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2012年9月 8日 (土)

FPGA FMステレオ・チューナ

 ・2012年8月末の遅い夏休み、FPGA FMステレオ・チューナ製作で楽しみました。
 ・こんな小さな基板だけなのに、、、ウワサ通り素晴らしい性能ですね。
 ・開発者の林様には大変お世話になりました。ありがとうございました。
 ・本家 FPGA FMステレオ・チューナー のサイト

Fpga30

■導入記録----------------------------------------------------------------

 ・ひろくん様のFPGAチューナー記事(2012年6月末) がきっかけでした。
 ・早速 Amazonでデジタルデザインテクノロジー誌のバックナンバーを注文。
 ・注文翌日に市内大型書店で何と同じバックナンバーを発見、ついでにこれも確保。
 ・と、、初動は早かったのですが、多忙のため作業は今ごろになってしまいました。
 ・FPGAの書き込みは開発者の林様のご厚意に甘えさせていただきました。
 ・林様とのやり取りの中では思いがけず共通の話題があって楽しかったです。

Fpga44 Fpga45 Fpga46 Fpga04

■FM4局の選択---------------------------------------------------------------

 ・FM局を4局登録できるそうですが、いま名古屋で受信できる FM局は 3局しかありません。
  →77.8MHz(ZIP-FM)
  →80.7MHz(FM-Aichi)
  →82.5MHz(NHK-FM 名古屋放送局)
 ・そこで 4局目として IF 10.7MHz を登録していただきました。

■組立調整記録---------------------------------------------------------------

【組立メモ】
 ・ジャンクチューナーを適当に弄るのとは違って妙に緊張しました。
 ・基板のシルク印刷、回路図、写真を見比べながら慎重に組み立てました。
 ・部品は分かりやすく分類されていたので間違えることはなかったです。
 ・ただ、発光ダイオードの極性(取付向き)だけはちょっと注意が必要。
 ・アナログ音声出力端子(赤白)は左右リバース位置で取り付けました。
 ・面実装された小さな部品に注意しながらのハンダ作業は老眼にはちょっと辛い。
 ・作業開始から完成まで約2時間かかりました。

Fpga01 Fpga02 Fpga03 Fpga04_2 Fpga05
Fpga06 Fpga07 Fpga08 Fpga09 Fpga10

【受信メモ】
 ・FM送信所~自宅直線距離約9km、屋外FM4素子アンテナ、電波強度70dBf前後。
 ・RF部を調整しないまま FM放送を受信したところ登録した3局とも受信できました。
 ・ADCのオーバーレンジ赤色LED(約90dBf)は点灯しません。
 ・無調整のRF部は 80MHz前後で同調しているようでした。
  ・77.8MHz(ZIP-FM)  → ○ 普通の音
  ・80.7MHz(FM-Aichi)→ ○ なかなか良い音
  ・82.5MHz(NHK-FM) → △ ノイズ混じりの音

Fpga13 Fpga14 Fpga15 Fpga16 Fpga17

【設定メモ】
 ・設計データ:r23
 ・RF同調周波数:82.5MHz
 ・AFC:ON
 ・強制モノラル:OFF
 ・受信帯域幅:198kHz
 ・許容最大周波数偏移:139.6kHz
 ・アナログ出力左右入替:ON
 ・サンプリング周波数:96kHz
 ・ディエンファシス:50us

Fpga18 Fpga19 Fpga20 Fpga21 Fpga22

【調整メモ】
 ・RF同調周波数は NHK-FM名古屋放送局と同じ 82.5MHzに調整しました。
 ・歪率とセパレーションはほぼデータ通りの実測値を確認。これは凄い!
  ※ただし精度の怪しい中古測定器を使っているので話し半分に、、、
  ・77.8MHz(ZIP-FM)  → × 受信不可
  ・80.7MHz(FM-Aichi)→ ○ 普通の音
  ・82.5MHz(NHK-FM) → ◎ 非常に良い音
 ・調整後は ZIP-FMが受信できなくなりましたが、ZIPはどうせ聴かないのでOK。

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■聴いてみて------------------------------------------------------------------

 ・光デジタル出力で NHK-FMのクラシックやジャズ、ポップスなど雑多に聴いてみました。
 ・どのジャンルを聴いても「非常にクリアで透明感の高い音」という印象です。
 ・低歪率、高セパレーションの高性能がそのまま音に表れています。
 ・接続するDACによって微妙な違いを感じますが、48kHzと96kHzの違いは微妙??

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 ・おまけの話題ですが、NHK-FM「音の風景」という番組は録音素材が優秀です。
 ・再放送が何度かあるので、チューナーを交換して録音すると比較素材を作れます。

 ・この高音質をリスニング用途で聴き流すだけではもったいないですね。
 ・録音機器と組み合わせてNHK-FMのエアチェック専用機に仕立てようかと思案中。
 ・おまけで登録していただいた 10.7MHzの活用法は実験継続中。

Fpga32

 

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コメント

10.7MHz 対応ですか・・・面白いですね。
すぐに思いつくアイデアとしては、留守録プログラム機能付きシンセサイザーチューナに間借りすることが考えられます。
①親機シンセサイザーチューナのフロントエンド出力をFETカソードフォロアでリアパネルに出す。
②①の出力にFPGAチューナを接続する。ただし、FPGAチューナのRF部を10.7MHzに同調する必要があるのでコイル交換か同調用コンデンサ追加になるでしょう。
③お奨めはもう1台FPGAチューナを製作して10.7MHz専用機とするです。

以上のようにすれば、ステーションプリセットメモリ機能と留守録プログラム機能は親機シンセサイザーチューナに任せ、実際の受信はFPGAチューナとするといったことが可能になります。親機内部に余裕があれば組み込んでもイイですね。

それから、写真を見る限りADCに付属の放熱器を付けていないようですが、かなり発熱する(90MHz程度をダイレクトにADCするので発熱が激しい。)ので付けたほうがよいです。標準は基板表側の放熱スルーホールですが、私は基板の裏側に付けています。

私もこれ身は非常に興味があります。NHKしか聞いていないので手を出したいのですが
どうも最近色々といじったりするのが億劫になって、手を出しかねています。
 音の風景私も大好きです。以前は深夜便の3時前に放送があっていたので、良く流していたのですが、最近はちょっとご無沙汰です。本当に良い録音です。家では飼い猫が虫または他の動物の音に鋭く反応したときは一人喜んだりしております。
ますますこのチューナーで聞いてみたくなりました

ひろくん様

ご指摘いただきありがとうございます。
放熱器は基板裏側に取り付けてあります。
動作中はかなり熱くなりますね。表側にももう一個付けておきましょうか。

10.7MHzですが、実はアナログチューナーと組み合わせられないかと考えました。
「バリコンで選局して光デジタルから音が出る、、」
遊び心優先で性能は二の次、思い付きアイデアです。

これからいろいろ試してみようと思いますが、留守録専用機にも使いたいし、、
やっぱりもう一台欲しくなってきました。


zuizui様

「音の風景」は良い番組ですね。
日常生活では気にも留めないのに、番組としてその断片を聴くと妙に新鮮に感じます。
音を聴いて頭の中でイメージを勝手に膨らませられるところが楽しいです。

BLUESS様

はじめまして,ホームページを毎日拝見して大いに参考にさせて頂いております。
ところで,既にご存知かも知れませんが5月25日発売のCQ出版社インターフェース誌7月
号のソフトウェア無線特集にSDRラジオの記事があります。
技術的に高度な内容なので私自身十分理解できていませんが。

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