mixiユーザー(id:7556851)

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2015年01月26日21:57

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PICで88.5Hzトーンエンコーダー（その②）

PICの内臓OSCだが、レピーター用のトーンエンコーダーには使い辛い事が判った。

元々、12F675の内臓OSCだがCR発振で4MHzを作っており、補正値（メモリ内に記録されている）を加味し、精度を5%以内に保つ事が出来るらしい・・・・。
先の実験で、内臓OSCは精度が悪いのは認識しており、プログラム上の理論値4MHzのプログラム・ステップで“時間つぶしルーチン“を作ったが、計算で求めたとおりの88.5Hzにはならない。
仕方ないので、プログラムでループの回数やNOPを入れて目標周波数を出力調整する現物合わせを行った。（笑）

前日までの実験では、ドライヤーで暖めたり、急冷スプレーで冷やしたりしたが、出力する88.5Hzにはあまり変化が見られず、±0.02Hz程度と素晴らしい結果が出たので安心しきっていた。
が・・・しかし、電源電圧の変化には滅法弱く、簡単に2Hz程度ドリフトする事が判った。
目標周波数からズレていても、ズレ幅が安定しているのなら問題は無い。
ズレ幅が電源電圧に依存する今回のケースであれば、何らかの安定させる策が必要だ。

対処案
その①．三端子レギュレターを使ってPICの電源電圧を一定にする。
その②．セラロック又はX’talを使用し、発振周波数自体を一定にする。

どちらを採用しても、基板に乗せる部品点数の面では、あまり変わらない。
ちょっと考えたのは、PICの電源電圧は規格上2～5.5Vである。私の試験回路は電池駆動なので必要は無いが、無線機からの12Vで動かすためには電圧を5Vまで下げるための電源回路はどちらにしても必要となる。この回路に便乗すれば良いのだろうか？

色々と試行錯誤したが、過去に内臓OSCを使用していた際、電源に0.1μFのパスコンを入れた途端、周波数がドリフトした事を思い出した。PICのH/Lの出力変化時に生じる電源のリップル等が解消し、内蔵OSCに影響したのだろうか？だとすると、高周波が電源へ回り込み易い環境である、無線機への内臓は少々不安を感じる。

一方、試しに4MHzのセラロックで回路を組んでみたところ、PICの電源電圧は2.5～5.5V位まで変化させても、ドライヤーや急冷スプレーでいじめても、出力88.5Hzに対し0.05Hz程度しかドリフトしない。ラフな電源電圧に対して安定しているのであれば、12V⇒5Vに変換する電源回路だって、ツェナー・ダイオード＋抵抗でも十分そうだ。

と言う訳で、私は対処案・その②を採用して回路を作ってみた。
　

※ツェナー・ダイオード＋抵抗で電源を組んだこの回路は、88.5±0.05Hzで使える電源電圧は5～15Vと適用範囲が広く、三端子レギュレターを使った時より低電圧動作が可能と思われる。

内蔵OSCを使うときの注意．
１．PICの内臓OSCの精度は5%有ると考えて回路設計した方が良い。
２．PICの内臓OSCの精度は、PICの電源電圧に依存が大きい。（影響大！）

例えば88.5Hzのトーンなら±5%の範囲は、84.08～92.93Hzであり、おそらくレピータアクセス用のトーンとしては不適だと思う。
（するってーと、PICの内臓OSCって“LEDチカチカ”位にしか使えない気がするけど・・・。）

お次は、無線機への実装を考えなくてはいけないな・・・・。

↓過去日記・PICで88.5Hzトーンエンコーダー（その①）
http://mixi.jp/view_diary.pl?id=1937139687&owner_id=7556851

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