JA1WBYのアンプ製作記 
「pic-easy-fra-v2の製作記(その2)」
(28ピンのPICで実用品になるのか。)
(FRA-modoki-Ver8)の製作記

@部品フル実装版ソフト=Ver8bxx。
P0=Program-List (P0画面にGain測定用の小窓を追加)
P1=1Hz---1MHz
P2=10Hz--1MHz
P3=10Hz--10MHz
P5=IN-OUT
A部品簡単実装版ソフト=Ver8cxx。
P0=Program-List
P1=1Hz---500KHz
P2=10Hz--1MHz
P3=10Hz--10MHz
P4=Signal-Gain-Logger


2014/11/01 1st 製作構想開始、部品集め
2014/11/12 PT到着・・・組立開始
2014/11/19 「測定時例集pdf」公開、誤記訂正
2014/11/21 部品表-UP
2014/11/22 Test画面のUP
2014/11/24 〜PT基板頒布の案内
2014/11/25 PT基板頒布の案内修正
2014/11/27 PT基板頒布終了
2014/11/29 Ver8cのUP
2014/12/02 誤記訂正、C8についてUP
2014/12/03 外部AMPの追加-UP、誤記訂正
2014/12/07 ソフトVerUP V8b2、36項のハード削除。
2015/01/10 ソフトVerUP V8b3、P0 画面にGain測定窓の新設(50dot)。
2015/01/13 ソフトVerUP V8b4、P0 画面にGain測定窓の拡張(80dot)。
1)まずは(概要)を・・・・!
 「どうやら先の「UL024TF-2.4インチ-LCDのテスト」での実験の目処がつきました。
だが、PTの切り貼りがでましたのでプリント基板を再製作致します。 (今度はミスが無いように・・・・と願って。)項も新たに致しました。
これはその活用?(ソフト,製作)記の備忘録です。
 (注意)価格は購入時点のものです。

これは趣味の製作実験記録です。応用には自己責任でお願いします。

今回は誰でも?が簡単に組立出来る様にDIPの28ピンのPICを使用した2種類の組立例を紹介致します。
まづはプリント基板の完成写真を。
001)部品の「フル実装-PT」と「簡単組立-PT」のものの比較写真。
 この2者の違いは後ほど・・・に。


002)液晶(LCD)基板「UL024TF-2.4インチ-LCD」を載せるとあまりよく解らなくなりますが。
この液晶PTは一切の改造無しで使用できます。
(まあ〜そこが気に入って採用したものですが。)




2014-1101
1)まづは、使用のLCDは先のこれ。「UL024TF-2.4インチ-LCD」シールド
 「arduino用の液晶シールド」これなら無加工で使えるし、安いし(1480円)、在庫の心配もなさそうだし。  (Arduino用なので)といい事ずくめです。




2)PT基板のオーダーを?・・・・。
早速に手直しして出来たCAD画面を・・・・。
(勿論、少ないピンなのでSDカードも使えません。)



あとは又、3WK待に・・・・長いな〜・・・・。


3-1)フル実装図 (こんな感じで。裏面の部品もありで見にくいが)



3-2)フル実装図 (こちらが見易い)



4)パターン図 (表)



5)パターン図 (裏面)



6)回路図(暫定)



7)PIC-IC端子割り当て表。(PIC24FJ64GA002)



8)プリント基板端子割り当て表。



9)LCD「UL024TF」の端子名称を。



10)2014-1112 
 基板が到着(お〜今回は早いね)、早速 組み立ててみました。
「PIC24FJ64GA002-DDS-V2」のフル部品搭載の写真。
 前回の不具合な部分を含めて今回は全て良し、火入れも無事に済みました。バンザーイ。



11)オープンケースに収納した完成写真(乾電池での動作例)
 POWER(PT基板入力)は5Vで消費電流(約)150mAです。
(この写真の様に「DDS-OUT----->RF-IN接続状態」をループテスト(Loop-test)と定義します。)
(RCAケーブルのLoopでは無い、接続系ですよ、と言うことで誤解しないように写真を追加)



