DSPラジオチップ・KT09xxシリーズのこと。
※ 最 新 情 報 等 の 追 記 分 は 随 時 、 後 の 方 に 続 け て い ま す 。
【最新の追記は2018年1月14日です。】
【KT09xxシリーズ比較表】-------------
この表のダウンロードはこちらへ。[KT09xx.pdf (10.7K)]
【概要】---------------------
LW/SW/AM/FMステレオDSPラジオチップのKT09XXシリーズについてまとめた比較表です、取り敢えず。
KT0915のみLW/SWが受信できる他、全てのシリーズでAM/FMが受信できます。ただし末尾にMが付くKT0932MとKT0922MはモノラルFMであり、他シリーズはステレオFMとなってるのが注意点です。
FMの受信感度は1.6μVEMF、AMのそれは16μVEMFであり比較的に優れているのが魅力。
このシリーズには、マイコンを内蔵して初期設定を外部接続のEEPROMから読み込んで書き換える機能を持つタイプが4種類と、I2C接続で外部マイコンからコントロールするタイプが3種類あります。
前者の、外部マイコンを使わず設定を書き込んだEEPROMのみ接続すれば希望の動作をするタイプは、KT0932M、KT9022およびKT0922M、KT9011です。
なおEEPROMを取り付けずDSPラジオチップを単独で使用した場合は機能が限定的となり、デフォルト設定のままでは日本仕様向きでなく使いづらいため、苦労してでもEEPROMは取り付けないと宝の持ち腐れになっちゃいます。
【回路図の一例】 -----------------
シリーズ一覧を眺めて比較検討した結果、KT0922に狙いを定めて検証用に組んでみた回路図がこれで、上図には幾つか工夫が施してあり以下に列記しておきます。
イ)FMアンテナはイヤフォンケーブル兼用方式にするためインダクターを幾つか入れてる。
ただPDF資料には、RF-GNDをAVSSとDVSSに繋ぐ様な説明があるけど、
その方法だと上手く受信出来ない。もちろん、資料通りRF-in端子にケーブルを数十センチ
繋ぐだけなら高感度に受信できるけど。思考錯誤した結果、RF-GNDに10μHを
噛ましてからAVSSとDVSSに繋ぐことで何とかなることが判った。
ロ)SPANピンで行うバンド切替は抵抗ネットワーク選択式かタクトスイッチ方式を設定で
EEPROMに焼き込むことができ、今回は部品点数を減らすために後者を選んでる。
前者の方式だと、ややこしい数値の抵抗器と多接点切り替えスイッチが要るので。
(後述の2017/12/10検証で、10kΩと100kを組み合わせれば簡単にできた)
ハ)音声出力LRに入れるカップリングコンデンサーは100μFあると十分。
47μFだと低音不足でちょっと硬い音がするけど、その辺は好みで選択すればいい。
ニ)電源には3.7Vのリチウムイオン電池を繋いでいるけど、充電直後の4.1Vだと
チップ定格電圧上限の3.6Vを軽く超えてしまうので、平均消費電流25mAに対し
20Ωの制限抵抗を入れて0.5Vの電圧降下を発生させることで対応した。
アルカリマンガン電池やニッケル水素電池を2本直列にして繋ぐなら抵抗は要らない。
【動作検証中の空中配線回路?】 ----------
ひとまず空中配線にて動作検証を行っているところ。ありゃりゃ、「デスクトップアーミー・轟雷」が絡まってるじゃないの。設定用のEEPROMはトライ&エラーで何回も書き直すため着脱が容易な様にソケット式にしてますが、組み込みを優先してDIP-8じゃなくてSOP-8のを買ってきたから写真の様に足を延ばして取り付けてます。まるでクモが乗っかってるみたい。
【設定用の外付けEEPROMどこいった?】------
「轟雷」に浮気してたから、嫉妬したデスクトップアーミー本家の「シルフィー」に最も重要な心臓部のEEPROMを持ってかれそうになった? でも大丈夫、まだ新品が3個残ってるから新しく焼けばいいし。
【外付けEEPROM設定の一例】----------
このHEXファイルのダウンロードはこちら。[ KT0922_ver12.hex (0.7K)]
始めに、公式PDFファイルに記載されてる外付け設定用EEPROMのレジスター表を読み解いて焼いてみたら全く動作せずお手上げで泣きました...。
ネット検索すると有難いことに先達の人柱情報があって、AKI-PICプログラマーのEEPROM焼き画面を残してくれていたから、そこから読み取って書き込んでみたら漸く上手く動いてくれて思わず吠えました!
