MPX デコーダ V4 実機調整手順

 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

1. 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。
2. プローブの配線をした後、ScopeをRUNしたあと、WaveGenをRUNする。
3. ロックを確認する
1. STEREO＿LEDが点灯すること
2. CH2のFrequencyが76.00KHzになって止まっていること。
3. CH1のPeak2Peakが約2.0v、Averageが約2.48vであること。
4. TP12(VCTL)の電圧が2.5v +- 0.2vであること
1. 電圧が範囲外だった場合はRV1で調整をする
5. TP8とTP7の間の電圧を測定。約+0.11vであること。
6. 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

1. 電源を入れて10分まつ
2. ScopeをRUNしたあと、WaveGenをRUNする
3. STEREO_LEDが点灯することを確認
4.  RV2をゆっくり調整し、-60dBV付近になるようにする。

OKなら、mpx_R1k.csvでLRを入れ替えた信号を入力し、反対側のdBVが同じく-60dBV付近になっていることを確認する。

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、