試作したMPXデコーダ基板V4の調整メモ
GitHubのDoc配下にあるtest_signalsにあるCSVをAnalogDiscovery3のWaveGenに入力しテスト用MPX信号を生成し、調整をする。
フェーズ１：準備
- 外部電源に安定したDC5Vを供給。この電圧がずれると以降の調整が全部ずれる
- 電源を切った状態でRV1を約20kに、RV2を約0.5kに調整をしておく
フェーズ２：DC電圧チェック
各部の電圧が設計値に入っているかチェックする
- VREF_2.5v(U2 14pin) (U7 8pin): 2.5v
- TP11(COMP): 約2.5v
- MONO (U4 1pin): Highレベル(約5v) STEREO_LEDは消灯していること
- TP12(VCTL): 2.1~2.9v
- TP6(VCO-IN): 2.50v +-0.07v
- TP5(VCO): 76KHz +-数%
- TP3/TP10: 38KHz/19KHz 矩形波
実機で測定したところ、TP5の周波数が70.2KHzと想定より7.6%低い結果となった。
これは使用した74HC4046の個体差によるもの。
TP3、TP10の周波数は35.1/17.6KHzとなり、分周比は設計通り。
R1の値を120Kから100Kに下げることでTP5を76.0KHzに調整した。
フェーズ３：ロック電圧調整
AnalogDiscovery3を以下の条件でセットアップします。
測定にはDiscoveryBNC基板とx10のプローブが2本。BNCーワニ口が1本必要になります。
接続
W1（Wavegenの出力）を終端抵抗なし（０オーム）にジャンパーをセット。BNCーワニ口を接続し、MPX入力端子（J1）に接続する。
Ch1にx10のプローブを接続。TP11に接続する
Ch2にx10のプローブを接続。TP5に接続する
WaveGenの設定
TypeをCustomにする。
Importをクリックし、mpx_L1k.csvを読み込む
Frequencyを1KHz、Amplitudeを400mVに設定する
Scopeの設定
Ch1
Attenuation: 10x
Coupling: DC (ボード上のジャンパもDCにする）
Range: 500mV/div
Offset: -2.5v
Ch2
Attenuation: 10x
Coupling: DC
Range: 1V/div
Offset: -2.5v
Time: 20us/div
Trigger: Source: WavegenC1, Normal
Measurements: CH1: Peak2Peak,Average CH2: Frequency
測定手順
- 電源を入れて10分ほど待つ。（VCOが安定するまで）WaveGenはまだ停止したまま。
- プローブの配線をした後、ScopeをRUNしたあと、WaveGenをRUNする。
- ロックを確認する
- STEREO＿LEDが点灯すること
- CH2のFrequencyが76.00KHzになって止まっていること。
- CH1のPeak2Peakが約2.0v、Averageが約2.48vであること。
- TP12(VCTL)の電圧が2.5v +- 0.2vであること
- 電圧が範囲外だった場合はRV1で調整をする
- TP8とTP7の間の電圧を測定。約+0.11vであること。
- WaveGenのRUNー＞STOPを数回繰り返し、毎回確実にロックしてSTEREO_LEDが点灯すること。CH2が76KHzでロックされることを確認
実際の測定結果は以下の通りとなった。
STEREO_LED: 点灯
CH2: 76.000KHzでロック
CH1のPP:1.820v
CH1のAverage:2.453v
TP12: 2.53v
TP8-TP7 = 0.113v
５回とも再ロックOK
フェーズ４：セパレーション調整
接続
W1:フェーズ３と同じくMPX入力に接続
CH1: x1プローブでJ2（OUT-L）に接続
CH2: x1プローブでJ4（OUT-R）に接続
WaveGenの設定
フェーズ３とおなじ
Scopeの設定
レンジ確認用
Ch1,Ch2ともに同じ設定
Attenuation: 1x
Coupling: DC
Range: 200mV/div
Offset: 0v
この状態でScopeをRUNし、WaveGenもRUNして、出力波形が約1.1Vppで波形が画面からはみ出していないことを確認。（Lchだけの信号なので片Chのみ1KHzのサイン波がでればOK
Spectrumの設定
有効チャンネル：Ch1,Ch2
Start/Stop: 0Hz/200KHz
Window: Flat Top (ch毎に設定がある）
Scale: dBV
Phaseを有効化する (Degree)
XCursorをクリックし、1KHzのマーカーを設定する。
測定方法
- 電源を入れて10分まつ
- ScopeをRUNしたあと、WaveGenをRUNする
- STEREO_LEDが点灯することを確認
- RV2をゆっくり調整し、-60dBV付近になるようにする。
位相のチェックは画面上からはできなかったので結果をCSVでExportし、生成AIに分析させた。
分析の結果MPX入力カップリングコンデンサC10の値が予想より悪化していることが判明。原因は子のコンデンサに秋月の古いF特性のものを使用したためDCバイアスにより容量がほぼ半分になったこと。
なのでC10をX7R特性の50v10uFのものに交換。
再度CSVをExportし、分析の結果改善されたことを確認。
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残課題
部品の個体差により、PDが非対称になっているため200Hz高調波が出ているらしい。
対策としてR61に200kを並列に接続する。
実際の放送を受信し、ステレオで受信できるか確認する、
