写真は７ＭＨｚ用ＶＦＯユニットで本ＶＦＯユニットの基板と
別ページのＰＬＬ制御ユニットと連動して動作する
他のページで紹介している７ＭＨｚＳＳＢ受信機の局部発振器として
応用できる1KHz単位で設定可変できる約１９ＭＨｚのＰＬＬ方式ＶＦＯ
発信ユニットです。
別ページで紹介している「ＰＬＬ制御ユニット」に実装されているPIC
で制御され、 特に１ＫＨｚ単位での周波数設定が可変でき、周波数も
５桁のＬＥＤでディジタル表示できる優れものです。
普通ＰＬＬ用ＩＣ（ＭＣ１４５１６３を想定）で可変単位を低くしたいとき、
差分の周波数で周波数変換を行いますが、こうするとＰＬＬに与える
周波数設定と実際の操作パネルの表示周波数が異なることになり、
機器自作のとき結構難問になります。また送受信機の局部発振用の
ＰＬＬとしたときも同様に受信周波数とＰＬＬの設定周波数が異なり同じ
問題が生じます。
今回制作したＰＬＬコントローラは、これらを簡単にしかも変換周波数
を任意に設定できる様にすることが最大の目的です。また周波数設定
をディジスイッチによる設定ではなく、ロータリーエンコーダにより可変
できる様にすることも一緒に処理しています。
２． 回路構成
本ＰＬＬコントローラの回路構成を下図に示します。
LED 5digits Display
↑(serial interface)
--------- ----------
|ROTARY | | |
| ENCODER |->| PIC16C84 | ------------------------------
--------- | SW,PLL | | 74HC595 x2 |
--------- | Control |---->| SERIAL INPUT 16BIT LATCH |
| SWITCH |->| | ------------------------------
--------- ---------- ↓ ↓ ↓ ↓
PLL/LED Contorol Unit
---------------------------------------------------------------
↓ ↓ ↓ ↓
------------------------------
VFO unit | PLL CONTOROL (MC145163) |
| |
------------------------------
↑ ↓
---------- ------------ ---------------------
|12.288MHz |__| Balanced |__| VFO |---→ Output
|oscillator| | Modulator | | 18.273 to 19.800MHz | Local OSC
---------- ------------ ---------------------
３．機能
本コントローラの特徴と機能を箇条書きに示すと次のようになります。
（注）これらの機能は全て別基板となるＰＬＬ制御ユニット内のPICで
実行されています。
(1) PIC16C84を２個使っており、各々は１本のポートのラインで接続し、
非同期通信でデータの受け渡しをする。
このデータ受け渡しの速度は約１０Ｋｂｐｓ（１ビットが１００ｕｓｅｃ幅）
(2) 実際のＰＬＬを制御するICはＭＣ１４５１６３で、４桁ＢＣＤを周波数
設定用の信号とする。
(3) ＬＥＤ表示制御専用ＰＩＣの機能特徴
・５桁の７セグメントＬＥＤをダイナミック表示制御（内部データは
６桁そのうち下位５桁を実際の表示として出力）
・ゼロサプレス機能付き
・もうひとつのＰＩＣとはシリアル通信でＬＥＤ表示中も常時受信可能
(4) ＳＷ、ＰＬＬ制御ＰＩＣ
・接続しているスイッチの種類は下記。
ロータリスイッチ：インクリメント型のスイッチで右／左回りで
カウントアップ／ダウンを自動判別
ＵＰ ： 設定周波数の高速カウントアップ
（押している間連続的にカウントアップする）
ＤＷＮ ： 設定周波数の高速カウントダウン
（押している間連続的にカウントダウンする）
ＳＨＦＴ： ロータリースイッチの可変単位の１倍／１００倍の切替え
ＭＲＤ ： プリセット値の呼び出しスイッチ、
押すたびに２０個を順次呼び出す。
ＭＷＲ ： プリセット値の書き込みスイッチ
（現在表示中の値をプリセット値として書き込む）
