かみのやま 奇習・カセ鳥

上山の奇習「カセ鳥」を見てきました。見てるだけでも楽しい！いかにも東北のお祭りって感じです。

上山市観光物産協会
カセ鳥保存会
藁の服を着て水を掛けられる奇習カセ鳥

カセ鳥グッズも買いました。

DE0-nano 拡張ボード： 高周波出力部（１）

この基板を使って、ベースバンドのイメージ成分から直接高周波信号を取り出す方法と Low-IF をアップコンする手法の2通りを試してみたいと考えています。


ベースバンド用 D/A コンバータ
以前の記事でも書いたとおり、D/A コンバータは Interpolator 内蔵 12bit で 1Gsps 動作できる AD9776A を選びました。素晴らしく高機能である代わりに高価なデバイスです。

アップコン用 直交変調器
最近のSDR基板を見ていると、D/A コンバータと直交変調器の組み合わせで簡単に VHF ～UHF に亘る広帯域の送受信機を実現しています。

Myriad-RF は、Lime microsystems の "Field programmble RF IC" LMS6002D を使い 主要機能はほぼワンチップです。これで 300MHz - 3.8GHz まで送受信できるということです。

HackRF というのもありますね。これは D/A・A/D、IF Up/Down Conv.、RF Up/Down Conv. 機能別のデバイスを組み合わせています。

今回は、ADRF6755 を使いたいと考えています。
いちばん設計が難しそうな VCO と同調回路を内蔵し、PLL シンセサイザと直交変調器がワンチップになっています。VCO は、100MHz - 2.4GHz をカバー。

ただ、パッケージが 0.5mm ピッチの LFCSP と聞き慣れない名前です。図をみると、QFN とよく似た雰囲気。チップ側面に電極が見えているなら手ハンダできるのでは、と期待しています。

DE0-nano 拡張ボード： オーディオ入出力部（１）

まずは使用部品を選びます。以前の FM トランスミッタと同じような入力構成を想定しています。なるべく部品点数を減らしてシンプルにしたいです。

デジタルオーディオインターフェース
DE0-nano 側のクロックに同期させるため、サンプルレート・コンバータ内蔵のものを探すと。。。Texas Instruments の SRC4382 （送受信）, SRC4392 （送受信） や Cirrus Logic の CS8420（送受信）, CS8422（受信） が見つかりました。コスト、機能、入手性を考慮すると SRC4382 が良さそうです。

特長
・THD+N -125dB
・入出力サンプルレート 最大216kHz
・電源 +1.8V, +3.3V
・TQFP 48ピン
・ホストインターフェース SPI / I2C

SRC4382 内部ブロック図

デジタルオーディオ用 光モジュール
要はトスリンクなんですが、以前よく使っていた東芝 TORX147 / TOTX147 は入手が難しくなってきました。Digi-Key では類似品として Everlight Electronics や Lite-On の製品があります。
TORX147 / TOTX147 とピンアサインが同じで小型なシャッター付きとして、次の製品を想定することにします。取付穴を少し考慮しておけばどちらでも使用可能にできます。
サンプルレート 192ksps に対応できればステレオコンポジット信号を出力できますが、伝送速度は最大 16Mbps のため 96ksps 止まりです。

受信用 PLR135/T10
送信用 PLT133/T10W

オーディオ出力用 D/A コンバータ
前回の失敗を教訓に、少し改善を図ります。ただ、ステレオコンポジット信号を扱うにはオーディオ用 D/A コンバータは、帯域特性の点で役不足と思っています。それでもオシロでそれらしい波形が出ているのを見たいだけなのでここはコストの都合で妥協です。
192ksps対応、5V単電源動作できてラインドライバ内蔵の D/A コンバータを探したところ、Texas Instruments の PCM510x シリーズが良さそうです。32bit 384ksps 対応で、音声特性の違いで PCM5100A, PCM5101A, PCM5102A の3モデルがあります。入手性を考えて PCM5102A を選ぶことにします。

USB シリアルインターフェース
将来用に付けておきます。FTDI の FT232RL なら秋月電子でも取り扱いがあります。

DE0-nano の拡張ボードを作りたい

やりたいことは、FMトランスミッタのようにオーディオ～ RF 信号処理がからむ実験です。いきなり完成版が作れるはずもなく、試行錯誤するためにオーディオ入出力と RF 信号処理の基板を分ければつぶしがきくかと思ってます。

