FPGA 1chip ラジオ

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■ページ履歴

2011/04/17 プロジェクト開始
2011/09/23 V2 基板に移植、実行ファイル、ソースファイル公開
2012/02/15 COM ポート処理のバグフィックス


2011/04/17

FPGA を使った 1chip ラジオを作ってみました。

コンフィグ用の FlashROM や USB インターフェースのマイコン、レギュレーターなど FPGA 以外の IC が周りにたくさんついていますが、AD、DA をΔΣ方式で行ない信号処理はすべて FPGA だけで行なうという意味で 1chip です。


■回路

回路図

AD、DA変換用に追加した回路は上記のとおり、CRだけです。

アンテナ(1mぐらいのビニール線)からの信号はΔΣ AD変換でデジタル化され、FPGA内部で周波数変換、ダウンサンプリング、AM復調し、ΔΣ DA変換で1ビットのビットストリームに変換して、スピーカーを鳴らします。 AD、DA以外の部分は APB−1 ラジオ でつくったものを流用しました。


ΔΣ方式のAD、DA変換器VHDLソース 20110417 (ZIP 2KB)


■実験のようす

実験のようす

アンテナからの信号(たぶん数mV程度)を直接AD変換しているのでS/Nが悪いですがスピーカーから蚊の鳴くような音量でラジオを聴くことができました。 スピーカーをつなぐとDAビットストリームからのかぶりが増えるようで外付けアンプで鳴らしたほうがS/Nが良いです。

今は選局は PC から FPGA をコントロールしていますが、LCDやスイッチをつければスタンドアローンで動作させることも可能です。 とはいっても感度も悪く実用性はないですが。


■閑話休題


2011/09/23

APB-2v2 基板に移植しました。。


■ハードウェア

回路図


公開時に比べ AD入力部分をさらに簡略化しました。

左側のDAオーディオ出力のオペアンプバッファ部分(ロジアナで追加したものと同じです)は省略しても大丈夫です。

アンテナとして1mぐらいのビニール線をつなぎ、DAオーディオ出力をPC用のスピーカーなどにつなぎます(オペアンプのバッファを入れていれば直接ヘッドフォンをつないで聞くことができます)。


■制御ソフト


実行ファイル一式を解凍した中に入っている APB-2_radio.exe をダブルクリックし、

  1.COM ポート選択画面がでますので APB-2 の COM 番号を選択
  2.FPGA を CONFIG するファイル(apb_2_radio.bit)を選択

すると、以下の画面がでます。

制御ソフト画面


あとは、直接周波数を入力するか、プラス・マイナスボタンを押して聞きたい放送局を選ぶだけです。

直接ΔΣADしているので感度は悪いしS/Nも良くないのですが、私のところでは NHK第1、NHK第2、AFN、TBSが受信可能でした。




2012/02/15

別の USB シリアル変換をつないでいると COM 番号がずれてしまい正常にオープンできなくなるというバグがあることがわかりました。



実行ファイル以外は以前のものをそのまま使います。






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