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2017年6月12日 (月曜日)

第95呟【YAZAWA製DSPラジオRD12BKのこと】(2017/7/14:回路定数確定)

 今まで4台(フリスク据え置きポケット①ポケット③)のDSPラジオを作ってきたけれど、いまいち性能の良し悪しが判らないので比較してみたくなって一般市販品のYAZAWA製DSPラジオRD12BKを解析するに至りました。

Img_13662 市場販売価格は壱千円ちょいで流通してる。この価格でもちゃんとしたDSPラジオで、横40mm、縦80mm、厚み16mmの大きさなポケットサイズ。当方自作のポケットDSPラジオよりも厚みはあるけれど一回り小さいのがいい。

Img_13642 AM受信は522~1620KHz(9KHzステップ)、FM受信は76~108MHz(100KHzステップ)でワイドFM対応と銘打ってます。表記やインジケーターはありませんが、FM放送はステレオで受信できます。

Img_13622 受信バンドのモード切替はAM/FMの二通りしかなく、音量調整や選局はダイヤル形ボリュームを使う方式。DSPラジオといえども流行りのオールボタン式ではありません。

Img_13563 受信テストを終えた後、パカッと殻割りしました。電源は単4形を2本直列にした3V系で、電池BOXを避ける様にグリーンレジストの施された基板が配されています。判りにくいですがケース底にAM受信用のバーアンテナが忍ばせてあり、この位置だと受信感度的に弊害でるのでは? 幅8mm、厚み3mm、長さ35mmの薄形なフェライトコアに、Qの高いリッツ線ではなく普通のエナメル線が巻かれてあり、その点でも感度悪そうな感じがしてちょっと怪しいのですが、それでも実際には問題無いんです。

Img_13593 基板をもっとよく見てみます。選局用のボリュームはφ9mmと小型なものを使っていて、この形式でこんな大きさのものもあるんですね、音量調整用はダイヤル形ボリュームでaitendo取り扱いの良く見慣れたタイプでした。他に、32.768KHzのクリスタルや10V220μFの電源パスコンが確認できます。

Img_13583 基板裏側は表面実装部品の世界。TS-SOP20ピンなDSPラジオチップや、FM受信用の高周波増幅にS9018(J8)を使ってあったりして、実はどちらもaitendoで単品が入手出来るアイテムです。

Img_13602 DSPラジオのメインチップはなんとAKC4926で、何だか自作DSPラジオの選局シーク音に似てるにゃ、と思ってましたが同系列のチップでしたか道理で。このチップ、ネット検索してみても詳細データが出てこなく辛うじてピン記号しか判りませんが、系列チップのデータ資料から推測するしかなさそうです。

Img_13542 本体を分解する前に行った受信チェックで手持ちの一般市販イヤフォンを突っ込んだ時、LRの音が中央に定位せず片chに寄って聴こえてくるからどうなっているのか頭を捻っていました。さては、この手のDSPラジオチップにありがちなLR音声逆相出力の仕業だな、と思って付属の専用イヤフォンに仕込まれている小細工を暴いてみたのがこれ。LRユニットの配線は片chの極性が逆に入れ替わった”逆相結線”で間違いありません。この専用品を使った時だけLRの音が中央定位し、FM受信ステレオ時でまともに聴こえましたからね。

Akc4926_circuit3

 両面スルーホールな基板のパーツを部分的に外しながら配線パターンを追いかけて回路図に起こしてみたところ。後日LCメーターを購入したので、今まで推測値を表示していたチップコンデンサやチップコイルの数値は確定しました。(確定:2017年7月14日)

ということで、ひとまず解析結果考察などを列記。~~~~~~~~~~~~~~~~~~

イ)AM受信はバーアンテナのQが低く思えて感度悪そうに思えたけれど、再度確認してみたら、
 AFN東京(和光)はちゃんと聴こえたので問題なかったと訂正します。

ロ)FM受信は一応ステレオで聴けるけれど、LRの音声出力が逆相になっており、一般市販品のイヤフォンを
 使うと片chに寄って中央定位しないからまともに聴けない。付属品の専用イヤフォンならユニットの
 片chが極性逆接されてて大丈夫。