【オーディオ入出力部の仕様】

１．オーディオ入力
　S/PDIF 光デジタルのみ。サンプルレートは 48kHz 以上に対応できれば良い。
　アナログ入力は省略。

２．オーディオ出力
　S/PDIF 光デジタル。
　FM コンポジット信号をモニタ出来るようアナログ端子を 1ch 以上つける。

３．通信ポート
　USB シリアルインターフェースを将来用につけておく。


【RF 信号処理部の仕様】

１．ベースバンド出力用 D/A コンバータ

　AD9776A を想定。

２．VHF/UHF 帯へのアップコン

　付けておくと自由度が広がるのでは・・・

３．システムクロック源

　出力信号品質に影響するので、DE0-nano のオンボードクロックは使わない方がよいか・・・

蔵王でアイスモンスター「樹氷」

樹氷が見られる蔵王の山頂付近は標高約1600m。山形市内とは全く天気が違い、晴れているかは行ってみないと分かりません。この時期としては珍しい晴れの天気予報をあてにしてチャレンジしてみました。年末の樹氷ライトアップに次いで2回目で好天の下で樹氷を見ることが出来ました。

現地までは、蔵王温泉スキー場の蔵王ロープウェイ山麓線と山頂線を乗り継いで行きます。山頂付近の気温は-10度以上まで下がりますし、途中のロープウェイには当然暖房はなく30分以上は外と同じ気温に耐えなくてはならずそれなりの防寒対策が必要です。私の服装は、真冬の格好＋オーバーズボン。冬用ブーツ、帽子、手袋、ネックウォーマーと万全の装備で寒さ知らずでした。

また、夜間には地蔵山頂駅から樹氷ライトアップ（年末年始と1月の週末、2月・3月）をやってます。山頂駅レストランでお茶を飲みながら極寒の樹氷を眺めるのも格別です。

山形蔵王温泉スキー場ガイド ・・・ ゲレンデのライブカメラで天気がわかります
けろ班長の蔵王樹氷情報 ・・・ 平日は毎日写真が更新されます

中央上が地蔵山頂駅（樹氷エリア）です。

宮城方面の樹氷群。遙か彼方には、太平洋が広がっているはず。

山頂方向

地蔵山頂駅の上は展望スペースになってます

写真ではわかりませんが、ひどく風が強くてめちゃくちゃ寒いうえ、氷の粒のような雪が当たってきて痛いくらい。風にあおられてカメラを持つ手が振れてしまいます。

晴れていると眺めは抜群。南西方向には、遠くに米沢市の平野や飯豊連峰が見えます。

西方向。右端に月山が写ってます。

ロープウェイから蔵王ジャンプ台が見えます。

ロープウェイの樹氷高原駅に展示していた馬ソリ。これに乗って移動するのは何となく楽しそう。ただ寒そうです。

これは年末頃の樹氷ライトアップです。夜はとにかく寒い。

地蔵山頂駅のレストランは快適です。

ロープウェイ駅舎が凍り付いてます。

これは1月18日、スキーワールドカップ ノルディック・ジャンプ女子 蔵王大会が終わったところ。午前中でおしまいとは知らず、表彰式しか見られなかった。とんでもなく高いジャンプ台、テレビで見るのとは迫力が違います。

DE0-Nano 付属のデモアプリを動かしてみる

DE0-Nano にはソフトウェア CD-ROM が添付されていますが、バージョンが古いので Web の最新版を使います。

・Altera から FPGA 開発ツール Quartus II Web エディション と 追加ソフトウェア から Quartus II Programmer and SignalTap II をそれぞれインストール

・USB Blaster ドライバをインストール
ドライバファイルは、C:\altera\13.1\quartus\drivers\usb-blaster\ フォルダにあります。

・Terasic から DE0-Nano のCD-ROM 最新版が入手できます。


とりあえず DE0-Nano Control Panel を動かしてみます。まずは LED全点灯。

ボード上のスイッチ状態を読み込むデモ。

オンボードの加速度センサの読み込むデモ。基板を傾けると X, Y, Z の数値が変化します。

オンボード A/D コンバータの読み込むデモ。入力端子をさわるとパラパラと数字が変化します。これが正しいのか分かりませんが。。。

今更ながら DE0-Nano

DE0-Nano 買っちゃいました。しばらく遊んでみます。ALTERA の Cyclone IV EP4CE22F17C6N が載っています。