FPGA FM Stereo Tuner (2号機)

FPGA FM Stereo Tuner (2号機)

FPGA FM Stereo Tuner (2号機) を製作

2012年8月11日、 FPGA FM Stereo Tuner をメインオーディオシステムにも導入するため、2号機を製作しました。 1号機の記事はこちらです。
フロントパネルです。
- ケースは TAKACHI SY-150B を使いました。 1号機と色違いのケースで、寸法などはおなじです。 1号機と2号機が一目で判るように考えたのです。
- ランプとツマミの配置は1号機と全く同じです。
- ツマミの色はフロントパネルの色にマッチさせるため、黒としました。
リアパネルです。
- 基板の端子をそのまま出すケース加工は1号機と同じです。
- 大き目の穴は放熱穴を兼ねます。
- F 端子はリア側に移動しました。
内部の様子です。
- 基本的に1号機と同じですが、以下の改善をしています。
- RCA 端子の配置を通常のオーディオ機器と同一にしました。
- フロントパネルのランプとロータリスイッチの配線にフラットケーブルを採用しました。内部がスッキリしました。
- リアパネルの F 端子にはシャーシ取付中継型を使い、インピーダンスマッチングとシールド製を向上させました。基板の F 端子は将来、バリキャップ同調基板を追加した時に90度右回転させることを考えています。
- シャーシ取付中継型 F 端子はアキバの秋月電子通商で130円でした。

使ってみました

高性能・高音質は1号機と全く同じです。
調整が必要なのは RF 同調だけで、歪率調整やセパレーション調整などは無調整です。経年変化に非常に強いです。
FPGA FM Stereo Tuner の製作再現性の高いことに感心します。

改造：同軸デジタル音声出力を付ける

2013年11月9日、メインオーディオシステムで使っている本機に S/PDIF 同軸デジタル音声出力を増設する必要が生じたので、早速、改造しました。
- 回路は難しいものではなく、右の回路のものを小型基板に組み込み、それをチューナ内に実装します。
- 手持ちのパルストランス (巻線比 1:2:2) の関係で +5V 駆動としました。このトランスを巻線比 4:1 として使います。
- 出力は S/PDIF 同軸出力の規格 0.5±0.1V_P-P の上限ギリギリの 0.6V_P-P としてあります。
- FPGA は +3.3V 駆動なので 74HCT04AP を使います。
  - HCT は +5V 駆動時に入力が TTL レベル (0.8/2.0V) となるので、+3.3V 駆動の FPGA と直結できます。
  - HCT の出力レベルは C-MOS レベルなので、パルストランスは 0/4.8V のパルスで駆動されます。
- [IN] は FPGA FM Stereo Tuner 基板の R405 の FPGA 側に接続します。 S/PDIF 光送信モジュールの信号ラインと同じです。
- [OUT+] は RCA 端子のピン側に、[OUT-] はコールド側に接続します。 RCA 端子は GND から浮くことになりますが、絶縁トランス（パルストランス）が絡んでいるので大丈夫です。この絶縁性を利用して、バランス型の XLR 端子出力にすることもできます。この場合、XLR 端子の 1pin を [GND]、2pin を [OUT+]、3pin を [OUT-] に接続します。
- [+5V] [GND] も FPGA FM Stereo Tuner 基板と接続します。

右の写真が同軸デジタル音声出力基板をチューナ内に組み込んだ状態です。

赤い基板が同軸デジタル音声出力基板です。基板が小さいので、ケースに固定しないで、アンテナ用の同軸ケーブルに束側バンドで簡易固定しました。震度7の地震にも、これで十分です。

以下の部品をアキバなどで調達しました。合計281円です。

この中で一番高価なパルストランスの値段が不明で申し訳なし。我が家にはなぜか？在庫が数百個あります。
No.7 のユニバーサル基板はただの丸穴だけではなく、GND/VCC パターン、各 IC ピンに対応した3ホール連結パターンが引いてあって小規模工作にピッタリです。全スルーホールなのでパターンが熱に強いです。少し基板厚が薄いですが、特に強度的に問題ありません。 14～16pin DIP IC を2個まで実装可能です。台湾製と思います。

No.	部品	単価	個数	金額	購入先
1	絶縁型 RCA ジャック RJ-2008 (白)	150円	1	150円	秋月電子通商
2	積層セラミックコンデンサ 0.1uF/50V	4円	2	8円	秋月電子通商
3	オーディオ用電解コンデンサ 10uF/50V	10円	1	10円	秋月電子通商
4	オーディオ用電解コンデンサ 100uF/35V	20円	1	20円	秋月電子通商
5	C-MOS IC 74HCT04AP	30円	1	30円	千石電商
6	パルストランス TDK 123G1E	(不明)	1	－	手持ち品
7	両面ガラス・ユニバーサル基板 62x33.5mm	63円	1	63円	aitendo
8	抵抗器、配線材	－	1式	－	手持ち品

動作チェック！
- F 端子の左上にある RCA 端子が S/PDIF 同軸デジタル音声出力です。ここしか取り付けできる場所がありませんでした。
- 問題なく良好に同軸デジタル音声出力できました。もちろん、従来よりの光デジタル音声出力も良好です。