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<取扱い商品>

作って使って2度楽しめる

1GHz FPGAスペクトラム・シグナル・アナライザ手作りキット

周波数応答/ロジック解析からSDR/DDS信号発生まで…これ1台でなんでも

設計 小川 一朗(おじさん工房)/ケース製作 (株)奥澤
【直接販売商品】
価格108,000円(税込)

2015年6月30日発行

[品切れ重版未定2017.4.20] {取扱い商品} 1GHz FPGAスペクトラム・シグナル・アナライザ手作りキット 新刊案内をメールで購読
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大変恐縮ですが,こちらの商品は品切れ重版未定となりました.


■あのフルディジタルUSB測定器実験キットAPB-3をスタンドアロン化
 2012年10月,サンプリング周波数105MHz,分解能16ビットのA-DコンバータやFPGA(Spartan 6)を搭載したフルディジタル測定器を開発し.USB-FPGA信号処理基板 APB-3と命名しました.
詳細はこちらをご覧ください.
 APB-3には,後出の写真4に示す1枚の基板が入っていて,50MHzまでのアナログ信号をディジタル信号に変換してパソコンに転送します.次のような測定が可能なマルチなフルディジタルRFシステムです(図1)
 ・スペクトラム・アナライザ
 ・ネットワーク・アナライザ
 ・信号発生器
 ・AM/SSB/FM復調器
 ・FMアナライザ
 ・レシプロカル周波数カウンタ
 APB-3は,パソコンと組み合わせて使うことが前提なので,Windows OSの起動待ちが必要で,またパソコンのないところでは使うことができません.そこで,スタンドアロンで使える測定器に進化させました(写真2).これなら,いつでもどこでもすぐに使うことができます.バッテリを利用すれば,電源のない屋外でもで動かせます写真3.大画面で見たいときやデータを保存したいときだけ,パソコンと組み合わせて使います.

設計 小川 一朗(おじさん工房)
ケース製作 (株)奥澤

[写真3]


[写真3]


■本キットの内容物
 次の4枚の基板(写真4〜写真7)とケース,ソース・コード,設計データ,解説PDFで構成されています.

基板
(1)USB-FPGA信号処理基板:APB-3[写真4]

APB-3

(2)システム・マイコン基板:TLS-1[写真2]

TLS-1

(3)RFフロントエンド・アダプタ:SAE-1TGKIT[写真6]

SAE-1TGKIT

(4)ロジック入力基板:LA-1[写真7]

LA-1


ソフトウェア一式(付属CD-Rに収録)
(1)パソコンの測定アプリケーション・ソフトウェア
(2)APB-3基板に搭載されたFPGA Spartan-6のソースコード
(3)APB-3基板に搭載されたマイコン STM32F405のソースコード
(4)USBブリッジIC FT232(FTDI)のUSBドライバ

マニュアル一式(付属CD-Rに収録)
(1)APB-3_スタンドアローン_組み立てマニュアル
(2)APB-3_スタンドアローン_操作マニュアル
(3)APB-3_操作マニュアル
(4)回路図
(5)部品表


解説記事(付属CD-Rに収録)
(1)トランジスタ技術連載「USB-FPGA信号処理基板の製作と応用」
▲サンプル
2012年11月号
2012年12月号
2013年1月号
2013年2月号
2013年3月号
2013年4月号
2013年5月号
2013年6月号
2013年9月号
2013年10月号

(2)トランジスタ技術連載「ディジタル信号処理実験キットで作る高音質&高効率SSB信号発生」
▲サンプル
2014年1月号
2014年2月号

(3)トランジスタ技術2014年4月号「スペアナ+SG! 1GHzディジタル・シグナル・アナライザの製作」
▲サンプル
2014年4月号

(4)トランジスタ技術2015年4月号)「1GHz FPGAスペクトラム・シグナル・アナライザ 手作りキット」
▲サンプル
2015年4月号


本器の仕様

機能と性能
 表1に本器の仕様を示します.一部の測定項目を除いて測定設定メモリを10個もっていて,電源ON時に設定の0番を読み込みます.
 図2に示すのは,電源ON直後のディスプレイ画面です.Windows 8風の測定項目選択パネル画面で,よく利用する次の8機能(図3)を実装してあります.

