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前回、初めてＤＳＰチップを使ってＦＭ専用ラジオを製作したのですが無調整で動作しました。
これに味を占め、部屋で毎日使うラジオを製作しました。
現在はＡＭ放送を自作電池管ラジオで聴き、ＦＭ放送は市販のＩＣラジオキットを改造したものを使っています。
電池管ＦＭラジオも製作したのですがランニングコストやメンテナンスに金が掛かるので毎日は使えません。
今回、ＤＳＰチップを使って１台でＦＭ、ＡＭ、ＳＷが聴けるラジオを作りました。
電源は単３電池２本、又はＡＣ電源を切り替えて使う２電源とします。
大音量にしなければ単３電池２本で連続２４時間程度は使えるはずです。
通常はＡＣ電源を使用します。
ＦＭ放送は７６ＭＨｚ～９０ＭＨｚと８８ＭＨｚ～１０８Ｍｚの２バンドにしました。
ＡＭ放送は５２２ＫＨｚ１６２０ＫＨｚの１バンドです。
選択には６接点のロータリースイッチを使ったので残りの３バンドをＳＷに割り当てました。
短波放送は今まで聴いたことが無かったので、どのバンドを選択したらよいか迷ったのですが適当に３バンド
選択しました。
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ＡＣ電源は少々面倒です。
まずスイッチング電源は使えません。
空中伝搬ノイズを出すので特に中波帯に強いノイズが入ります。
例えば２０Ｖ０．１Ａ程度の電源トランスの出力を整流、平滑し、降圧スイッチング電源で３Ｖ０．３Ａ程度にするといった
方法は使えません。
６．３Ｖ、０．２～０．３ＡＣＴ付きのトランスがあれば両波整流し、低損失のシリーズレギュレータに通して３Ｖの電源と
するのですが手持ちにありません。
通販サイトを探しても、なかなか見つかりません。
あったとしても現在、電源トランスは高価で２０００円近くすると思います。
そこで以前、「１００円充電器の頁」で作っておいた３Ｖ１００ｍＡの電源を流用することにしました。
２個あったのでパラにして３Ｖ２００ｍＡの電源にしたのが上図の回路図です。
１００円充電器の電源トランスは非常にレギュレーションが悪いので並列接続しても片側に負荷が集中する事もなく
安定に動作します。
ここまでは良かったのですが大きな問題が発生しました。
立ち上がりが悪いのでＤＳＰチップのパワーオンリセットが動作しません。
最初にラジオとして通電したとき、ウンともスンとも言わなかったのですが予想していたので直ぐに原因が判りました。
立ち上がらない事が殆どですが中途半端に立ち上がると感度が悪くなるようです。
起動用のプッシュスイッチを追加する事も考えましたが、とりあえず平滑コンデンサーの２２００ｕＦを４７０ｕＦと１／４
以下にし、ラジオ側に強制リセット回路を追加しています。
下の写真は製作した電源（２個分）です。
電源回路図も電源写真も変更前のものです。
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受信バンドが６バンドになったので２回路６接点のロータリースイッチの片側で分圧抵抗を切り替えます。
もう片方でＦＭと短波のプリアンプの電源を必要なバンドの時だけオンします。
伸長時７５ｃｍのロッドアンテナはＦＭと短波で共用します。
中波は１６ｃｍのフェライトバーアンテナを使用します。
選局用のボリュームは通常の２７０度１回転のものを使用しています。
１バンド当たりの受信局数が４～５局と少ないので多回転のポテンショメーターは使っていません。
前述したようにＡＣ電源の立ち上がりが悪く初期リセットが掛からないことが原因で起動しないトラブルが発生しました。
アプリケーションノートの回路は１００ＫΩと０．１ｕＦの簡単なものでしたが確実にリセットが掛かる回路を
付加しました。
低周波アンプはＭＣ３４１１９を使いました。
ゲインを設定出来、発振しにくいので使い易いアンプです。
ただし、ＢＴＬ出力となりスピーカーのマイナス端子がＧＮＤから浮くので支障のある場合があります。
今回、ＤＳＰチップの出力を最大に固定している為アンプのゲインをもう少し低くした方が良かったと思います。
反転入力端子に信号を入力している例が多いのですが非反転端子に入力すれば入力インピーダンスを高く出来ます。
バンド選択用の分圧抵抗は誤差１％の精度の物が必要です。
抵抗値はアプリケーションノートを見れば判ります。