実は、公式PDFをいくら読み解いても載っていない重要なレジスター値があって、それがスッポリ抜けていたから動作しなかったのでした。
なおaitendoからKT0922対応の焼き込み済みEEPROMが発売されており、それを買えば不明なレジスター値も書き込まれていてちゃんと動作するらしい。
しかしそのオリジナル設定では一応動くけれどイマイチ使いづらい仕様になっていて部分的にアレンジする必要があり、以下へ具体的に変更した設定を列記しておきます。
ホ) Address 0x02 Bit3:2 FM_BAND_NUM<1:0>=10 FMバンド数を2に。
ヘ) Address 0x03 Bit15 FM_DSFTMUTE<1>=1 FMミュートを無効に。
ト) Address 0x03 Bit14 AM_DSFTMUTE<1>=1 AMミュートを無効に。
チ) Address 0x03 Bit9:8 BASE<1:0>=01 低音強調をLOWに。
リ) Address 0x04 Bit11 SFTMUTE_MD<1>=0 RSSIモード。ミュート無効なので意味ないか。
ヌ) Address 0x07 Bit14 ST_IN_EN<1>=0 モノ/ステレオはMONOレジスターで制御。
ル) Address 0x07 Bit11 DE<1>=1 デエンファシスを50μsに。
ヲ) Address 0x07 Bit5 DBLND<1>=1 モノ/ステレオのブレンドを無効に。
ワ) Address 0x07 Bit3 FAST_SEP<1>=1 高速ステレオ分離?を有効に。
カ) Address 0x23 Bit10:8 FLT_SEL<2:0>=010 AM選択度幅を3KHzに。若干音質よくなる。
ヨ) Address 0x2b Bit7:6 AM_FM_PIN<1:0> AM_FMピンを出力に。
タ) Address 0x2b Bit5:4 SPAN_PIN<1:0> SPANピンをキーコントロールモードに。
レ) Address 0x35 Bit15:8 FM3_GUARD<7:0> FMバンド3のダイヤルガード幅をゼロに。
ソ) Address 0x35 Bit7:0 FM2_GUARD<7:0> FMバンド2のダイヤルガード幅をゼロに。
ツ) Address 0x36 Bit15:8 FM1_GUARD<7:0> FMバンド1のダイヤルガード幅をゼロに。
ネ) Address 0x36 Bit7:0 AM_GUARD<7:0> AMバンドのダイヤルガード幅をゼロに。
ナ) Address 0x39 Bit11:0 FM1_LOW_CHAN<11:0> FMバンド1の下限を76MHzに。
ラ) Address 0x3a Bit11:0 FM1_CHAN_NUM<11:0> FMバンド1の上限を95MHzに。
ム) Address 0x3b Bit11:0 FM2_LOW_CHAN<11:0> FMバンド2の下限を95MHzに。
ウ) Address 0x3c Bit11:0 FM2_CHAN_NUM<11:0> FMバンド2の上限を108MHzに。
イ) Address 0x3f Bit14:0 AM_LOW_CHAN<14:0> AMバンドの下限を531KHzに。
ノ) Address 0x40 Bit11:0 AM_CHAN_NUM<11:0> AMバンドの上限を1620KHzに。
【設定変更後の仕様】---------------
上記の設定変更を行って読み込ませた後の動作仕様について列記。
オ)AMは1バンドで531~1620KHzの9KHzステップな日本仕様。選択度幅3KHz。
