完成したラジオで放送を受信していると、時間が経過するにつれてチューニングがずれてくるのが気になってきました。下記の表は時間の経過による局発周波数の変化を周波数カウンタで測定したものです。時間の経過とともに周波数が低くなっています。真空管の発熱によるバリコンやトリマの膨張が原因ではないかと推察されます。
発振周波数の制御は、電圧で静電容量を変化させることができるバリキャップを使用します。下図のように6BE6による局部発振回路にバリキャップを挿入してみましたが、発振電圧の振幅が大きいせいか、制御電圧でバリキャップの容量を変化させることができませんでした。
周波数の表示には4桁の7セグメントLEDを使用し、HT16K33というLEDマトリクスドライバーモジュールを使用しました。また、周波数カウンタの入力部には、バッファとして74HC14を使用しています。マトリクスドライバやバッファ等の周辺回路は、Arduino用専用のユニバーサル基板を利用して作成し、本体の上に載せる形で使用しています。電源回路は、手持ちのトランスを使用しました。定格ぎりぎりで使用していますが、トランスの温度はあまり上昇していません。
回路図はこちら
一方、プログラムについては、40年近く前に大学の授業でFORTRANのプログラムを作成して以来のプログラミングですので、試行錯誤に時間がかかりましたが、何とか動作しています。事前に<Wire.h>および<FreqCount.h>というプログラムを読み込む必要があります。<Wire.h>は、Arduinoライブラリに最初から含まれていますが、<FreqCount.h>は、ライブラリマネージャを利用してダウンロードする必要があります。
ラジオの局発信号を10ミリ秒間パルスを計測し、制御に用います。制御用のパルス数(１の位が100Hz)を10で除算してkHz単位にした後、455を引き算したものを受信周波数(kHz)として7セグメントLEDに表示させています。
AFCスイッチをONにした時点の周波数を維持すべく、周波数が上がれば制御用電圧を下げ、周波数が下がれば制御用電圧を上げるようにしています。制御用電圧はPWMにより255段階で変化させることができます。PWM出力を平滑回路を通してラジオ本体のバリキャップに接続しています。当該ラジオでは時間経過とともに周波数が下がる傾向が見られたため、制御電圧をあげてバリキャップの静電容量を減少させる側に余裕をとるために、制御電圧の初期値は0.98V(50/255*5=0.98)としています。また、AFCスイッチがONになっていることに対応してLEDも点灯させています。
制御用のプログラム（スケッチ）はこちら
ケースは既製品を使用せず、アルミ板を切り出して製作しました。7セグメントLEDを採用したためか、70年代のデジタル表示機器のような懐かしい感じのデザインになりました。背面に開口部があるのは、Arduino基板のUSB接続口を使用するためです。正面の化粧パネルと底板は2mm、化粧パネルの裏側の板と背面パネルは1mmのアルミ板を使用し、カバーは0.5mmのアルミ板を曲げ加工して使用しています。各パーツの接合は10*10mmのアルミアングルを使用しています。電源スイッチと連動するACアウトレットを背面に取り付け、本体ラジオのON/OFF操作もできるようになっています。
正面
AFC ONの状態でランプ点灯
背面
ラジオ本体とはステレオミニジャックで接続します
AFCの効果を確認するために、電源投入直後の周波数変動をAFC OFFの場合と、AFC ONの場合で比較してみました。結果は以下のとおりです。
また、AFC ONで10分間使用した後ににAFCをOFFにすると、1159kHzに受信周波数が変化することも確認されました。したがって、AFCは期待通りの働きをしてくれていることが確認できました。
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