部品箱をみていると、使いもしない部品がゴロゴロ。
眺めているとオーディオ用の発振器が作れそうな気がしてきました。
PICもだいぶ慣れてころなので、一つつくってみましょう。
使うICは
DDSはアナログデバイセスのAD9832というICです。
入力は25MHzまでOKで、出力は正弦波が得られす。
発振周波数ｆは入力周波数ＸＴ、設定値Ｆ（32ビット）とすると
ｆ＝F × XT / (2^32)
で求まります。下限の分解能を0.01Hzとすることは難しくありません。
ただし、上限の周波数として波形のなめらかさを得るには１ＭＨｚあたりが
限界でしょう。オーディオ用としては十分ですが・・・・
使用するDDS
発振器の出力は振幅が変えられると便利です。簡単にVRをとりるける方法もありますが。
部品箱にＰGA2310という電子ボリュームがあったので、これを使いましょう。
振幅変更は電子的に
一気に組み立てましょう！
小さめのケースの前面に組み込むことを前提にして、細長い基板に組み付けました。
上面の様子。右側のエンコーダは周波数設定とゲイン設定。押しボタンスイッチは周波数の設定桁用。
この一枚ですべてはいっています。空中配線で汚いです（笑）。
ソフトは？
適当に組みました（笑）。表示の様子はこんな感じです。周波数は桁毎に設定できるようにしています。
（実際はその桁の数値と＊が交互にブリンクします）。
しかし、適当に組んだので出来がったバイナリーコードは２０２７バイトで、PICの容量２０４８バイトのきりきりで、
これは奇跡です（爆）。
周波数の設定範囲は０．０１Ｈｚ〜２ＭＨｚ（0.01Hzステップ）
ゲインはー９５．５ｄＢ〜＋３１．５ｄＢ（0.5dBステップ）です。
周波数については、0.005Hzくらいの誤差は生じますが、これは水晶発振子の数値からいたしかたありません。
表示の様子。上段が周波数。下段がゲイン
実際に波形を発振させました。綺麗な波形がでてきます。
f=100kHzの波形 ｆ＝１ＭＨｚの波形
これで、オーディオ用の発振器ができあがりです。時間あるときにケースにでも組み込みましょう。
回路図は別途アップします。
バイナリーコードもアップしておきます。
:1000000006308A005E2E000043308400831300080F
:10001000031917280230F800F701F70B0D28F80B29
:100020000C289730F700F70B1328800B0A280800DC
:100030005B1E1F28831606128312061623288316BA
:10004000061283120612DB1D2A288316061083125D
:1000500006142E2883160610831206105B1D352801
:10006000831686108312861439288316861083120D
:100070008610DB1C402883160611831206154428BF
:1000800083160611831206115B1C4B2883168611FA
:10009000831286154F288316861183128611080055
:1000A00083168612831286165528831686128312AB
:1000B00086125A2808006430C30004200330DB0095
:1000C000182050200530C30004200330DB00182026
:1000D00050200130C30004200330DB0018205020E2
:1000E0000130C30004200230DB0018205020013012
:1000F000C30004200230DB00182050200130C30070
:1001000004200E30DB00182050200130C3000420F2
:10011000DB01182050200130C30004200830DB0030
:10012000182050200130C3000420DB01182050208B
:100130000130C30004200C30DB00182050200130B7
:10014000C3000420DB01182050200130C30004202C
:100150000630DB00182050200130C3000420DB01F2
:10016000182050200130C30004200130DB0018208B
:1001700050200230C30004207A2EDB0118205020CA
:100180000230DB00182050200230C30004207B2EF8
:100190005508003A0319D628013A0319D728033A1B
:1001A0000319DA28013A0319DD28E028E128403054
:1001B000D407E1281430D407E1285430D407E128CB
:1001C000E12880305407D7005708D800580EF700B0
:1001D0000F30F70577080F39DA0058080F39D900C2
:1001E0005A08DB00182050201A30F700F70BF628C9
:1001F00000005908DB00182050201A30F700F70BD8
:10020000FF2800000800540ED5000F30D505D40596
:1002100010305507D600DB0018205020103054074E
:10022000D600DB00182050201A30F700F70B1629F3
:1002300000000800D401D501C8204630D4000321B5