ハ)メインチップはTS-SOP20ピンなAKC4926を使っており、詳細データは検索しても出てこない。
 aitendoで単品を扱っており辛うじてピン記号は判るのみ。

ニ)FMアンテナ回路には、ft=800MHzなNPNトランジスターのS9018(J8)を使ったRFアンプ搭載で
 意外と感度良いから、是非ともこれを自作DSPラジオへ搭載したい。

ホ)電源は単4形電池2本直列の3V系でニッケル水素電池も勿論使える。DSPラジオチップの
 最低動作電圧が2Vだから、電池の放電末期までは使えない仕様。

以下、一般市販品のイヤフォンを使った受信チェック時の覚え書き。~~~~~~~~~

ヘ)電池を入れて電源オン、AMもFMも音が片chに寄っている?どういう事だ、いきなり不良品か?

ト)FMはamazonレビュー通りステレオ音声になっているけれど、片chに寄ってて定位してない。

チ)もう我慢ならず分解するとチップはAKC4926で、同調時のシーク音が自作ポケットDSPラジオの
 AKC6952に似てると思ったら、つまりそう言う事でしたか。

リ)ネットで資料漁ってみるけど出てこない。aitendoでチップ売ってるけど取扱説明PDFが出ない。

ヌ)かろうじてピン記号だけは判るけれど、その先にどう繋げばいいか不明(何となくは判るが)。

ル)音がおかしく聴こえる原因は多分、DSPチップのLR音声出力が逆相になってるからっぽい。

ヲ)amazonレビューで問題ないと言っていたのは、付属品のイヤフォンで聴いた時の評価だろう。
 で、付属品イヤフォンに替えると確かにLR音声は定位したし、FMはちゃんとまともに聴こえた。

ワ)一般市販品のステレオイヤフォンを使うと逆相で聞こえてしまうということは間違いないから、
 専用イヤフォンが必須となるけれど、この付属品、クリアーなのは良いけど篭った感じの音で。

カ)検証するため専用イヤフォン分解したら、左右のユニットで片chの配線が逆に付いているのを確認。
 この逆相出力ラジオをちゃんと使いたければ、逆相接続イヤフォンが必要なのにゃ。

ヨ)どうしてもこのイヤフォンの音質に我慢できなければ、一般品を逆相接続化改造すればいいじゃない。
 実際、手持ちのチタン製お高いイヤフォンの片chのみユニットの接続入れ替えて逆相化してみたら、
 ほほぅ、スバラシイ音じゃないの! DSPチップは同じ系統なのだから、音の良し悪しは評価に使った
 イヤフォンで決まるってことですね。

タ)他、気付いた点、最初はバーアンテナの感度が悪い様に思えたけれど、AFN東京(和光)は
 再確認してみてちゃんと聴こえてるから問題なし。試しにPA-63Rへ付け替えてみたけれども、
 ほぼ同等で優劣をつけるほどのこともないと訂正します。

レ)FMの方はRFアンプ一段噛ませてあるみたく感度良い。自作品はアンプ無しなので明らかに負けてる。

ソ)電池は単4を2本直列にして使っており、3V系なので電源や同調LEDは赤や緑を使っている。
 自作ポケットDSPラジオは3.7V系のリチウムイオン電池なので白色LEDが使えるんだけれど。

せっかくバラしたので有効活用しようと思った訳で。(2016年6月14日)~~~~~~~~~

 回路解析で外したDSPラジオチップのAKC4926ですが、これを有効活用しようと思ったので、まず手始めにピッチ変換基板へ張り付けてみたのです。大きさは15mm角に納まってます。

