ヤマガタンver9 > 簡易スペアナ用の専用LCDディスプレイの製作

ＴＶチューナを使用した簡易スペアナを自作しているが、ディスプレイがオシロ（しかも手持ちのオシロは真空管式だし）なので、
手軽に？持ち歩ける状態にありません。

秋月で買ったＬＣＤパネルを使ってディスプレイ作れないかと検討してきましたが、
構想がまとまり、回路起こしてただ今製作途中です。

4MHzのクロックを256分周して水平同期の15.625kHzを得、さらに256分周して垂直同期の61.04Hzを得るというのが同期信号を得る基本構成。
（実際にはカウンタの出力をゲートでデコードしてパルス幅を適度に伸ばして。この程度の誤差ならたぶん大丈夫でしょう。）

水平同期を得るカウンタと垂直同期を得るカウンタにはそれぞれR-2RのD/A変換器を接続し鋸波を作り、
垂直同期側の信号を増幅しTVチューナのチューニング電圧とし、チューナのＩＦ出力を増幅・検波した信号と水平同期側の鋸波を比較し
ビデオ信号としてLCDパネルへ、という構成である。

ロジック部分はほぼ製作完了しました。

あとはLCDパネルとの接続実験と、アナログ回路の製作とＲＦ部との接続と総合接続テスト等の作業が残っています。

うまく行くかなぁ・・・

■LCDパネルとの接続テスト完了しました。
使用したパネルは秋月電子で買った５．４インチの奴（２台持っていて１台は車に積んでます・・・詳細はページのほう参照）で、結果的にはＯＫでした。
（垂直側の解像度が思ったより低かったのがちょっと誤算）

最初、信号（同期，映像）の論理確認でちょっとはまりかけました。（ちなみに論理自体は簡単に切換できるよう、EX-OR入れてます。）
水平同期側がうまく同期がとれず、パルス幅が短いのかと思い、パルス幅が倍ある水平ブランク信号を同期信号として入れてもＮＧでした。
周波数のズレの問題かと思いつつ、カウンタで周波数計ってみたら、倍の周波数を示すではないですか。
これは信号にデコードの際に出来たグリッジが含まれているに違いない（なにせカウンタはHC-CMOSの同期カウンタ，デコード回路は標準C-MOS)ということで、ＲＣのＬＰＦ入れたら納まりました。
ということで本来と微妙に違う信号ですが、なんとか大丈夫でした。

なおＲＦ部無しでの確認は、ビデオ信号として同期信号を作っているカウンタの出力を入れてみると良いようです。
（実際は、IF検波出力と水平D/Aの比較を行うコンパレータを接続する水平・垂直ブランキング（帰線）信号処理用のゲート入力に入力）
水平同期用のカウンタに接続すると画面に垂直の白黒バー，垂直同期用のカウンタに接続すると水平の白黒バーが表れます。
接また続する段を変えるとバーの幅が変わります。（最初に書いた解像度の件はこの過程で気がつきました。）

ちょっと画面にデジタルノイズが入るようで、今後の課題です。
それと飛び越し走査をしていないせい（ＬＣＤパネルが飛び越し走査じゃないとイヤだと言っているのか？）でしょうか、
画面上部が水平方向に若干ゆがみます。
う〜ん。これも今後の課題だな。

昨晩はオシロを引っ張り出す為に部屋の整理してました。
やっとオシロを引っ張り出したので、同期信号のグリッジの件とD/A出力の波形見てみましたが、まぁこんなもんかな？

その後、RF部を接続すべく、オシロ用に作ったRF部の見直しにかかっています。
実はちょっと電源関係の処理に無理があって・・・（図に書いた日付見たら10年前だった・・・)
やはり単電源仕様に見なおしたほうがいいような・・・。

■RF部との接続・テスト完了
RF部、単電源仕様に回路を見直しロジック部と接続してみました。
オシロであちこち波形確認しながらテストしてみましたが、何か表示が変。

IFの検波出力と水平D/A出力を比較してビデオ信号を生成するコンパレータとして、
手抜きで？他の回路で使用している単電源用の遅いOPAMPの残りの回路をそのまま流用したのが
悪かったようで、早い(スルーレートの大きい)OPAMPに変えたら何とかそれらしい動きに
なりました。
ただ、単電源で使用している関係で、0V付近のレベルでは正しく動きません。(同相入力範囲って奴)
手持ちのOPAMPでもっとも程度の良いものを使用していますが、やはり電源、
考えないといけないようです。