12)ソフトについて・・・・・。
 このLCDとI/Oの少ない28ピンのPICで作れるのは思いっきり簡単な単機能の物になります。
周波数特性は1画面、I/Oが少ないので上手く行って2画面がぎりぎりかなと思います。
ん〜、手軽に作れる様にしたいな〜・・・・?です。
と、前回は思っていましたが下記の3種類を入ることができました。Hi。

P1・F特 1Hz〜500KHz(周波数特性測定)
P2・F特 10Hz〜1MHz(周波数特性測定)
P3・F特 10Hz〜10MHz(周波数特性測定)
P5・IN/OUT特性(アンプの)注)これは部品の「フル実装時のプリント基板専用」になりました。
 (「2ST」SWを押したままでPOWER=ONする、IN-OUTの画面が出るまで。)


13)ソフトのリスト画面、使い方等について。
 この画面(プログラムリスト表示)の時には、
1)DDS-OSCから200Hzが出力されています。約0.7V〜1.3Vpp VR1で調整可能。
 (安価なマルチテスターでも容易に確認ができるように、200Hzに。)
2)「2ST」「STOP」「START」のいずれかのSWを押してプログラムを選択します。
 (上記のSWを押されるまでこの画面です、たぶん。)
3)プログラムを変更したい時は「MCLR」釦を押します。(又は電源SWのOFF--ONでも同じ)


4)それぞれのプログラム画面になったら。
・最初は自動でスタート(測定開始)します。
・規定回数の測定が終わると停止します。
 
・「STOP」SWを押していつでも測定STOPができます。(途中からの測定開始は無し。)
・「START」SWを押して測定開始します。画面をクリアしてから測定開始。
・「2ST」SWを押して測定開始します。多重(描画)測定できます。
 (線色を替えて5回まで)それ以降は無効。



5)画面の0db調整について。
1)接続をループテスト状態にします。
1)P2のプログラムを起動致します。
2)1KHz〜100KHzのスイープ中にVR1で測定ラインを0dbに合わせます。
 (たぶんAD8307のバラツキ分はカバー出来ると思います。)
 以上で調整は終わりです。(VR1の1ヶ所のみ)


6)製作&使用についての注意。
1)これはJA1WBYが個人用に製作したものです。 プログラムにバグ等があっても修正を確約するものではありません。
2)また、測定値は絶対値を保証するものではありません。
 (特に低周波は遊び感覚です、1Hz〜50Hz。「そうです大人のおもちゃ。」です。)
 (これをやるには部品も多くなりまして手軽にとは行きませんHi。)
3)又、セラコンのリード部品のマークの所にSMTのチップコンを載せていますが これはリード部品のセラコンにはスルーホールが出来まして上下のアースに利用出来まして 自作CADには非常に都合の良い使い方になります。(あくまでも手半田ですよ。実用新案?に。) まあ、自作なので何でも有りと言うことです。勿論、実装図の通りリード部品を使用してもまったく 問題はありません。







2014-1115
14)こんどは「簡単-PT」基板の完成の様子
・うわ〜、少ない部品だね、簡単にできそう・・・・・
 (そうです、簡単な分、お安くできます。
最近は円安だし・・・AD9835やPGA2311Pなど高いよね〜。)
・(SV1のソケットは連続の13ピンでOKです。)
・(SV2,SV3はそれぞれ8ピンで挿入致します。連続は不可。)



15)LCD「UL024TF」とPT基板を。
 このLCDもいいよね、買って直ぐそのままで使えるし・・・。



16)今度は秋月のXXXXのアクリルケースに入れて見ました。
 (簡単でかっこういいね。IN-OUT測定が要らなければ断然こちらだね。)



17)ではその実装図を
 「簡単-PT」では赤色の網掛けの部品が不要になります。
 (ほんとうに簡単で〜す。その分お安くなります。)



18)回路図-「PIC24FJ64GA002-DDS-V2」はフル実装の図を参照



19)P0-List画面の写真を
安いテスターでも200Hzの信号の確認ができます。


そして200Hzですので信号電圧のチェック(rms)もできます。出力開放時とLOOP-TEST時では インピーダンスの違いで電圧も違います・・・。



20)ついでに波形の確認もできます。
 自作のColor-LCDオシロでの測定写真。(Loop-test時)