Img_13901 TSSPO28⇔SOP28変換基板を削って20ピン対応にしてからチップをハンダ付け。背景5mm方眼。

Img_13911 裏面はSOP28のシルク印刷がありますけど、削って20ピン分しか残してませんの。背景は5mm方眼。

Img_13921 TSSOP28パターンの四隅合計8ピン分を避けて中央部分へTSSOP20ピンなチップを貼り付け。くどいですが背景は5mm方眼です。

Sdim07682 シルフィー04SCOUT「ハンダブリッジしてないか、良く確かめねば.....」

Sdim07712 シルフィー04SCOUT「う~ん、微妙? 大丈夫かな? しっかり確認.....」

Sdim07742 シルフィー04SCOUT「これなら問題ないみたい。ところで、これ何? ラジオの部品?」

※分解と改造は各人の判断にて行い、それによって生じる責任を負うこともお忘れなく。

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コメント

興味深い解体記事をありがとうございます。
これほどの内部解析が出来るのはクロヤマネ子さんの知識と技術力有ってこそ可能な事で感謝です。

FM感度はRFアンプのおかげで良好だが、AMはバーアンテナ貧弱でダメということですね。
リッツ線で巻き直せば少しは感度アップするのでしょうか?それともフェライトの品質が悪くてQが上がらずダメでしょうか。

> LR音声逆相出力の仕業

これが一番の困りもの。
ステレオ受信可能でも一般イヤフォンではまともに聞けないのなら購入価値無しです。
ICの端子名を見ても「出力位相切替」は無さそうですし。

受信周波数の位置が分かり易くて良いなと思っていたのですが、安物DSPラジオのICは類似仕様が多い可能性が有りますから、お気に入りの市販イヤフォンをそのまま使うつもりなら迂闊には手を出せないことが良く理解できました。

やはり、クロヤマネ子式ラジオをマネしたポケットラジオが一番良い!という結論に至ります。

_[ -_-]_ 申し訳ありません、色々再検証したら結果が変わって焦っております。

イ)バーアンテナの感度について

 AFN横田はちゃんと受信できると訂正します。バーアンテナをPA-63Rへ付け替えても優位性を認めるほどの差異はありませんでした。

ロ)FM受信感度について

 これは間違いなくこのRD12BKの方がRFアンプ装備のお蔭で優位性ありです。RFアンプのない当方の個体だと84.7MHzのFMヨコハマがノイズだらけなのに、RD12BKだとノイズレスで綺麗に聴こえますから。

ハ)音声LR逆相出力について

 これも間違いありません。専用イヤフォンはユニットが逆相接続されていて、当方製作の同相出力DSPラジオに繋ぐと片chに寄った中央定位じゃない音に聞こえます。さらに当方使用のちょっとお高いチタン製イヤフォンのユニットを片chだけ分解して強制的に逆相接続化改造した後、このRD12BKに繋いで聴いてみると全く遜色ない良い音が楽しめました。DSPチップが同じ系統なので当然といえば当然の結果でしょう。でもこの逆相出力ラジオ専用にするつもりはないので検証後、すぐ元に戻しましたけど。

ニ)チューニング指標について

 自作機ではどうしても装備できないチューニング位置の指標は、このRD12BKに優位性ありです。

ホ)消費電流について

 これは速報ですけれど、AM非同調時:30mA、AM同調受信時:38mA、FM非同調時:32mA、FM同調受信時:41mAでした。

AM受信感度訂正、了解です。
消費電流40mA程度というのはアルカリ乾電池で30時間持てば…というところ?このレベルのDSPラジオでは宿命なのでしょうか。半分の20mAなら文句無しですが。


クロヤマネ子さんの人柱購入に刺激されて、1200円と安めのDSPラジオ購入を決意!