ＢＩＡＳ： ＰＬＬ用と表示用の値の差分値を設定するモードにする
とき押す。
・ロータリエンコーダの入力に従い４桁ＢＣＤ値を加算／減算する。
このときＳＨＦＴスイッチの入力により周波数可変単位を１倍か１００倍
か切り替えることができる。これは大きく周波数を変えたいとき便利に
するため
（単位周波数はＶＦＯ側により決まる。ＳＨＦＴスイッチは交互切替え）
・前項で設定された４桁ＢＣＤ値をＰＬＬ用の設定周波数としてシリアル
入力のラッチに出力。そのラッチ出力をＰＬＬ－ＩＣに接続して希望の
周波数にする
・この４桁ＢＣＤ値に一定値（任意設定可能）を加算した６桁のＢＣＤ値を
表示用としてもうひとつのＰＩＣにシリアル出力。この一定値はＰＬＬへの
出力と実際の周波数（受信機の場合、ＩＦのフィルター周波数の差も含
めて）との差を吸収するもので、ＢＩＡＳスイッチによりこの値の設定モード
に入り設定値書き込み後通常モードに戻る。
この値はＥＥＰＲＯＭデータエリアに保存されるので電源断中も消える
ことは無い。
・任意の時点の周波数を２０個まで記憶書き込み。再起動後にも読み出し
可能。 （プリセット機能？）
これはＰＩＣ１６Ｃ８４のEEPROMデータメモリ内容が電源断中も消えない
ことを利用している。
・ＭＲＤスイッチによりプリセット値を順次呼び出す。呼び出したプリセット
値を変更したいときは、そのまま周波数を変更し希望の値にしたあと、
ＭＷＲスイッチを押すとそのプリセット値を置き換える。
さらに起動時にはこのデータエリアの最初にあるプリセットデータに
周波数をプリセットする。したがって起動時には常に一定の周波数に
セットされる。
・ロータリーエンコーダー意外にUP/DOWNスイッチにより高速に周波数
変更が可能。これは単に変更を高速にするだけでUP/DOWNのスイッチ
を押している間連続的にカウントアップ／ダウンさせる。
４．回路構成
全体回路は下図になります。
中心となるのはPLL制御専用ICのMC145163です。これに別基板のＰＬＬ制御
ユニット内のPICからパラレルの周波数設定信号がコネクタで接続されて
制御されます。
発振はＶＦＯで１９ＭＨｚ付近を発振させ、もう一つ別の発振回路で
12.2735MHzを作ってそれを平衡変調用ICであるSN16913に入力してミックスし
差の約６MHzを作り出しています。
その６MHzをPLL制御して6.000から7.400MHzとして1KHzステップで制御して
います。 従って結果のＶＦＯの出力は
12.2735 + (6.000 to 7.400）= 18.2735 to 19.6735 となります。
７MHzSSB受信機の中間周波数が11.2735MHzなので、上式の結果を差し引き
すると7.000から8.400MHzまでの受信が出来ることになります。
さらに、12.2735の発振回路の周波数はバリキャップで微調整できるようにして
います。これにより１KHzの間を微調整して自由に設定することが出来ます。
回路図とプリント板用アートワーク図は、ＣＡＤである「ＨｉＷＩＲＥⅡ」 で
描いているのでダウンロードして使って下さい。
ＶＦＯユニット回路図 (ダウンロードしてご覧下さい）
ＶＦＯユニットパターン図（ダウンロードしてご覧下さい）
５．プログラム
プログラムリストは、ワンチップマイコンＰＩＣ用統合開発環境である
ＭＰＬＡＢ用としてあります。
ＰＬＬ制御プログラムリスト（ダウンロードしてご覧下さい）
６．低価格ロータリーエンコーダ
メカニカルな摺動式エンコーダで出力は２ビット、各ビット間の位相差で
右回り左回りを区別をする。
・１回転 ２４パルス出力 クリック付き
・チャッタリング（バウンス）時間が長いので注意（２～５msec）
・回転寿命：１０万回
時計回り RE1 _____|~~~~|_____|~~~~|______
RE2 ________|~~~~|_____|~~~~|____
反時計回り RE1 _______|~~~~|_____|~~~~|_____
RE2 _____|~~~~|_____|~~~~|_____
入手先
(1) （有）秋月電子通商 １個 数百円
（03-3251-1779）
(2) サトー電気 １個 数百円
（045-472-9848、044-222-1505、0427-25-2345）
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