 1.0Vpp 200Hzの測定波形(CH1)



21)0dbラインの調整方法。
1)Loop-testの接続に致します。
2)P1プログラムを起動致します。
3)100Hz〜100KHz位のスイープ中にVR1で0dbに合わせます。
 (下の画面はVR1をMin〜MAXにした時の波形です。R6=10KΩ)




22)Loop-test時の測定画面例
P3の時。10Hz〜10MHzの周波数特性(機器のF特です)
(簡易型なので補正などはありません。)



23)Loop-test時の測定画面例
P2の時。10Hz〜1MHzの周波数特性(機器のF特です)
(簡易型なので補正などはありません。)



22)Loop-test時の測定画面例
P1の時。1Hz〜500KHzの周波数特性(機器のF特です)
(簡易型なので補正などはありません。)



23)基板とLCD画面の説明(電源投入後の初期画面)
・(非常にシンプルなので直感で解ると思います。)
・(次に進むには2ST、STOP、STARTのどれかの押し釦で)
・(この接続をLoop-TSETと定義します。これが測定の基本接続です。 P1,P2,P3で測定グラフは相違致します。尚この測定値以上の特性は期待出来ません。Hi。)



24)F特性-測定画面時のLCD画面の説明
・(こちらも非常にシンプルなので直感で解ると思います。)
・(PT基板のATT-OUTにはいつでもDDS-OUTの約1/10の出力が出ています。 アンプの測定時などに利用できます。)
・(STOPの押し釦が押されると測定が停止(SWが押された時にはLED1が点灯。 STOPした時点でもその時の周波数出力は維持されています。発振器の変わりにも応用できます。但し、一時停止ではありません ので「START」や「2ST」のSWでは最初からの測定になります。)
(注意、STOP釦は100Hz以下の低い周波数ではチョット長めに押していて下さい。多重回の測定・・・・・なので。)



25)簡単なFILの測定画面例
P1の時。2段のLPFの周波数特性です。(1K+1uF,1K+0.1uF,1K+0.01uF)



26)Pickit2の立ち上げ画面。(メモ)
 PIC-ICの品番が表示されれば書込み準備OK。



27)Pickit2へHEXファイルインポート画面。(メモ)
 File--->Import Hexで指定のHEXファイルを読み込み、書込みOKの画面。



28)それでは測定例を。
・簡単ですね、必要なものはRCAコードとスピーカコードと8Ωの抵抗でけです。
使い方と測定例をPDFファイルとして纏めてみました、ご覧下さい。




29-1)2014-1121 「簡易PT版」部品表。
 「簡単PT」の部品Listを作製。予定ですが価格も。
(あとでフル実装版にも変更しやすい様にL=5mmの電解を(4個)余分に入れて置きます。)
(実装図とは異なりますが「C18,C20,C26,C30」にお使い下さい。)
 PDFの頒布案内は終了いたしました。2014-1127。
@「簡易PT版」部品頒布-案内も兼ねて

29-2)2014-1121 「簡易PT版」の実測図(再掲載)
(注意。赤い網掛け部品が簡易PT版には不要は部品です。間違わない様に。)



30)2014-1121 「フル実装PT版」部品表。
 簡単に部品Listを作製致しました。(誤記があるときはご容赦を。)
A「フル実装PT版」部品表。


31)2014-1121 Ver8b-HEXファイル。
 自作やVer-UPなどにご利用下さい。(尚、ソースの開示はありません。)
2014-1117-Ver8b-HEXファイル

・フル実装タイプの Ver8b 動作画面集




32-1)2014-1122 TEST-画面イメージ。
 テスト画面をいくつかUPして置きます。自作の参考にして下さい、こんなものかと。
 多重画面の時のライン色です。@WHITE、ARED、BCYAN、CGREEN、DORANGE。




32-2)2014-1122 TEST-画面イメージ。
 テスト画面をいくつかUPして置きます。自作の参考にして下さい、こんなものかと。




32-3)2014-1122 TEST-画面イメージ。
 テスト画面をいくつかUPして置きます。自作の参考にして下さい、こんなものかと。
・白線)DDS-OUT------>INPUT
・赤線)ATT-OUT------>INPUT
(特にATT出力時のLoop-test時はこんなもの(赤)。Hiインピーダンス受けではないので。)






