簡易信号発生ユニット(PWM)2

近々にAMのワイヤレスマイクを作成しようと思っています。
その発振部に、コイルとバリコンでは、安定性に欠けるので何か方法は無いものかと思案しておりました。
水晶を使う手もあるのですが、必要な周波数分購入しなければなりません。
その応用でVXO（Variable-crystal oscillator（可変周波型水晶発振器））はどうかと思いましたが、可変範囲が狭すぎます。
あれこれ思案した末、PICが内蔵しているCCPモジュール（Compare/Capture/PWM）のPWMモードが使用できるのではと考えました。

PICのPWMモードでは、周期とデューティ(duty)が設定できます。

先ず、周期が最高どこまで設定可能かを計算してみます。

• 周期＝(PR2+1)×4Tosc×（TMR2のプリスケール値）

クロックが20Mhzの場合には、

• 1667kHz≒(2+1)×4（0.00000005）×１

この時に、PR2の値を2にしたのは、本ユニットの出力は正弦波としますので、デューティは周期の半分となるためです。
PR2を変化させていくと、次のような周波数を得ることが出来ます。

• 2： 1667Khz
• 3： 1250Khz
• 4： 1000Khz
• 5： 833Khz
• 6： 714Khz
• 7： 625Khz
• 8： 555Khz
• 9： 500Khz

これだけの周波数が設定できれば、AMラジオの範囲内としては、十分かなと思います。
但、PICの出力は、当然のことですが、出力が方形波となってしまいます。
そこで、この後に2段の同調回路を設けて正弦波に変換することにしました。

SW1,2,3で、上記の8種類の周波数を切り替えます。

freq.c

//********************************************************************** 
 
#define		sw0		GPIO.F0
#define		sw1		GPIO.F1
#define		sw2		GPIO.F4
 
//********************************************************************** 
 
void	Pwm_Change_DutyEx(unsigned int duty_ratio)
{
    CCPR1L = duty_ratio >> 2;
    CCP1CON.F6 = duty_ratio & 0b00000001;
    CCP1CON.F7 = (duty_ratio & 0b00000010) >> 1; 
}
 
//********************************************************************** 
 
void main()
{
	static	unsigned	char	temp;
	//
	OSCCON = 0b01110000;	// クロックは1Mhz 
	CMCON0 = 0b00000111;	// コンパレータは使用しない。 
	ANSEL = 0b00000000;		// AN0を使用する。 
	TRISIO = 0b00011011;	// ポート設定 
	WPU.F0 = 1;				// プルアップ 
	WPU.F1 = 1;				// プルアップ
	WPU.F4 = 1;				// プルアップ
	OPTION_REG = 0b00000000;
	//
	Pwm_Init(1000000);	// 1Mhz
	PR2 = 2;
/*
  1666Khz 2
  1250Khz 3
  1000Khz 4
   833Khz 5
   714Khz 6
   625Khz 7
   555Khz 8
   500Khz 9
*/
	Pwm_Change_DutyEx((PR2 * 4) / 2);
	Pwm_Start();
	//
	temp = GPIO & 0b00010011;
	while (1) {
		if (temp != (GPIO & 0b00010011)) {
			temp = GPIO & 0b00010011;
			switch (temp) {
			case 0b00000000:
				PR2 = 9;	// 500Khz
				break;
			case 0b00000001:
				PR2 = 8;	// 555Khz
				break;
			case 0b00000010:
				PR2 = 7;	// 625Khz
				break;
			case 0b00000011:
				PR2 = 6;	// 714Khz
				break;
			case 0b00010000:
				PR2 = 5;	// 833Khz
				break;
			case 0b00010001:
				PR2 = 4;	// 10000Khz
				break;
			case 0b00010010:
				PR2 = 3;	// 1250Khz
				break;
			case 0b00010011:
				PR2 = 2;	// 1666Khz
				break;
			}			
			Pwm_Change_DutyEx((PR2 * 4) / 2);
		}
	}
}
 
//**********************************************************************

水晶は手持ちの、20.0000Mhzのクロックモジュールを使用、周波数の切り替えは、3個のディップSWで、
同調は2個のOSCコイルと2連バリコンで行いました。

上段が(A)PICの出力波形です。
下段が(B)2段の同調回路を通った後の波形です。
若干、方形波の立下りに歪が発生します。

流石にクロックモジュールの精度が高いので周波数は結構安定しています。＜1Mhz設定時＞

安定した周波数をAMラジオの範囲で8段階に設定できるのでとても便利です。
これをベースにして、AMワイヤレスマイクを作成しようと考えています。