中途半端な値は２本～３本を直列にすれば合成出来ます。
並列合成は２本パラで１／２以外は避けます。
秋月電子で購入した１００本１００円の炭素皮膜抵抗（誤差５％）は殆どが誤差２％程度に収まっていますが選別しても誤差１％
以内のものは殆どありません。
秋月電子で１００本３００円で販売されている金属被膜抵抗（誤差１％）は誤差０．５％程度に収まっています。
従って直列合成しても誤差１％以内に収まります。
ただし抵抗値の種類が少ないです。
例えば１４３ＫΩは１００ＫΩ＋３３ＫΩ＋１０ＫΩとなります。
秋月に限りませんが誤差１％の金属被膜抵抗を購入すれば数値の確認だけで済み、面倒な選別の手間が省けます。
抵抗値は温度によって変化しますが全部同じ構造種類の抵抗であれば分圧電圧は相殺されます。
違う種類の抵抗を組み合わせることは避けます。
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|---|---|
| 基板部品面 | 基板半田面 |
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|---|---|---|---|---|
| ラジオ外観 | ラジオ内部 | 内部拡大 | 前面操作部 | 背面 |
前面スペースに余裕が無いため電源スイッチは背面になってしまいました。
操作性は少々劣りますが配線、電気的にはメリットがあります。
初期リセットをトラブルを除けば特に問題なく動作しました。
感度、音質（特にＦＭ）、音量も十分です。
実用的に使用出来ると思います。
ＤＳＰラジオは電子工作としては楽しめるし実用的な物が作れます。
しかしながらラジオ作りで楽しいのは真空管のＡＭラジオだと思います。
＊ ＦＭ１（８８ＭＨｚ～１０８ＭＨｚ）
ＮＨＫ ＦＭ静岡 （静岡８８．８ＭＨｚ）
静岡放送（ＳＢＳ）ＦＭ補間局 （静岡９３．９ＭＨｚ）
上記は室内で音質、音量も上々に聴けます。
特に電波状態の良いＳＢＳはアンテナを畳んだ状態で十分です。
＊ ＦＭ２（７６ＭＨｚ～９０ＭＨｚ）
ＦＭ島田 （島田７６．５ＭＨｚ）
Ｋ－Ｍｉｘ（静岡ＦＭ） （静岡７９．２ＭＨｚ）
（島田８５．９ＭＨｚ）
ＮＨＫ ＦＭ静岡 （島田８３．０ＭＨｚ）
（静岡８８．８ＭＨｚ）
ＫｍｉｘとＮＨＫは室内で良好に聴けますがＦＭ島田は室内では聴けない場所があります。
窓際や屋外では良好に聴けます。
島田送信所までの距離は１５Ｋｍ程度ですがＫ－ＭｉｘとＮＨＫは出力１００Ｗ、ＦＭ島田は２０Ｗです。
＊ ＡＭ（５２２ＫＨｚ～１６２０ＫＨｚ）
ＮＨＫ 静岡 第２放送 （静岡６３９ＫＨｚ）
ＮＨＫ 静岡 第１放送 （静岡８８２ＫＨｚ）
ニッポン放送 （木更津１２４２ＫＨｚ）
ＳＢＳ 静岡放送 （静岡１４０４ＫＨｚ）
上記は昼間聴ける局で夜間は少しにぎやかになります。
音質はＦＭに比べ若干、落ちますが悪くはありません。
ニッポン放送は音質、音量とも落ちますが内容は十分に聞き取れます。
ＳＷ１（ワイド３．２ＭＨｚ～１０ＭＨｚ ナロー３．９ＭＨｚ～４．０ＭＨｚ）
ＳＷ２（ワイド５．６ＭＨｚ～２２ＭＨｚ ナロー５．９６ＭＨｚ～６．２０ＭＨｚ）
ＳＷ３（ワイド５，９ＭＨｚ～１８ＭＨｚ ナロー９．２ＭＨｚ～１０ＭＨｚ）
短波放送に関しては今まで聴いた経験が無く知識がありません。
とりあえずラジオ日経の３ＭＨｚ帯、６ＭＨｚ帯、９ＭＨｚ帯が聴けるようにバンドを選択しました。
昼間に実用的に聴けるのは６ＭＨｚ帯の２ｃｈでラジオ日経の第一と第二と思われます。
夜間には各バンドで外国語を含め、いろいろ聞こえてきますが意識して聴けるものはありません。
短波放送は帯域をワイドとナローに切り替えることが出来ますが通電後はスイッチが機能しません。
スイッチの状態をパワーオンリセットで読み取るようです。
製作したＤＳＰラジオは外観こそ市販ラジオに劣りますが感度、音質、音量等は遜色ありません。
部品の多くは手持ちの物を使ったので制作費も、それ程掛かりませんでした。
配線間違いさえ無ければ無調整で動作することも魅力です。
それで、もう１台製作し、別の部屋にも置くことにしました。
基本的に全く同じものを作る事にしましたが、手持ち部品の関係、気分的な問題で全く同じにはなりませんでした。
電源は前回と同じＡＣと電池を切り替える２電源です。
ＡＣ電源はスイッチング電源が使えません。