ク)FMは2バンドでFM1は76~95MHz、FM2は95~108MHz。100KHzステップで
デエンファシス50μsの日本仕様。
ヤ)ソフトミュート機能を無効にしたので非同調時のホワイトノイズは常に鳴ってる状態。
選局時のプツプツ音が鬱陶しかったので。
マ)バンド選択はSPANピンで行う。タクトスイッチを押す度にAM→FM1→FM2→AMを
繰り返す。
ケ)同調時はチューニングLEDが点灯。ステレオ受信時はさらにステレオLEDが点灯。
フ)低音増強をの設定をLOWにして音質改善。MEDやHIGHだと音割れる。
コ)ガード幅をゼロにして、ダイヤルチューニングの有効範囲をギリギリまで拡大。
エ)モノ/ステレオのブレンドを無効にしたので、FM時はノイズまみれでも無理やり
ステレオ分離しようとする? もしかしたら聴きにくくなっただけかもしれないけど。
【EEPROM設定を応用すると?】(2017/11/13追記)
設定を焼き込んだEEPROMを繋いでからDSPラジオチップの電源を入れ直すと、真っ先に設定内容を読み込んで処理してからラジオ機能が立ち上がります。
ということは、色々な設定を書き込んだEEPROMを切り替えながら電源を立ち上げれば、多機能化出来るかも?と思った訳。
例えばバンド選択をAM、FM1、FM2、FM3の4つにしておき、SPANピンのバンド選択をキーセレクト方式に設定してタクトスイッチ選局が出来る様にしてから、それぞれ同調周波数範囲を1chのみの一点に絞って設定しておくと、AM+FMで4チャンネルのプリセット選局ラジオが可能になるんです!(←確認済み)
試してみた応用設定は以下の通り。
テ) Address 0x02 Bit3:2 FM_BAND_NUM<1:0>=11 FMバンド数を3に。
ア) Address 0x2b Bit5:4 SPAN_PIN<1:0> SPANピンをキーコントロールモードに。
サ)Address 0x39 Bit11:0 FM1_LOW_CHAN<11:0> FMバンド1の下限を80.0MHzに。
キ) Address 0x3a Bit11:0 FM1_CHAN_NUM<11:0> FMバンド1のch数を1に。
ユ) Address 0x3b Bit11:0 FM2_LOW_CHAN<11:0> FMバンド2の下限を81.3MHzに。
メ) Address 0x3c Bit11:0 FM2_CHAN_NUM<11:0> FMバンド2のch数を1に。
ミ) Address 0x3d Bit11:0 FM3_LOW_CHAN<11:0> FMバンド3の下限を82.5MHzに。
シ) Address 0x3e Bit11:0 FM3_CHAN_NUM<11:0> FMバンド3のch数を1に。
エ) Address 0x3f Bit14:0 AM_LOW_CHAN<14:0> AMバンドの下限を594KHzに。
ヒ) Address 0x40 Bit11:0 AM_CHAN_NUM<11:0> AMバンドのch数を1に。
これを読み込ませて電源入れると、タクトスイッチを押す度にNHK東京第一、TOKYO-FM、J-WAVE、NHK東京FMがチューニングダイヤルを回さなくてもダイレクトに選局できる!
そしてこんな感じでもっと他の局を設定しておいた別のEEPROMに切り替えながら電源入れることで、4局以上のプリセット選局システムが構築できる!
本来なら、外部マイコン繋いでI2C接続でやれば簡単に実現出来ることだけれど、それらを使わずEEPROM切替だけでプリセット数をいくらでも増やせるのが魅力!