本来、速度面を考えると「コンパレータ」を使用すべきところなんでしょうけど、
この問題は同じなんで・・・

実はいままで使用していたチューナは、UHF専用のものでした。(初期の衛星放送受信用だったようですが。)

実は過去に車載ラジオでTVを聞く為にTVチューナを使ったコンバータを作ったのを思いだし、
チューナを互いに交換することにしました。

というのも今となっては車内でTVを受信する環境は複数(画像付きで2セット，音声だけなら3セット)
ありますので、車載チューナに接続して・・・という用途はお役御免状態でした。

それに地元のTVはUHFが受信できれば用が足りるので、スペアナで使っていたチューナで十分です。
そこで「コンバータ」側とスペアナに使っていたチューナと入替え、スペアナは高機能化，
「コンバータ」にはTDA7000というICを使ったFMラジオ！を組み込みスタンドアロンで受信できるように
という目論見を企てました。
（後者ですが、ポケットTV用のチューナを使ったものを過去に製作済みだったりします。)

FMラジオ部の基板は以前作って動作確認後使用していないものがあります。

というわけで先週移植手術に着手し、先ほどようよく「コンバータ」側がスタンドアロンで受信可能な
目処が立ちました。

シャシの加工も並行して行ってましたのと、チューナのAGC電圧ではまり無駄な時間要し
少々時間かかってしまいましたが、
ようやく一段落しましたので、今度はスペアナ側に着手します。


実はこの過程の間にTVチューナやFMラジオ基板の周波数測定したくなり、秋月のカウンタキットの
整備構想なんて浮かんできたものだら、ちょっと頭の中がグチャグチャではありますけどね。
(とは言え、その過程でスペアナに関する強力なサイト見つけまたので、それはそれで
良かったのですが。)

「コンバータ」で使っていたV・UHF両用チューナをようやくスペアナの基板に取り付けました。
が・・・動かん？
移植に着手する前に、「ゼロスパンモード」＆「ＴＶ受信モード」つける為の
予備実験していたのが悪さしていそう。

また落とし穴にはまってしまいました。

まだ実験段階ではありますが、設計思想や回路構成等を一通りまとめました。
下記リンク参照。
簡易スペアナ　ＬＣＤ表示用ビデオ回路

せっかくLCD表示が出来たのに電源が沢山必要なので、可搬性が改善されない。
そこで、マルチ出力の専用スイッチング電源を作ろうかと思案中。
ジャンクのSW電源からICやパーツを取り出し、トランスも巻き直して、と考えているが、どうなるやら。

TVチューナを使用している関係で、周波数の直線性が良くないと思われます。
そこで、「折れ線近似回路」で改善出来るのでは？と思い、回路例がないかと
YAHOOで検索かけたら、びっくり。
私と同じような回路(同期信号でカウンタをカウントし、垂直側カウンタを
D/A変換してVT電圧を生成し、また水平カウンタをD/A変換しコンパレータで
ビデオ信号を生成)でスペアナのLCD表示を実現されている方のサイトが
引っ掛かりました。

世の中、同じような事を考えている方って、いるものですね。
バッテリ動作で携帯可能というあたりのコンセプトも一緒でした。

回路を拝見しますと、さすがにうまく作られています。
・同期信号を専用の同期信号発生ICを使用して生成してあり、スマートに出来ています。
(ただ、元発が3.58MHzですと、水平軸の解像度はいかがなものでしょうか。
私はQVGA対応にすべく、6MHz位に上げたほうが良いかな？などとも考えていたもので。)
・CATVチューナを使用し、信号レベルの検出はAGC電圧を使用
(AGC電圧だと応答速度が気になりそうですが、定数変えてあるのかな？)

()内はちょっと気になった点ですが、実際の測定画像を見ますと、大丈夫みたいです。

以前スペアナ関係の情報をネットで収集していた際、高性能なLOGAMPのICが入手可能な事がわかりました。

物はANALOG DEVICES製のAD8307というICで、DCから500MHzの帯域で90dBほどの直線性があるという優れもの。


地デジの騒動で、受信エリアのチェック用にスペアナが必要になってきたのもあり、ようやく発注し昨日届きました。(秋月電子通商)

今週末にでも組んでみようかな？

LOGAMP組み込み完了しました。

LCD一時別の用途に転用して外していたものだから、それも戻さないといけないくて・・・ちょっと手間取りました。
これを機会にLCDとの接続はコネクタにしました。
(RGBデコーダと切り替えて使おうかと・・・いずれ切り替え器も作ろうかと・・・)