Amazonレビューを読んで受信感度良さそうな「薄型FM/AMハンディーポータブルポケットラジオⅡ」を発注しました。枕元(耳元)で使うことが多いと思うので、少し大きくなりますがスピーカー付き&スリープタイマー付きを選びました。そのうち開腹してICを確認予定。イヤフォン使用時の音量小さいというレビューがあるので回路を追いかけ、高出力のJVC HP-F140 でも小さく感じるようなら改造します。

2000円以上にするために一緒に買うのは、
安心品質のモバイルバッテリーを一つ持っておきたかったので「cheero Power Plus 3 10050mAh」2180円とコスパ最高なものを見つけ、どうせバッグに入れて持ち運ぶだろうし、USB出力ポートが2個ついていれば便利かな?という程度の理由でこれを一緒に注文。当初「cheero Power Plus 3 6700mAh」1980円を考えていたのですが大容量で容量単価安いほうに負けました。

後ほど市販LEDライトの点灯試験を兼ねて田んぼ道の途中にあるファミマでコンビニ支払いをする予定です。
ダイソーの「自転車バルブ用フラッシュライト(ロング)」を腕に付けて歩いていますが、車からは結構目立つようです。

__( '-')_ 消費電流の速報値と回路解析図について。

 受信同調時のAMが38mAでFMが41mAくらい、それでだいたい40mAも喰うのはちょっといただけません。40mA放電時における単4形電池容量が1000mAhあったとしても、連続稼働では25時間しか持たないということになります。ただしこの数値は放電末期の0.9Vまで使った場合であり、このDSPラジオの最低動作電圧2Vを考慮すると電池一本当たり1.0Vまでしか動作させられないから25時間未満ということに。こうなるとちょっと期待外れな感じが否めません。

 解析回路図について、FM受信用RFアンプの部品定数は各社DSPラジオチップの資料に記載してあるものから推測できます。クリスタルやパスコン周辺も大概は類推可能で、特殊な使い方をしている様なことはないものの、音量調整や同調用VRの周辺はちょっとした工夫があって参考になります。

 さて、このRD12BKをどう料理するかです、チューニング指標を持つ筐体を利用して中身を別物に入れ替えてしまうか、中身のパーツを別なケースに移植するか。いずれにしてもLR音声が逆相出力でイヤフォンを上手く使えないから、小型スピーカー搭載のポータブル形か据え置き形のコアにするのが良作かと考えています。

配線パターンからの復元回路図清書と部品定数予測をありがとうございます。

音量調整ボリュームは入手が楽なBカーブ品を疑似Aカーブにして聴感に合わせる工夫がされているのですね。
AM,FMのLEDを省略してコスト削減?その代わり必要な部分にはお金をかける?RFアンプで受信性能向上、クロヤマネ子さん自作品同様フェライトビーズも実装されている…等。

SW-inがあるということは、BAND-AMの抵抗値を変えれば短波受信可能なモジュールということ?

~( '-')~ いつも的確なご指摘有難うございます。

 [mytoshi]さんに言われるまで気付きませんでした、音量VRへ並列に入っている抵抗は擬似Aカーブ化するためのものだということに。

 AM/FM表示LEDの件は、切り替えを銘板付スライドスイッチで行っているから、敢えて電気使って示す必要ないのでしょう。デザイン的には野暮ったいですけれど。

 aitendoでは”AKC4926”を”DSP4926”と呼称して売っておりますが、そのページに記載している貴重なスペック情報によると、SW/LWまで受信出来るようです。同系列で同性能な”AKC6959”はTSSOP形で28ピンもあって”AKC4926”の20ピンより8ピン多いですけど、後者はGND端子をひとつに絞っているのとライン入力端子を省くことでピン数を少なくした廉価バージョンと考えます。お値段は前者が¥350なのに対し後者は¥250で、随分とお値打ちな感じがします。イヤフォンを使わないスピーカー駆動専用機を作るなら、安くて小さく作れる”AKC4926”の方が適している様に思います。

> せっかくバラしたので有効活用しようと

いやはやクロヤマネ子さんの探求心には驚くばかりです。
15mm角ならポケット用にとてもふさわしいのですがLR逆相ではイヤフォンで不便。
いっそのことイヤフォンでのステレオを諦めて、モノラル音が両耳から聞こえるようにすれば良さそうです。