:100240007230D40003217130D40003210E30D40069
:10025000D501C8204830D40003217A30D4000321CE
:10026000D4010130D500C8204730D40003210E301E
:10027000D4000130D500C8206430D40003214230BE
:10028000D40003217C2E831848296930840083130D
:10029000F701F801F901FA01E901EA01EB01EC01CA
:1002A0006808670466046504031986292030ED0098
:1002B0000310E10DE20DE30DE40DE90DEA0DEB0D88
:1002C000EC0D68086C02031D6F2967086B02031DA3
:1002D0006F2966086A02031D6F2965086902031CFD
:1002E00080296508E9026608031C660FEA026708B0
:1002F000031C670FEB026808031C680FEC02031471
:10030000F70DF80DF90DFA0DED0B5829690880006D
:10031000840A6A088000840A6B088000840A6C08DA
:1003200080000800D3015308093C031C9F29493071
:1003300053078400831330308000D30A93292B089D
:10034000C4002A08C3002908C2002808C1000530DB
:10035000C800F530C700E130C600C501D30153081D
:10036000083C031CF62948084402031CDD29031D30
:10037000C92947084302031CDD29031DC929460872
:100380004202031CDD29031DC92945084102031C43
:10039000DD294930530784008313800A4508C102D0
:1003A0004608031C460FC2024708031C470FC3023E
:1003B0004808031C480FC402B32983104808E4000E
:1003C0004708E3004608E2004508E100E801E701CC
:1003D000E6010A30E50043217A08C8007908C70021
:1003E0007808C6007708C500D30AAF29D30153089F
:1003F000063C03190B2A4930530784008313000875
:10040000303C031D0B2A49305307840083132030EE
:100410008000D30AF7290430D400D501C820490848
:10042000D40003214A08D40003214B08D40003213F
:100430004C08D40003214D08D40003214E08D400F9
:1004400003214F08D40003212E30D400032150088B
:10045000D40003215108D40003210800F801F90158
:10046000F701FA014808031D382A47080319522AE0
:100470001030C9000310C50DC60DF70DFA0D480860
:100480007A02031D452A47087702031C4E2A4708B3
:10049000F702031CFA034808FA020314F80DF90DD9
:1004A000C90B3A2A08000930D4000130D500C82011
:1004B000AE08031D5F2A2D08BF3C0318C52A203053
:1004C000D4000321AE08031D692A2D08D33C03186C
:1004D000AA2AC0302D02C3002E08C4000030031C1D
:1004E0000130C4024408C6004308C500C8011430E6
:1004F000C7002E227908FA007808303EC300790838
:10050000C4000318C40A4308D4000321C0302D02DC
:10051000C3002E08C4000030031C0130C40244088C
:10052000C6004308C500C8011430C7002E22770852
:10053000C1007A08C2000310420CFA00410CF90015
:10054000303EC3007A08C4000318C40A4308D4002C
:100550000321C42A2030D4000321C0302D02C3005F
:100560002E08C4000030031C0130C4020310440CE8
:10057000FA00430CF900303EC3007A08C4000318A7
:10058000C40A4308D40003213E2BAD08031DDB2A17
:10059000AE08031DDB2A4D30D40003215530D400B2
:1005A00003215430D40003214530D40003212030EE
:1005B000D4000321502BAE08031DE22A2D08AC3CC9
:1005C0000318FF2A2030D40003212D30D40003214A