スイッチング電源は空中伝搬ノイズを発生するので同じ筐体にはいれられません。
そこで電源トランスを使うのですが小容量の適当な電源トランスが手に入りません。
前回は１００円充電器のトランスを使ったのですが使い切りました。
たまたまサトー電気の通販広告を見ていたところ３Ｖ３００ｍＡのトランス式ＡＣアダプターが３００円で売られていたので
今回は、これを使うことにしました。
トランスだけでなく整流、制御回路も、そのまま使えそうです。
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|---|---|
| ＡＣアダプタ | トランス、制御回路 |
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ＡＣアダプタの回路は目視で調べたものですが間違いがあるかもしれません。
トランスの定格は不明です。
ブリッジダイオードの品種名は不明です。
３端子レギュレーターの品種名は読みとれなかったのでＬＭ３１７かどうかは不明です。
１０ｕＦのコンデンサーは未実装でしたが手持ちのケミコンを取り付けました。
シルクはコンデンサーマークだけで容量値は書かれていませんでした。
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基本的には前作と同じ回路ですが手持ち部品の関係、気分的な問題で若干、異なる部分があります。
今回はＡＣ電源の立ち上がりが良かったので強制リセット回路は取り除いてあります。
ロッドアンテナは固定取り付けからＢＮＣコネクタによる着脱式に変わりました。
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|---|---|
| 基板部品面 | 基板半田面 |
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|---|---|---|---|
| ラジオ外観 | ラジオ内部 | 前面操作部 | 背面 |
前回同様、無調整で実用的なラジオが完成しました。
ＦＭバンドの感度が前回より上がった気がします。
７６．５ＭＨｚのコミュニティー局が室内で確実に聴けるようになりました。
直線距離１５Ｋｍ程度、出力２０ＷのＦＭ島田です。
ただし電波が微弱ですので近くでノートパソコンを動作させると感度が落ちます。
ほぼ同一距離で出力１００ＷのＮＨＫＦＭ島田送信所、Ｋ－Ｍｉｘ島田送信所の電波はノートパソコンの影響を受けません。
感度が上がったとすればアンテナのゲインが上がったかプリアンプの出来が良かったか、どちらかです。
ノートＰＣで感度が低下するということは書きましたが電源を電池に切り替えると、かなり改善することが判りました。
このラジオはＡＣ電源で毎日使用しています。
そこでＡＣ電源にラインフィルタを入れてみました。
効果はあり、電池電源使用時位に改善されました。
ただし、完璧では無く、ノートＰＣの負荷が重いとき（起動時や特定アプリの使用時）には若干、雑音が入ります。
それでも放送が聴けない程では無く、コミュニティー局の時だけですので良しとします。
雑音はＰＣ本体から出るのでは無くＡＣアダプタのスイッチング電源から出ているようです。
ノートＰＣを内蔵バッテリーで動作させると影響を受けません。
ＡＣアダプタからＰＣまでのＤＣコードにはラインフィルタが付いているのですがＡＣコードには付いていません。
これ以上はノートＰＣ側で対策するしかありません。
それと他の機器でもノイズ源になる可能性があります。
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|---|---|
| フィルタ | 取り付け |
現在、電源スイッチは３接点のロータリースイッチを使っています。
左端で電源ＯＦＦ、中点でＡＣ電源、右端で電池電源としています。
ＯＦＦから右端まで素早く切り替えるとラジオが起動しない事があります。
これはリセット回路のＣＲの充放電が正しく行われない事が原因です。
対策として
１ ゆっくり確実に切り替える（何も対策しない）
２ 電池で動作させる時は本体のＡＣコネクタを外しておく
３ ＡＣ電源で使用するときは電池を外しておく
３ スイッチを中点でＯＦＦにする
現状は何もしていません。
電池を入れたままＡＣ電源を接続しています。
失敗した時は、やり直せば済みます。