シルフィーちゃんは自在関節が有るのでいろいろな向きに変化するのですね。

+( '-')+ AKC4926を15mm角モジュールにしても逆相出力はどうしようもありません。

 イヤフォン駆動を止め、ステレオスピーカ専用機なら大丈夫なのでそちらの方向で応用を考えており、電池容量を大幅に積み増した据え置き形の弐号機へ使おうと画策中。

 他にRD12BKと近い大きさなタカチ製プラケースTW4-2-8Bを使ったポケット形を構想してます。 ピッタリ積めるリチウムイオン電池に目途が付き、各部品配置をシミュレートしているところです。 ポケット形初号機は厚み制限があって苦労しましたが、TW4-2-8Bは2倍ほど分厚いのでパーツを積層配置できて有利。 1150mAh×3枚並列=3450mAhの容量を搭載し連続90時間鳴るものを狙っております。

 『デスクトップアーミー』は手のひらに乗る大きさながら、様々なポージングに答える球体関節装備なので重宝してます。

ご報告:
2017-06-12コメント投稿した1200円のDSPラジオが届きました。受信感度は少し弱いかもしれません。
ボタン数と操作方法は「RAD-F300N」と同じです。http://nice.kaze.com/rad-f300n.html
機能が多いのにボタン数が少ないため操作方法を覚えられず苦労しています。

受信具合を確認して使えそうだとわかったので、すぐに開腹しました。
内部に隙間が有るので技術と能力が有れば受信感度改良など改造出来るのでしょうが、私には無理。
両側面のスイッチが押し難いのはタクトスイッチ及び押す成形品との位置が悪いからです。軽く押せるように改造検討中。

受信具合概略:
FMはまずまず及第点。受信感度が良いMP-870(初期版)と感度悪くなった(後期版)との中間位です。
鉄筋コンクリート建物内でもストラップアンテナのみで関東局ほぼ全て入感するので良しとします。84.7MHzも大丈夫です。雑音が多い時は強制的にモノラルへ切り替えられるのは良かったです。
ストラップへ長めの電線を絡めて延長すれば感度上がるかも。

AMは1134KHzが拾いにくいです。他はまずまずかな?1242KHzはたまに雑音混ざる。

開腹してみて、
ICは48pinQFP(7mm角)で型名は黒く塗りつぶされていた。FMアンテナ端子傍に「J8」という3pin部品が有るのでRFアンプかもしれません。その他は私にはわかりません。

バーアンテナは4x8mmx50mmで、普通の撚り線で巻かれており、100kHz時で480μHでした。

FMアンテナは端子から直に電線が出てストラップの中に入っています。ストラップ長15cmなので線の全長は38cmほどと短めで、位置が少し変わると雑音混じる。ここはクロヤマネ子さん方式でイヤホンアンテナも可能に改造必要です。部品箱に小さなフェライトビーズが一個くらいは有るかな。

!( 'o')! RAD-F300N、侮れませんね。まさかストラップの中にアンテナワイヤーを仕込むなんて!

 FMアンテナ線を短いストラップに頼っているのなら、チップ3ピンのJ8は高周波増幅用のS9018なのでしょう。設計はどうなっているか判りませんが、音声出力ラインにコイルが入っているようならイヤフォンコードアンテナを利用できると思います。

 デジタル表示式になると周波数表示だけでなく、時計&アラーム機能が使えるのは良いですね。当方が重宝しているAKC6952にはどうしても付けられない機能だと思っていましたが、チューニングVRの電圧をマイコンで読み取って擬似的にチャンネル表示する方法があるのを先達の記事で知りました。アセンブラ組むのはキツイので、ichigojamのBASICでやれないかどうか検討したいです。

 あとイヤフォンコードをアンテナ化する際、高周波分離回路に必ずしもフェライトビーズを使わなくても良く、チップインダクターでも大丈夫です。

早速LCFメーターで「回路定数確定」ご苦労様です。流石、行動が素早いです。
使われている部品の素性が判明するとスッキリしますね。


私は、作成の方は相変わらず進展無しです。
本日(7/14)夕方に例の「ソーラーキーライト」が届いたのですが、開腹してみると「CR2025x2個直列」+「3LED直結」で、ソーラーセルは配線すらされていなくて、開口部を塞ぐ板の役目しかしておらず、ソーラー充電可能という商品説明とは全く異なるインチキ商品でした。