:1005D0002D08C03CC300C4012E08031C2E0FC4020A
:1005E0000310440CFA00430CF900303EC3007A08B3
:1005F000C4000318C40A4308D40003213E2B2D3045
:10060000D40003212D08C03CC300C4012E08031CE4
:100610002E0FC4024408C6004308C500C8011430A8
:10062000C7002E227908FA007808303EC300790806
:10063000C4000318C40A4308D40003212D08C03C99
:10064000C300C4012E08031C2E0FC4024408C600B8
:100650004308C500C8011430C7002E227A08C40020
:1006600003107A0CFA00770CF900303EC3007A08C8
:10067000C4000318C40A4308D40003212E30D40058
:1006800003212D080139F700FA0177087A040319CC
:100690004D2B3530D4000321502B3030D4000321B2
:1006A00008008316051083120510E50165080F3C4C
:1006B000031C792B0039F70064088039FA007708A9
:1006C0007A040319682B83168611831286156C2B06
:1006D0008316861183128611831685108312851066
:1006E00083168510831285140310E30DE40DE50ACB
:1006F000562B83160510831205140800F830E40009
:10070000E30151230130C3000420C030E400E301C1
:1007100051230130C3000420A02E2030ED00E90158
:10072000EA01EB01EC016408FA006308F9006208D1
:10073000F8006108F7000310771CAC2B6508E90787
:1007400066080318660FEA0767080318670FEB07C8
:1007500068080318680FEC07EC0CEB0CEA0CE90CCA
:10076000FA0CF90CF80CF70CED0B9B2B0800D001E0
:10077000CF01CE01AE30CD00D401D3011D30D20067
:10078000CA30D100D801D7011A30D6000B30D500BD
:1007900083102B08E4002A08E3002908E200280857
:1007A000E100E8010F30E7004230E6004030E500AC
:1007B00043217A08C4007908C3007808C20077088A
:1007C000C1004408E4004308E3004208E200410895
:1007D000E100E8010F30E7004230E6004030E5007C
:1007E0008D2377082802D9002908DA007808031C2D
:1007F000780FDA022A08DB007908031C790FDB0284
:100800002B08DC007A08031C7A0FDC0283105C08DA
:10081000E4005B08E3005A08E2005908E100E8013F
:10082000E701E6016430E50043217A08C800790851
:10083000C7007808C6007708C500831459308400C3
:1008400083132B08E4002A08E3002908E2002808A3
:10085000E100E801E701E6016430E50043215C08BE
:10086000CC005B08CB005A08CA005908C900E40153
:10087000E3012730E2001030E1004408E8004308BB
:10088000E7004208E6004108E5008D237A08DC0015
:100890007908DB007808DA007708D9005C08E40002
:1008A0005B08E3005A08E2005908E1005008E8003C
:1008B0004F08E7004E08E6004D08E5008D237A0852
:1008C000DC007908DB007808DA007708D9004808EE
:1008D000E4004708E3004608E2004508E10050084C
:1008E000E8004F08E7004E08E6004D08E5008D23BC
:1008F0007A08E0007908DF007808DE007708DD007C
:100900004408E4004308E3004208E2004108E10033
:100910005408E8005308E7005208E6005108E500D3
:100920008D235D08F7075E0803185E0FF8075F0860
:1009300003185F0FF90760080318600FFA077708BC
:10094000D90778080318780FDA0779080318790FA0
:10095000DB077A0803187A0FDC074C08E4004B0821