[図2]

[図2]


(1)スペクトラム・アナライザ[図3(a)]

APB-3

(2)ネットワーク・アナライザ[図3(b)]

APB-3

(3)ロジック・アナライザ[図3(c)]

APB-3

(4)周波数カウンタ[図3(d)]

APB-3

(5)信号発生器[図3(e)]

APB-3

(6)オーディオ信号発生器[図3(f)]

APB-3

(7)PLL ADF4351を使った信号発生器[図3(g)]

APB-3

(8)ラジオ[図3(h)]

APB-3

 パネルにタッチすると,各測定項目を選ぶことができます.他の測定項目に移るには,SW1(SETTING/FUNC)を長押しして測定項目選択パネル画面に戻り,測定項目を再選択します.各測定項目は独立して設定をもっているので,自由に測定項目を切り替えることができます.パソコンでAPB-3を使うときに測定項目ごとのウィンドウを出して測定項目を切り替えることができますが,それに近い操作感です.

外観など
 サイズは160(W)×100(H)×105(D)mmです.両端にサイド・ウッドを付けて横幅を広げました.
 前面パネル右下のロジック入力(DIGITAL INPUT 8ch)は,ロジック・アナライザや周波数カウンタの入力用です.D0だけは“H”になると赤色LEDが点灯するようになっていて,ちょっとしたロジック・レベルの確認に使えます.
 プッシュ・スイッチ用のつまみを使い,設定スイッチを青色,測定開始/終了スイッチを赤色と,機能に応じた色分けをしました.プッシュ・スイッチ用のつまみでは高さが合わないので,息子のレゴ・ブロックをタクト・スイッチとの間に挟んで高さを調整しています.
 底面には画面を斜めにして見やすくするための可動足を合板で作ってみました.後ろに引っ張るテンションをかけているのは携帯電話ストラップのプラスチックばねです.手近な材料でこういうギミックを考えるのは楽しいものです.
 内部(写真5)にはまだスペースに余裕があります.リア・パネルには拡張用BNCコネクタの穴もあるため,いろいろな拡張基板を手作りして入れることもできます.バッテリを内蔵してもよいかもしれません.

使用感
 図4は,スペクトラム・アナライザ機能でAM変調信号を測定した例です.
 波形表示部分を大きくしながら,必要な情報や設定項目を画面に収めました.設定項目は,画面をタッチすることで設定メニュー画面を呼び出せます.ロータリ・エンコーダでカーソルを移動できます.測定開始/終了や設定メモリは,フロント・パネルのSW3(START/STOP)を押します.
 図3に示す各測定項目で利用するよく似た機能を,同じロータリ・エンコーダやスイッチに割り当てています.とはいっても,ロータリ・エンコーダやスイッチの個数が限られているので,どうしても無理があります.あまり使わないけれどどうしても欲しい機能は,スイッチの長押しに割り当てました.本体が軽いので長押しだと操作性は悪くなりますが,ないよりはましです.
 操作性や色使いを,それぞれの測定項目プログラムでなるべく統一するようにしています.ボタンなどで使う色を定義するヘッダを用意し,測定項目画面をデザインするときにこのヘッダで定義された色を使うようにします.色のテーマを変えたいときには,このヘッダを変えるだけで全測定項目の色合いを変えられます.測定器では黒背景に波形表示するのが普通のようで,色定義ファイルにはグラフィック部分が黒背景を基調とした色合いの定義も作ってあり,簡単に変更できます.どちらが見やすいか比較して,白背景基調にしています.

サポート

免責
・組み立ての過程におきまして,キットに同梱されている基板や部品を損傷/破壊したとしても,CQ出版社はいっさいの責任を負いません.
・キットを組み立てる過程,および使用時に生じたいかなる損害においても,CQ出版社はいっさいの責任を負いません.
・キットは,日本国内用としてのみ開発・販売しております.

ご質問は郵便でお願いします
 質問は返信用封筒をご利用いただき,CQ出版 トランジスタ技術編集部までご郵送ください.メール等での質問はお断りさせていただいております.質問状では,状況を説明する図なども交えて,できるだけ詳しくわかりやすい説明をお願いいたします.質問状は編集部から著者に回送させていただきます.なお,質問の内容が不明確で理解できない場合や記事の内容を超えている場合は,回答を控えさせていただきます.



「トランジスタ技術 2015年 4月号」 (税込特別号定価980円)



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