ノイズ発生源となる外部マイコンを排除できる利点はあるけれど、依然としてどの局を受信しているかを示す周波数表示が出来ない点は変わらないけどね。
【受信局プリセット方式の本格検討】(2017/11/21追記)
先週、動作確認できた同調周波数の1局固定によるプリセット化で、取りあえず手元にあるロータリースイッチに合わせて24chダイレクト選局をやってみたくなり上図のような回路を考えてみた。
本来ならDSPラジオチップのKT9022には1個もあれば十分なところにEEPROMが6個も連なる壮絶な回路。SCL&SDA端子は6個とも共通配線にしておき、VDDのみ個別に電源を注入することで特定の設定が入ったEEPROMを一つだけ読み込める様にする仕組み。
KT0922は電源投入初期にEEPROMの設定内容を読み取ってからラジオ動作を開始するので、別なEEPROM設定を読ませるにはKT0922自身の電源を一旦切断、再通電する必要がある。
そこでロータリースイッチで個別に選択したEEPROM用の電源を利用し、ダイオードマトリクスを通して回収したものをKT0922へ流すことで、EEPROM選択と同時にKT0922への電源が一旦切断→再通電される予定なんだけど。
手元にある8ポジション6接点式のプッシュ式ロータリースイッチはノンショーティングタイプである必要があって、もしもショーティングタイプだとEEPROMの1と4は問題ないけれど2、3、5、6選択時は二つのEEPROMが同時通電されてしまって恐らくKT0922が読み込まないと考えます。
【EEPROM切替プリセット式の動作検証】(2017/11/26追記)
複数のEEPROMを繋いだ多局プリセット方式の回路を考えてみたけれど実際にちゃんと動作するかどうか検証するため、ひとまずEEPROMを2個だけ使って3Pスライドスイッチで切り替える8局プリセット方式を試してみました。
結果 → 予定通りの動作を確認できました。
ただし切り替えが上手くいかないことも何回かあり、DSPラジオチップにリセットが掛からずEEPROMを正しく読み込めないため誤動作することもありました。
何が起こっているかというと、スイッチを切り替えた瞬間に電源パスコンへ溜まっている電荷が一旦完全に放電しないとDSPチップにリセットが掛からず、EEPROMを再読み込みしないという問題でした。
この問題を検証するためパスコンを外して試してみたら改善することが判ったので、現在の回路から電源パスコンの挿入位置を変更する必要がありそうです。
【SPANピンのバンド切替抵抗値検証】(2017/12/10追記)
SPANピンによるバンド切替において、EEPROM設定でタクトスイッチ式ではなく抵抗ネットワーク切り替え式にした場合、公式デフォルト値の抵抗を探すのに苦労するかも知れません。
ピッタリの数値がなければ合成抵抗で無理やり作り出すとかそんな面倒な事をしなければいけないものなのか気になったので、SPANピンとVSSとの間に挿入する固定抵抗をVRにしてバンド切替のしきい値を探ってみたところ上図の様な結果になりました。
a)AMはショート~38kΩの範囲。デフォルトでは30kΩだが10kΩでOK。
(抵抗をケチってショートで済まそうとすると、SPANピンに繋がっているEEPROMの
SDAピンをもアースしてしまい、初期設定を読み込めなくなるのでダメです。)
b)FM1は38kΩ~64kΩの範囲。デフォルトでは47kΩだが50kΩ前後でOK。
c)FM2は64kΩ~143kΩの範囲。デフォルトでは82kΩだが100kΩでOK。
d)FM3は143kΩ~オープンの範囲。デフォルトでは256kΩだがオープンでOK。
検証の結果、わざわざE24系列の抵抗をピッタリ探さなくても、10kΩ1本と100kΩ3本あれば(そのうちの2本は並列にして50kΩを作る)事足りるということが判りましたのでご参考まで。
【24プリセット検証機の製作開始】(2017/12/16追記)
多連装EEPROM切替方式によるAM6局およびFM18局の合計24局プリセット化を検証するため、本格的に試験機を作り始めました。
今回は配線が大変なことになるのでケーブル空中結線は止めてちゃんと基板に組んでみることにします。まだ製作途中ですけれども既にスズめっき空中配線がスゴイことになってきました。
【24プリセット検証機の製作開始】(2017/12/17追記)