33)2014-1124
「FRA-modoki 簡易PT版」のプリント配線版(PT基板+部品)」の頒布準備。

今度は「Color-LCDを除くほとんどの部品を配布」致します。
(秋葉に買い出しに行ける人は別として、通販で揃える人(私もですが)には1店舗で揃うことはまずないので送料 も大変になります。そこで今回は出来るだけ部品を揃えて頒布したいと思います。 「Color-LCDだけは別途に購入」して下さい。)
(配布以外の液晶はaitendo「UL024TF-2.4インチ-LCD」シールド」を通販で入手できます。
(部品の金額がはるので頒布用意出来るのは数セット分です。)

1)配布名「PIC24FJ64GA002-DDS-Ver2」FRA-modoki-簡易PT版(実験基板+部品)。
2)配布についての条件は(〒No、住所、氏名、電話番号の開示(日本語))が必須。
3)お一人=1組み。PDFを参照。4900円(送料込み)
 (PICには「Ver8b」を書込みして同封致します。)
4)料金は後払いです。(銀行振込のみ、振込手数料は購入者負担)
5)このサイトを見て組立出来る方、個別サポートはありません。
6)配布期間は12月中旬まで、無くなりしだいに終了。(早い者順 数名分)
7)申し込みはメールのみです。(メールは非リアルタイム対応)
8)配布はJA1WBY個人が致しますのでアクシデントが発生した時は予告無く中止になります。
9)組立&使用については自己責任です。
10)メ-ルは「ja1wby@jarl.com」にアットマークを小文字に修正してから送信して下さい。
11)発送は梱包準備がありますので数日後になる予定です。
12)(注意、メ-ルは私が読める日本語TEXT文とする。)


**)2014-1124(業務連絡)12:51分にメ-ル頂いたmo様へ、文字ばけで読めませんでした、 返信アドレスもNG。お手数ですが再送信して下さい。11/28までに。
追記)配布条件の(〒No、住所、氏名、電話番号の開示)がされませんので申込?が無かったものと致します。


34)2014-1127-09:00。頒布は終了致しました。ありがとうございました。
(メール着信者にはALL発送済です。発送案内メールに代えさせていただきます。手抜き。)



35)2014-1129  NG画面例
・ある日、いじっているウチに突然にフローアレベルが高くなりました。
予定では-32db(25mVpp)位はいくはずなのだが-22〜-25db(Vpp)になってしまいました。
 (ものによっては?がバラツキでは大きすぎます。調べて診るとC8のリークの大きいことが 判りました。バイポーラCにしなかったつけかな、今回は簡易版なので追求せず。交換で対処。)
・ついでにIC3のパスコンが抜けていることも判りました、ついでに追加して置きました。 出来る方は追加を・・・・。そのままでも動いていますが。




C8を交換して直りました。



36)2014-1129  Ver8cの作製
・簡単-PTの方ではRA1を使わないで空いているのでこれを使って 電源(+5V)のCheckが出来る様に簡単に改造して診ました。
ソフトはスタート画面の時に電圧表示する様に変更致しました。
(これで乾電池使用の時にも目安になります。)
ハードの改造写真。(ストラップ1本、39Kと10Kの抵抗が必要。)
(部品フル実装版を作る方はこの改造は出来ません、ご注意下さい。回路図を参照)


36項のハードの改造はプログラムの管理が煩雑になるので削除致します。 まあ〜そのままで使用することはできますが?。


37)2014-1129  Ver8cの作製
・ついでに隠し?画面の方も変更致しました。
・P4)信号レベルの観測です。
1)スタート画面でリアルタイム表示 約20秒弱(と、START釦でも同じ)
2)2ST釦で1画面約600秒のレコダーに。(たぶん2.4S間隔位)
 (STOP釦は充分に長押し(3秒位)しないと停止しません、Hi)
 (この画面のときはDDS-OSCは1KHz(固定)を出力しています。スイープはしません。)






