Audioアプリで音声伝送を試してみます 2016/3/9
Audioアプリはどんなもんなの?・・と思いつつもなかなか重い腰が上がりません。
そんな時ふと家中どこでもアマチュア無線が聞けないかと思い実験してみることに。

でもモノワイヤレスさんの参考回路を2台も組み立てるのはめんどうです。

  ↓ モノワイヤレスさんの参考回路図はこちら  ↓
  http://mono-wireless.com/jp/products/TWE-ZERO/App_Audio/index.html


回路を見ると送信部はマイクアンプ、
受信部はサレン・キー型2次LPF(ローパスフィルター)でゲイン=1です。
無線機やラジオのイヤホン出力ならマイクアンプは省略できます。
クリスタルイヤホン(セラミックイヤホン)を使えばC・RによるLPFのみでいいはずです。
多少の制約は我慢します。

 制約その1 送信側入力は無線機やラジオなどのイヤホン出力を入力する。
 制約その2 音量調整は原則なしで送信側の入力レベルに依存する。
 制約その3 受信はクリスタルイヤホンを使用する。

回路はこんなにシンプルになります。左が送信部、右が受信部です。

送信部
 1.5kと1kでアナログ入力1に1.2V(VCC=3V時)のバイアスを与え
 無線機やラジオなどのイヤホン出力で直接振幅をかけます。
 入力信号は0.5Vp-pもあればそれなりの音で聞こえます。
 オプションビットで入力時の簡易LPFを入れます[00000010]

受信部
 PWM出力1に抵抗とクリスタルイヤホンを直結しLPF用のコンデンサ1個もけちります。
 そのかわりオプションビットで出力時の簡易LPFを入れます[00000020]
 これでダイナミックイヤホンを駆動するアンプ(LPF含む)が省略できます。
 DO1のLEDは受信モニタ用でなくてもかまいませんがあったほうが便利です。

音質はどんなもん? 
 AMラジオ放送のイヤホン出力を入れてみます。
 音声はちょこっと同調がズレた時のように言葉の最後がかすれるような
 高域が強調されると言った方がいいのでしょうか・・そんな感じです。
 不思議と音声より音楽の方がいい感じがします。

 【参考までに】
 受信部だけをモノワイヤレスさんの参考回路と同じにしてダイナミックイヤホンで
 聞き比べてみてみましたが私の耳ではどちらも同じくらいの音質に聞こえました。

オプションビットのLPFについて
 送信側のみ入れる場合、受信側のみ入れる場合はどちらも同じ程度の効果。
 送信側と受信側の両方にいれても片側のみ入れるのとあまり変わらないように思います。
 またオプションビットのLPFは抵抗・コンデンサで作るLPFと同じくらいの効果が
 あるように思います。→ オプションビットでLPFを指定すれば部品を減らせます^-^

オプションビット以外の設定
 ↓ファームウェア書き込み直後のCONFIG情報 ↓
 --- CONFIG/TWE AUDIO APP V1-00-1/SID=0x81002a1b/LID=0x78 ---
  a: set Application ID (0x67720108)
  i: set Device ID (--)
  c: set Channels (18)
  x: set Tx Power (3)
  p: set PWM HZ (32000)
 
f: set Sample Freq (8000)
  o: set Option Bits (0x00000000)  ← ホームページでは(0x00001130)
  d: set Codec Type (0)
  b: set UART baud (38400)


 オプションビット以外はデフォルトから変更する必要はないと思いますが
 
f: set Sample Freq (8000) は
  周波数を高くするとテープを遅回しした感じになり
  周波数を低くするとテープを早回しした感じになり(ブチブチ切れる感じも伴う?)
  ボイスチェンジャー的でおもしろいです・・・

ダイナミックイヤホンは使えない?
 携帯ラジオなどに付属するモノラルのイヤホンや携帯オーディオのステレオイヤホン
 一般的には32Ωと8Ωのインピーダンスを持つものが多いですが
 いずれも高域が強調されてキンキンします。
 私は無線をしているせいなのかノイズだらけの音声や高域のキンキンした音でも
 あまり気になりませんが慣れないと頭が痛くなるかもしれません。
 8Ωのイヤホンでは音が小さくなります。
 ※実験の際はPWM1出力には300Ω程度の抵抗と10μ程度のコンデンサで直流カットします。



モールス通信モード
 送信側のDI1をLoにしている時にDI2をLoにすると受信側でトーン信号が出ます。
 低周波の心地よい音です。
 オシロスコープで見てみると周期2.5ms≒400Hzくらいでしょうか。
 送信側のPWM2にはトーンは出力されません。

 モールス通信専用で使う時の送信側回路


DI1とDI2を1kΩの抵抗で接続しDI1をGNDに落とすと
トーン信号が送信されます。
こうすることによりスイッチ1個が省略できます。

AI1はVCCやGNDに接続するとPTTをON/OFFする時に
「カリカリ」と耳障りな雑音がはいります。
ある程度の入力電圧を与えておく必要があるようです。




DI1とDO1
 送信側のDI1をLoにすると受信側のDO1がLoになります。
 送信した電波が受信できれば点灯、電波が途切れると消灯します。
 電波状態のモニタになりあると便利です。

DI2とDO2

 「DI2をLoにするとDO2がLo」とモノワイヤレスさんのホームページ上に記載されていますが
 DI2をLoにするとDI2をLoにしたTWE-LiteのDO2が一瞬LoになりすぐにHiになります。
 Loになっている時間はオシロで見ると1msくらいです。
 受信側(相手側)のDO2はHiのまま変化がありません。


電波の飛びは
 家中どこでもとはいきませんがそれなりに飛ぶようです。
 標準アプリに比べてなんとなく飛びが悪いように感じるのは
 電波が途切れると音声はブチブチきれるからかも知れません・・・・。




「あったらいいな」
 DI3、DI4をデジタルI/Oとして使えれば便利
 たとえば無線の受信中に周波数のUP/DOWNに使える


こんな使い方も
 DI1のON/OFFが確実に伝わる。
 標準アプリのデジタル入力ではスイッチのON/OFFはたまに(わりと頻繁に?)失敗しますが
 このモードでは限りなく失敗しないのではないかと・・・・
 DI1にタクトSWを接続して手がいたくなるほどON/OFFを繰り返しましたが
 一度も失敗はありませんでした。
 電波が途切れるとDO1はHiになりますが電波が届くとすぐにDI1の状態を反映します。
 DI1〜DI4で使えれば失敗が許されない時など便利かもしれません。



アナログテスタでポートの電圧チェック中に見つけた変な動作 
←起動時にプログラムモードになるため
 PWM2またはPWM3にアナログテスタの電圧計モード(4kΩ/V DC)を接続して
 TWE-Liteの電源を入れるとDO1がLoになって動作がおかしくなります。
 アナログテスタのかわりに33kΩの抵抗でGNDに接続しても同様の現象となります。
 51kΩの抵抗ではこの現象はでません。




クリスタルイヤホン
左の写真はセラミックイヤホンです。
おそらく25年以上も前に買ったもではなかろうかと・・・
ロッシェル塩タイプがなくなりかけた頃のものです。
使用目的はNTTの回線チェック用
アナログモデムでの伝送エラー時にキャリアやノイズレベルの
チェックに大活躍したものです。
回線チェックにはロッシェル塩タイプの方が適していましたが・・・



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