊ぼう!」をよろしくお願いいたします。
これからも「オーディオクラフト工房」もどんどん進化して行きます。

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