:10096000E3004A08E2004908E1005008E8004F08A7
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:10099000E4005F08E3005E08E2005D08E100E801B2
:1009A000E701E6016430E50043217708D9077808BC
:1009B0000318780FDA0779080318790FDB077A082C
:1009C00003187A0FDC074808E4004708E3004608EC
:1009D000E2004508E1005408E8005308E700520827
:1009E000E6005108E5008D237A08E0007908DF0071
:1009F0007808DE007708DD004408E4004308E300DF
:100A00004208E2004108E1005808E8005708E70002
:100A10005608E6005508E5008D237708DD077808BD
:100A20000318780FDE0779080318790FDF077A08B3
:100A300003187A0FE00783106008E4005F08E30002
:100A40005E08E2005D08E100E801E7012730E6000A
:100A50001030E50043217708D90778080318780F8C
:100A6000DA0779080318790FDB077A0803187A0F79
:100A7000DC075C08E0005B08DF005A08DE0059086C
:100A8000DD006008E100E201E2013330E2046208C7
:100A9000E4006108E30051235F08E1006008E20020
:100AA000E2012230E2046208E4006108E30051231D
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材料費は６０００円くらいですから、一つあれば便利だと思います。
回路図はこんな感じです。
周波数特性を調べてみました。
PGA2310の周波数特性の測定みたいなものですが、
大振幅だと減衰が大きくなります。オーディオ帯域ではまったく問題ありませんが、
1Vop（2Vpp)なら1MHz強で-3dBとなってしまいます。
とりあえず
基板化の要望もあったので、パターンを描いてみました。かなり実装密度が高いです。
PICはプログラム容量の点からPIC16F886を使用しています。
基板化した場合のパターン。
基板到着！
FFDACの試作に併せて、DDSも基板を作成しました。
到着した基板。結構小振りです。
早速くみたてました。部品点数はさほど多くないのですぐに組み上がります。
部品は主にシルク印刷のある側に実装します。
ロータリーエンコーダやスイッチ、液晶については背面に実装します。
これは部品面の実装の様子。
裏面にロータリーエンコーダやスイッチ、液晶が付く形になります。
いったいどっちが正面やねん？と言われそうです（笑）。
すでにプログラムを組み込んで動作確認済みです。
余裕があるので
ここで使ったPICマイコンはPIC16F886でプログラムは8kワードあります。
最初につかったPIC16F819（２ｋワード）に比べると４倍余裕がありますので、少し機能を追加してみました。
一つはセルフキャリブレーションです。
２つのプッシュスイッチを押しながら電源を入れるとセルフキャリブレーションモードになるようにしました。
DDS出力のPICのＡＤ端子に入れて、振幅を計測しまし。そしてちょうど振幅App（波高値）が１Ｖになるように
ＶＲを調整できるようにしました。これならオシロは不要です。でも、ADの精度を考えると目安程度かもしれません。
校正機能に追加して、通常モードのゲイン表示も振幅（波高値）とｄＢ表示を加えることにしました。
これならば、現在どの程度の発振出力電圧かがわかります。
出力振幅表示も加えました。0dBで１Ｖ出力の表示です。
-40dBで10mV出力の表示です。
-８0dBで100uV出力の表示です。
しかしこれだけの機能をいれたらプログラム容量は７ｋワードになってしまいました。
ほとんどぎりぎりです。
やはり基板に組むと綺麗に収まります。ユニバーサルで組むのとかなり違いますね。
お出掛け用の写真をとっておきましょう！
こちらは部品面
こちらは半田面だけど、操作面になります。
スタンドアロンで 2011.5.4
ＧＷの工作として、作った基板がスタンドアロンで動けるように仕上げておきましょう。
ということで、今回はｊａ１ｗｂｙさん風にDC-DCコンバータをつかって電池で動くように
しました。こうすればオフミなんかにちょっと持っていくにも便利です。
DC-DCコンバータは以前、というかかなり昔にgenpin.comで購入したものを発掘してつかいます。
これは5V入力で15V出力のものですが、絶縁型なので直列で使うことができます。
仕様書をみてみると3W出力なので15Vですから200mAまで流すことができます。
まあ、それだけ電流をつかうこともないでしょう。
昔に買ったDC-DCコンバータ
これらを実装するための基板を探しましたがちょうどDDS基板と同じサイズのものがみつかりません。
というわけで、すこし勿体ないですが同じDDS基板をつかって部品を取り付けることにしました。
別に基板とかを買って加工してもいいのですが、手間とか購入につかう時間を考えれば、こちらの
方がかえって安くなるでしょう（←言い訳？）。
ＤDＳ基板にDC-DCコンバータを接着。裏側に電池ボックスがついています。
配線は簡単ですから、すぐに完成です。これでポータブル発振器の完成です。
