ESP32 とカーラジオ チップにより、究極の SDR レシーバーを構築できます

高解像度の映画をストリーミングできるスマートフォンを誰もが手に持っている時代でも、昔ながらのアナログ放送ラジオを聴くというロマンは今でも消えません。一部の人にとって、これはあらゆるオンライン アクティビティの背後に潜む Cookie、契約、利用規約からの解放です。しかし、私のような人間にとって、その魅力の大部分は、大気の状態、アンテナ、電子機器を理解した上で、何千キロも離れたところから信号を引き込むことによって得られるスリルであり、それを昔ながらの方法で行うことです。

さまざまな知識とスキルを駆使して、遠く離れた駅を呼び込むこの娯楽は DXing と呼ばれます。今日、デジタル信号処理により、驚異的な能力を備えた受信機電子機器を経済的で持ち運びに便利なパッケージに収めることが可能になり、DXer にとって今ほど良い時期はありません。そして、これらの高性能エレクトロニクスの中で、これほど優れた例はおそらくありません。 TEF6686チップ、2013年に導入されました NXP セミコンダクターズ それ以来何度も改訂されました。

このチップは、その低コストと高いオーディオ忠実度のおかげで、カーラジオで非常に成功していますが、特にその驚くべき高い感度と無線信号に対する選択性のおかげです。 TEF6686 は FM と AM の両方を受信でき、さまざまな国の放送局で使用されるさまざまな帯域幅に対応するように構成できます。放送局のデジタル RDS (無線データシステム) フィード。存在する場合、現在再生中の曲のタイトルなど、継続的に更新される情報が含まれます。

このチップの極端な選択性と感度は、ソフトウェア無線とデジタル信号処理 (DSP) テクノロジーを巧みに使用して隣接する周波数をフィルタリングすることによって実現されています。これにより、近くの放送によってかき消されてしまうような非常に弱い信号の受信が可能になります。このチップは、カーラジオに必要なものをはるかに超えたチップの機能に惹かれ、ラジオ愛好家にとって魅力的なものであることが証明されています。商用放送帯はもちろん、短波帯、長波帯も受信可能です。このチップは、瞬間的な信号強度情報も提供できます。

TEF6686チップは便利なモジュールに含まれています [top left] 電磁シールドとスルーホールインターフェイスを提供します。 ESP32ベースの開発ボード [top middle] モジュールを制御し、信号処理を実行します。 LCD 画面にユーザー インターフェイスが表示され、ボタンと回転コントロールを使用して制御されます。 [bottom left]。 ジェームズ・プロボスト

現役アマチュア無線家として（PE5PVB) オランダで、TEF6686 について目にし始めた熱狂的なレビューに興味をそそられました。 2020 年の新型コロナウイルスによるロックダウン中に、私は FM DXers のためにチップから可能な限り最高のパフォーマンスを引き出す、完全にオープンソースのチューナーの設計を開始しました。 AliExpressでTEF6686チューナーモジュールを見つけたとき、私の熱意はさらに高まりました。これらには、スルーホールはんだ付けに適した DIY フレンドリーなパッケージの TEF6686 チップが含まれており (TEF6686 自体は表面実装チップです)、干渉を最小限に抑えるための無線周波数シールドが付いています。これらのモジュールは安価で、通常は約 25 米ドルで入手できます。

私はすぐに、リボン ケーブルで接続された 2 つのプリント基板からなる構成に落ち着きました。 TEF6686 モジュールとマイクロコントローラーを含むメイン ボードと、小型 OLED ディスプレイと無線を制御するスイッチとエンコーダーを備えたディスプレイ ボードがあります。 Arduino 互換マイクロコントローラーのさまざまなバージョンを評価したところ、ほとんどが遅すぎてフラッシュ メモリが不十分であることがわかりました。

マイクロコントローラーは、起動のたびに TEF6686 に送信される、無線を動作させるすべてのファームウェアを保存する必要があるだけでなく、ディスプレイのさまざまなフォント、さまざまな画像、および北米のコールサインとカナダの州および米国の州のデータベース (この情報と他の機能を組み合わせることで、ユーザーはコールサインと受信している送信機の所在地をすぐに確認できます)。結局、私はそれに落ち着きました の亜種 の ESP32 モジュールは、私が必要とする速度とメモリ容量を備えていましたが、一般的なモジュールを使用してプログラムすることもできました。 Arduino IDE。

2021年の初めに、私は GitHub でリリースされました 他の DIY ユーザー向けのファームウェアと回路図の初期バージョン。オランダの DIY ウェブショップとも連絡を取りました、チーム アマチュアラジオショップ.nl、今でも売れています キット ラジオの以前のバージョン。 2021 年の秋に、いわゆるヒューマン マシン インターフェイス (HMI) ディスプレイを備えた 2 番目のバージョンを作成しました。ネクストオン。このディスプレイにはプロセッサが内蔵されているため、より多くのユーザー インターフェイス タスクを ESP32 から引き継ぐことができます。これによりラジオの速度が大幅に向上し、新しいグラフィックの可能性も広がりました。このバージョンでは、XDR GTK などのオンライン リソースへの接続を可能にする Wi-Fi (ラジオ チューナーのコンピューター制御を可能にするユーザー インターフェイス)、および RDS データをリアルタイムで使用可能な情報にデコードする RDS Spy も追加しました。 。このバージョンを自分で構築したい場合は、独自のプリント基板を作成する必要があります。ただし、ガーバー ファイル、部品表、および構築のヒントは、次のサイトから入手できます。 私の Web サイトは次のとおりです www.pe5pvb.nl。ハンダ付けには2時間くらいかかります。

ディスプレイとコントロールは汎用入出力ピンを使用してマイクロコントローラーに直接接続され、TEF6686 レシーバー チップはシリアル I2C インターフェイス経由で送信されるコマンドによって制御されます。左右のチャンネルは増幅され、標準 RCA オーディオ ソケットに渡されます。ジェームズ・プロボスト

キットを作るのが面倒な方には、オプションもあります。 2022 年の初めに、中国人の愛好家ジャスティン ペンから連絡があり、私のデザインからポータブル バージョンを作成したとのことでした。その夏、彼のこのデザインに基づいた最初のバージョンが完成しました。 AliExpressに登場。それから数か月後、私のオープンソース プロジェクトへの関心が爆発的に高まり、ラジオは世界中の FM DXers に採用されました。

2023年、チェコの愛好家から連絡がありました。 マレク・ファルカス、彼が設立しようとしていたグループに私を招待してくれました。 Discord ソーシャル プラットフォーム このラジオのソフトウェアの開発と改善に専念する他の愛好家たちと。このチームにはグラフィック デザイナー、RDS の専門家、非常に熟練したプログラマー、そして AliExpress 市場向けのラジオを作成しようとしているハードウェア デザイナーが使用するのに適したバージョンを書いた中国人の仲間がいます。私たちは共同でコードを完全に見直し、よりスムーズなグラフィック デザイン、より多くの接続性、選択可能な言語、その他の改善を追加しました。

このオープンソース ラジオを、おそらくこの種のラジオとしては史上最高のパフォーマンスを実現するために尽力してくれたチームに非常に感謝しています。わざわざ遠くの放送局を探す手間を省いても、高品質なFMラジオ放送の楽しさを再発見していただければ幸いです。

この記事は、2024 年 12 月の印刷号に「究極の SDR レシーバー」として掲載されます。