38)TEST-画面イメージ。下図の様な多重画面が採れれば完成です。
・再掲載。テスト画面をUPして置きます。自作の参考にして下さい、こんなものかと。
・P3画面はX=300、P1,P2はX=250。ダイナミックレンジは40db目標。(LCD=320x240dot)




39)2014-1129  「簡単-PT-Ver8c」 まとめ。
 画像にまとめて見ました。(P1,P2,P3画面はフル実装と同じです。)



40)2014-1128  Ver8c のHEXソフト。(P0に電圧測定の無い画面。)
自作やVer-UPなどにご利用下さい。(尚、ソースの開示はありません。)
「2014-1128-v8c-ok-pic64ga002-mia.hex」


41)2014-1129  Ver8c のHEXソフト。(P0に電圧測定の表示画面。)
自作やVer-UPなどにご利用下さい。(尚、ソースの開示はありません。)
「2014-1129-v8c-ok-pic64ga002-mia.hex」


42)2014-1202  誤記訂正(C8について)
過日に壊れたC8について。
1)C8の+-のシルク印刷が逆でした。(ご注意)
2)C8は出来ればバイポーラのコンデンサーにして下さい。(推奨)
(C8=220uF 16V、 手に入れば小型品を。なければ100uF 25Vリードを曲げて現在代用中。)
(C10=220uF 16Vノンポーラ。(そのままでも良いが、揃える意味で現在交換済。)

交換写真、外部基板については後日にUP。Hi-Z入力を予定。






43)2014-1203 「EXT-AMPの追加」
・入力インピーダンス10Kの画像には「いまいち〜感が否めない?。」
・そこで基板を追加してバッファアンプを作ることに致しました。
入力インピーダンスを約1MΩ(手持ち抵抗のため)にしてATT-SWも追加して見ました。
折角Hi-ZにするのでC8,C10も容量UP致します。(中々小さい大容量品が無い)
・追加の回路図と実装図を下記に。
-+5VはDC-DC1のラウンドがあるので簡単にDC/DCコンバータを追加します。
その時には関連の部品も付けて下さい、C18,C26,C30,R7,R8等。




バッファAMPの追加の写真、PT基板のGNDを使ってうまく固定します。






44)外付のバッファAMPのテスト(フル実装PT+外部AMP)
LOOP-TEST(最短の測定系です)(DDS-OUT------>Input(Hi-Z)。
(C8,C10=220uF 16V。)手持ちにバイポーラが無かったものでノーマル品を。



45-1)ソフトも「V8b1にUP」致しました。
(P1=サンプリング回数の変更の位置を変更1〜80回までは9サンプリング、 以後は3回サンプリングに変更致しました)
(P2,P3=サンプリング3回、全スイープで。)
でP1では測定時間が約90秒に伸びました。まあ〜手測定とは比較になりませんが?。)


45-2)ソフトも「V8b1にUP」致しました。
 (フル実装基板用です、がIN-OUT画面が機能しないだけで簡単PT版でも動作致します。)
2014-1201-v8b1-ok-pic64ga002-mia.hex


45-3)0dbのアジャスト画面。(Hi-Z時のRV1のMIN〜MAX)充分余裕で調整できます。
(実際にはソフトを変更しなくてはいけないと思うが、0dbは(絶対値保証) ではないので簡単にVR1で調整します。まあ〜たいした誤差では無いと思うがって各人の許容範囲にもよるが?。)



46)ATT利用時の保証コンデンサーCXの調整画面。(EXT基板のATT使用時)
・白は0db測定時、このときは820KΩの補正無しでOKです。
・ATT-20db利用時は91Kの補正(CX)コンデンサーが必要です。
 (CYAN=オープン時、RED=3.5pF時でこれでOKです。この様に簡単に調整できます。



47)画面写真です。-20dbのATT値が合っていて気持ちがいいですね。
(低域特性も改善されているのが良く判ります。でもあまり追求すると簡単FRA-modokiでは なくなりますので・・・・・)



48)32-3項のTEST画面と比較すれば良く判りますね。
(これで簡単にアンプの利得などが簡単にひとめで判ります。)