外側に板でも張り付ければそれらしくなりますが、まあこのままでもいいでしょう。
とりあえず完成しました。
裏側に電池ボックスが載っています。電池はニッケル水素の充電池です。
横からみるとこんな感じ。
操作がしづらいのでツマミもとりつけました。
これでこの発振器が使用時の主流の座を占めるのかな？
いままで活躍していた発振器たち
発振器は電子工作、とくにオーディオ関係では必需品です。
一番最初につくったのはこれかな？
製作日を見ると１９８７年とありますが、ちょうど大学生のときに作ったもののようです。
おそらく研究室で何かの実験用にと作ったのかもしれませんが、記憶にありません。
２４年前に作った発振器。
裏面をみるとその年代が・・・・
中身はどうなっているかと久し振りに空けてみました。中身自体は２代目です。
初代は有名なICL8038をつかったものでしたが、数年前に突然動かなくなり（電源は大丈夫だった）、
それを機会に中身だけ一新することにしました。そのときは電源基板もプリント基板で作ったものに変更し、
発振器も秋月電子で購入したMAX０３８というものを使ったものにとりかえました。
発振器の内部。基板類は２代目です。
発振周波数の切り替えはコンデンサで行うので、RSWには各種の容量のコンデンサがとりついています。
可変抵抗類はコスモのしっかりしたものを使用しています。だから２０年以上に問題なく使えていたのでしょう。
フロントパネルにとりつけた可変抵抗やロータリースイッチ類
心臓部のMAX038。まだ秋月で販売しています。
この発振器のいいところは正弦波、三角波、矩形波と色々な波形がでる（その精度は？だが）ところでしたが、
周波数の安定性、というか狙った数値（数Ｈｚ程度の精度）の周波数の設定が難しいので、やはりＤＤＳかなにか
をつかったものが欲しくなっていました。
次ぎに作ったのが秋月のDDS発振器
以前につくった発振器の問題もあったので、今度は秋月のDDSをつかった発振器に手を伸ばしました。
この発振器はすでにキットとしては廃盤になったようです。というか67MHzの水晶発振器がPLLタイプに変わって
新しいキットが登場しているようです。
参照： http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-00059/
この発振器での周波数切り替えはDIPスイッチで行うか、あるいはマイコンでシリアル制御をするかの
どちらかですが、DIPスイッチでするのはあまりにも使い勝手が悪いのでマイコン制御にすることにしました。
PICマイコンがつかえればよかったのですが、まだあまり知らなかったこともあり、このときは
PICにBASICが登載されたものが販売されていたので、これをつかうことにしました。BASICなら
問題なく使えると判断したわけですね。
ただ問題があってＢＡＳＩＣインタプリタだと思うのですが、動作が遅くてロータリーエンコーダの読み込み
にすらぎりぎりの速度で、ツマミを早く回すと読みこぼしてしまいます。右に回しても逆に数値が減少したりと・・・・
ものすごくストレスがたまるものでした。
でも、この発振器のおかげでかなり高い周波数まで綺麗な正弦波を得ることができて便利でした。
ちょっと失敗したのが、出力振幅がかえられるようにＶＲとアンプを付け加えたのですが、
ＶＲへの接続自体で周波数特性が悪化してしまって数ＭＨｚ以上では振幅がかなり低下してしまいました。
今後はあたらしいDDSも完成したので、この発振器はちょっと改造してダイレクトに出力できるように
して振幅は可変できないけど高周波数まで対応できるものへ変更を考えています。
秋月のDDSをつかった発振器の中身。なかりコンパクトに収まっています。
これが心臓部のＷＥＬＰＩＮＥのDDS素子。１Ｈｚ単位でおよそ３０ＭＨｚまで発振できます。
前面パネルの様子。これが現在配布中のDDS発振器のベースになっています。
コントローラにはPIC-BASICをつかっています。
裏面には出力電圧を可変するためのボリュームがついています。TTL出力も付けようとしましたが、
これが動くとＳＩＮ波の発振波形に歪みがでた（電源ノイズの影響か？）ので諦めました。
製作はいまから６年前ですね。
ＧＷの工作に
このGWの工作にこんなＤＤＳ発振器を作りました。使用したDDSは配布版のAD9832より分解能が落ちますが、
高い周波数まで対応できるものを使いました。というのもオーディオ以外にもつかいたいので、その方が私にとっては
便利だからです。ソフトはそれをベースにして変更していますが、周波数は1Hz単位になっています。
その他、色々な機能が入れられるようにスイッチだけは多めに取り付けました。まだ活用しきれてません（笑）。
ＧＷにつくったDDS発振器
背面にはアナログ出力とTTL出力を備えています。テプラでも貼らないとわからないですね。
中身はこんな感じです。DDS素子（変換基板に載っている）と数個のICで構成された簡単なものです。
電源にはスイッチング電源を両面テープで貼り付けて使用しています。
ケースの内部。制御用マイコンはＰＩＣ１６Ｆ８８７をつかいましたが、もっと小型のものでもPin数は十分たりました。
内部の詳細です。
主な特徴といえば、出力に大振幅かつ高速な出力が得られるように高速オペアンプ（ＬＭ７１７１）をとりつけています。
また振幅を可変とするために電子ボリューム（PGA2310）は少々お高いので、PICのDAコンバータを使用して、
DDS素子の出力電流のフルスケールを変更するようにしました。電子ボリュームを使用した場合のように小レベルでの
細かい調整はできませんのでオーディオ用としては使い勝手が悪くなりますが、出力電圧がリニアに可変できるので
計測用には便利だと思っています。
時間があれば、周波数スイープができるようなソフトも組んでみたいです。
（つづく）