組み込み完了後、早速テスト。ありゃっ？表示が出ない・・・
おかしいと思ってあちこちつついていると表示が出て、喜んだものの、しばらくすると消えてしまいました。

いろいろ調べたら、チューナのAGC端子がオープンになっていて、AGC電圧調整用のVRはAFC端子につながってました。
VR追加して接続したらようやく表示出ました。

地デジが開局したのもあって、表示がにぎやかです。
(写真撮ってなかったので、いずれ紹介します。)

今まで(検波出力そのまま)は、ちょっとレベル高いとすぐ振り切れ(飽和！)てしまうのに、さすがにそれは無くなりました。
でもやっぱりビデオ信号生成しているOPAMPの同相入力電圧範囲の関係で低いレベルが出ないのが惜しい。

周波数の調整もいやらしいので、チューニング電圧生成回路も変更だな。(SPANをVRでの調整からスイッチ切換化)

ここまで来たので、12V単一電源化も進めねば。
(検討した結果、チューニング電圧の最終段部だけTL497等で作った30Vを供給し、あとのOPAMPは12V単一電源動作にしようとたくらんでます・・・でも同相入力電圧範囲の対策で負電圧作らないといけないかな。)

SPAN設定をスイッチ化しました。
SWEEP電圧を生成しているV側D/A出力を増幅するOPAMPの増幅率をVR調整からスイッチに変えただけですが・・・
一応、FULLと1/2，1/5の3段切替で、周波数換算するとUHFの場合約400MHz，約200MHz，約80MHz。(利得はそれぞれ約5倍，約2.5倍，1倍)

周波数換算と言っても、周波数の変化がリニアじゃないし、精度もありませんが。

これで周波数調整が少しは楽になりました。

しかし1/5幅になるとさすがにIFフィルタのブロードさが見え見えです。
LCの共振1段しかないので当たり前なんですが、やはりここ、もう少し何とかしないと、ちょっと面白くないな。
(当面、見たいのが地デジの電波の有無だとしても)

手持ちのジャンク基板に55MHzのフィルタが付いているのを見つけ、それを外して付けてみました。

最初チューナ出力〜LOGAMP入力のコイル間に入れてみましたが、インピーダンスが低すぎたようでスペクトルがまったく現れず失敗。
次にLOGAMP入力のコイルの2次側(同調回路が構成されているほうで、LOGAMP ICの入力に接続)とLOGAMP間に入れてみたらOKでした。
平衡入力のLOGAMPの片側のラインに無理矢理フィルタを入れた関係で、ちょっと波形が不審(レベルが高くなると、スペクトルの裾が急に持ち上がりだす)ですが、いずれコイルを2組入手して「あるべき」回路に直そうと思います。

ちなみにこんな波形が出てます。

一番上(周波数が低い)はたぶん460MHz台の警察無線の中継波。
中ほどにいくつか立っているのが、24ch〜37chあたりの地デジTV。
下のほうに並んでいるのが50〜60chのアナログTV。

ものは試しと、広帯域受信機のアンテナ端子と本機のアンテナ端子を接続し、受信機のローカル発振の漏れを見て周波数範囲をだいたい掴みました。
下は450MHz付近から見えているようです。

どうりでフィールドでテストしてると、下のほうで時々波形が立つわけだ。(別の受信機で、その波形の元が450MHz台のタクシー無線である事を確認済)

IFフィルタ追加後、変なスペクトルが立つようになった気がする。
チューナの入力付近に触るとその波形が変化するし・・・

LOGAMPの入力に直接フィルタ接続したので、通過帯域外のインピーダンスがめちゃめちゃになり、発振している気がします。
(LOGAMPの帯域が広いだけに・・・それがあだになっているような？)

前回の書き込みの「不審なレベルの持ち上がり」というのも発振に起因しているような？

その後、FCZの50MHzのコイルを2組入手したので「あるべき」回路に直しました。
その結果、落ち着いたような気がします。

ところで使用したIFフィルタは通過帯域幅が17kHzのもの。
ちょっと半端な帯域幅ですが、約300kHzの範囲を16.6mSでスイープさせても追従しているようなので、良しとします。
この位だと、アナログTVの映像と音声のスペクトルが別々に見えてくれます。
(もっとも4.5MHzも離れているので当然か？)