LIR2032が手に入れば…と色々目論んでいた妄想が総崩れです。
販売業者にLIR2032使用製品を再送付するか返金してくださいと苦情を入れたところです。

!( 'O')! ソーラーキーライトの件は想像以上に酷い話ですね。

 商品説明とは違う内容を送ってきたというのは理解に苦しみます。CR2025を二枚直列にして抵抗なしでも6Vにしかならないのに、LEDを3個も直列にしたら1個あたり2Vしか掛からないのでそれでも使えるのでしょうか。

 もしかして、ジャンク屋の店頭で投げ売りされているモノも、そんな状態のヤツなのかもしれません。

> LEDを3個も直列にしたら

私の書き方がまずかったですね。言葉不足でした。

LEDは「3個”並列を”直接駆動」です。
電流制限抵抗など無し。
CR2025が1、2分で空になりそうなくらい非常に明るく光ります。

( '-')ゝ 再度コメント頂き有難うございます。

 2枚直列にしたCR2025の6Vを電流制限抵抗なしで3個並列したLEDにダイレクトドライブするなんて、やっつけ仕事にもほどがありますね! 最初だけはズバ抜けて明るい印象に歓喜するコメント連発かもですが、すぐにバケの皮が剥がれて意気消沈、さらに幾ら太陽に晒しても充電することなく徒労感に追い打ちを掛けるという...。

 返品することなく返金してもらえるなんて、こちらが特したかの様に思いますが、こういう商法というのは、最初から個人情報狙いなんでしょうか。

唐突ですが、周波数帯域変更について。

本記事のYAZAWA製RD128BK周波数表示とクロヤマネ子さん作成の回路図を見ていて、889円ラジオの周波数帯域変更の手軽な方法を思いつきました。すでに先達が行っていると思いますけれど。

回路図のTuneボリュームには左右にゼロΩが付いています。
このゼロΩを半固定抵抗に換えて調整し、周波数の上下端を好みに変更できることに気づきました。
もちろんAM、FM共通なので双方で聞きたい局が収まるように決めることが必要です。

889円ラジオも同じ方式なので、FMのみバンド帯域変更するよりもTuneボリュームの上下端を制限すればAMの帯域も同時に変更出来て便利です。

FM:76-108MHz、聞きたい局は78M-93MHz、
AM:522-1710KHz、聞きたい局は594-1242KHz
目盛り幅を約二倍に大きく広げられます。
周波数目盛りが抵抗値と正比例なのは書き換えるときに助かります。

これで889円ラジオの改造案が出揃ったので、順次進めます。
又、外部電源端子が時代に逆行していて「センター(マイナス)」だからこれを(プラス)に変更します。

( '-') 同調用VRの回転角度全域を有効的に活用できる方法だと思います。

 同調周波数とVR角度とが正比例しているのはとてもありがたいことです、ポリバリコンみたく高い周波数領域が詰まってしまうということがないですから、この点では大いに助かっています。

 普通はBカーブを使うのですけど、もしもAカーブを使ったらポリバリコン時代の同調スタイルを再現できるということですね!

RAD-F300Nに使用されているDSPはAitendoでもおなじみのAKC6951ですよ
このDSPもデフォルト設定だと逆位相(BTL)出力です

[通りすがり]さん、コメントおよび情報有難うございます。

 同じAKC系列のチップを扱った経験からですけど、AKC6951ということはRAD-F300Nの受信感度の良さが伺えます。I2Cを扱える技術を持っていれば、自分で設定して音声出力のデフォルトを切り替えるのですが、当方では力不足です。

 逆移相BTL出力だと、一般市販品のイヤフォンがまともに使えないことを除けば、モノラル放送では出力が稼げるので良い機能だと思います。FMでステレオ放送を聴きたい時に移相がおかしくなるので、イヤホンのケーブルを途中で切断し片方の極性を入れ替える等の改造を施せば、一般市販品でも使えるのですけど、それ専用になってしまうのが惜しいところです。

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