さらに配線を進めたところです。写真上で文字を入れている箇所を迂回する様な配線にしていますけれども、これには理由があって後々にコンパレータ―のLM339とエクスクルーシブORの74HC86とを搭載する予定だからです。EEPROMの選択切替配線にはカラーコードに沿ったケーブルを使って、1→茶、2→赤、3→橙、4→黄、5→緑、6→青にしてみました。
ひとまずここまで、あとは設定を焼いたEEPROMを載せれば動作が出来る段階まで来ました。さて無事に動作するでしょうか、何処か配線を間違えていたら直すのが大変そうです。
【1個のEEPROMで8局プリセットが可能に!】(2018/1/14追記)
今までやってきたEEPROMの設定では1個のEEPROMでAM×1局とFM×3局の計4局分しかプリセット出来ませんでした。これはCHピンに繋いでいるVRがどんな値でも強制的に1chしか受信しない様にする設定にしていたからです。
CHピンにおけるチューニングの仕組みを応用して、CHピンの上限と下限とを強制的に3PスイッチでVDDとGNDとに繋ぐ様に配線すれば上限で1局、下限で1局の計2局分が1バンド内でプリセット出来ます。AMは1バンドなので2局、FMは3バンドあるので6局、併せて8局分のプリセットが可能になるという理屈です。
e) Address 0x02 Bit3:2 FM_BAND_NUM<1:0>=11 FMバンド数を3に。
f) Address 0x2b Bit5:4 SPAN_PIN<1:0> SPANピンをキーコントロールモードに。
g)Address 0x39 Bit11:0 FM1_LOW_CHAN<11:0> FMバンド1の下限を78.0MHzに。
→バンドFM1選択しCHピン=GNDにすれば78.0MHzの”bay-fm”を受信。
h) Address 0x3a Bit11:0 FM1_CHAN_NUM<11:0> FMバンド1のch数を15に。
→バンドFM1選択しCHピン=VDDにすれば、
(78.0MHz+100kHz×15ch)=79.5MHzの”NACK5”を受信。
i) Address 0x3b Bit11:0 FM2_LOW_CHAN<11:0> FMバンド2の下限を80.0MHzに。
→バンドFM2選択しCHピン=GNDにすれば80.0MHzの”東京FM”を受信。
j) Address 0x3c Bit11:0 FM2_CHAN_NUM<11:0> FMバンド2のch数を13に。
→バンドFM2選択しCHピン=VDDにすれば、
(80.0MHz+100kHz×13ch)=81.3MHzの”J-WAVE”を受信。
k) Address 0x3d Bit11:0 FM3_LOW_CHAN<11:0> FMバンド3の下限を82.5MHzに。
→バンドFM3選択しCHピン=GNDにすれば82.5MHzの”NHK東京FM”を受信。
l) Address 0x3e Bit11:0 FM3_CHAN_NUM<11:0> FMバンド3のch数を72に。
→バンドFM3選択しCHピン=VDDにすれば、
(82.5MHz+100kHz×72ch)=89.7MHzの”Inter-FM”を受信。
m) Address 0x3f Bit14:0 AM_LOW_CHAN<14:0> AMバンドの下限を594kHzに。
→バンドAMを選択しCHピン=GNDにすれば594kHzの”NHK東京第一”を受信。
n) Address 0x40 Bit11:0 AM_CHAN_NUM<11:0> AMバンドのch数を24に。
→バンドAMを選択しCHピン=VDDにすれば、
(594kHz+9kHz×24ch)=810kHzの”AFN東京(和光)”を受信。
o)ダイヤルガード関連を全てゼロに。
p)AM、FM1~3のバンドガード関連も全てゼロに。
この設定変更で無事に完全動作が確認でき、まさか1個のEEPROMだけで8局もプリセット可能になるとは思いませんでした。これだと別に検証している6連装EEPROM切替式24プリセット機が3Pスイッチ追加で48プリセット機に化けるということになり、訳が判らなくなりそうです。
EEPROM1個あたりAM2局とFM6局がプリセット出来るので普段使いなら十分かと思います。aitendoで近頃発売になったSOP-8用のフラッシュソケットを使えば、エリアごとのプリセット局を書き込んだEEPROMに適宜入れ替えることで即対応出来たりしてオモシロイかも。
※製作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きよう。
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