49)
 ****ちょっと****
 入力をHi-Zにしたことで絵に書いた餅でなく実用品になりました。Hi。と
 ただ、LCDのLEDの明るさ(電流)調整が出来ないのがちょっと惜しいね。



50)2014-1207
 ソフトのVer-UP。「Ver8b2」
 P1の変更。1Hz----1MHzに測定範囲を拡大致しました。下の画面参照。




51)2014-1207
 ソフトの互換性がなくなるのでハードの改造記事(36項)は取り消しました。
 (ご注意下さい。)

52)ソフトも「Ver8b2にUP」致しました。
 (「フル実装基板用」です、が「IN-OUT画面が機能しないだけで簡単PT版」でも動作致します。)
2014-1206-v8b2-ok-pic64ga002-mia.hex


53)2014-1207
プリント基板をケースに入れて見ました。
手持ちのリードのP-2ですが。ついでに自作のアンプも同居したのでちょっと窮屈になりました。
が使い勝手は大変良くなりました。消費電流は約400mA(5V)
1)DDS-OUT=1Vpp(0.355V/rms)、又はATT使用で0.0355V/rms。(約ですが)
2)AMP-OUT=0Vpp〜10Vpp(3.55V/rms)。になりましてたいていのテストにはまに合いそうです。
(アンプ単独でも使用できます、Gain=20db)。


54)アンプのF-特(アンプ単独でも使用できます、Gain=20db)。
(このPT基板のアンプはDCのオフセットを付けることもできます。)


55)内部の写真。ケースはリードの「P-2」(W150xH50XD100)
 「FRA-modoki-V8」と「TRアンプ」の2枚のプリント基板を内蔵。



56)2015-0110  ソフトのバージョンUP

1)P0のプログラムList画面にGain測定の小窓を設けました。
 (プログラムVer8Cxxには隠しコマンドにてGain-LoggerがありますがプログラムVer8bxxにはこの様な ものはありませんでした、そこで簡単ではあるがGain表示機能を追加致しました。)
2)P0画面での発信周波数も1KHzに変更致しました。
 (色々な測定で基準点を1KHzにして測定&比較する機会が多いで簡単にレベル合わせが出来るように致しました。)

 下記の様なP0画面です。
・測定中に押し釦SWで今までの測定(P1,P2,P3)画面に移動することができます。
・そのほか操作については変更ありません。
・隠しコマンドは2ST-SWを押したまま電源投入です。
 (P5)IN-OUT画面になります。


これで事前にGainのレベル合わせ出来まして非常に便利になりました。




57)2015-0110  ソフトのバージョンUP(Ver8b3)
2015-0110-v8b3-ok-pic64ga002-mia.hexプログラム。
(注意、フル実装基板用です。Gain測定用の小窓を新設 50dot)
(勿論、簡単PT版でも動作致しますがP4の画面はありません。RAMの容量の関係で・・・。 ま〜どちらを選ぶのかは各人のお好みです。)

58)2015-0113  ソフトのバージョンUP(Ver8b4)
2015-0113-v8b4-ok-pic64ga002-mia.hexプログラム。
(注意、フル実装基板用です。小窓を少し拡張しました。(80dot))
(勿論、簡単PT版でも動作致しますがP4の画面はありません。RAMの容量の関係で・・・。 ま〜どちらを選ぶのかは各人のお好みです。)



59)2015-0113  完成写真(Ver8b4)
1)DDS出力、ATT出力、PGA出力を1回路3接点のSWで切り替えるように致しました。
2)入力もSWで切り替えるように致しました。(F-tokusei、IN-OUT測定用)

(注意、フル実装基板用です。)



No4.  たぶん_END


100):参考文献
1)「LCD活用の素」他。後閑 哲也著
2)「電子工作の実験室」WEB
3)お気楽オーディオキット資料館
4)7)PIC18F2620+AD9832での実験(備忘録)
5)10)PIC24FJ64GA004-TESTA(備忘録)
6)トランジスタ技術 2005-4月号P255〜中林氏
7)ラジオ技術2009年12月号(アイエー出版)
8)真空管規格表/CQhamradio 2001年11月付録
9)手作り真空管アンプのページ
10)その他。


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