ZeeKon4Aを組み立てる(その2)

オートレベラーのパネコン(鳩歩堂用語。パネルのコントローラから転じてパネルのすぐ裏にある基板)を内側から見た写真です。

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今回はロータリエンコーダだけでパネコンをフロントパネルに保持し、LED入り押しボタンスイッチと液晶ディスプレイは高さが違うので別々に取り付けて配線することにします。

前から見るとこうなってます。

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次にアナログ信号処理部を取り付けます。

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10回転ポテンショメータやスイッチも取り付けます。アナログ部の基板はBNCジャックだけでフロントパネルに保持されているので、ポテンショメータやスイッチは配線が必要です。

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オートレベラー部分の押しボタンなどを配線しました。

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アナログ部分のポテンショメータなどの配線が終わりました。

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MACRONと書かれている黒い部品は、1次側がLED、2次側がCdSというアナログフォトカプラです。以前はアルミのパイプにLEDとCdSを入れて接着したりして自作していた時代もありましたが、このMI0202CLは秋月で買えます。

それが8個ずつ載っている小さい基板はP(比例)ゲインとI(積分)ゲイン(言い換えると積分時定数)を切り替えるための回路です。すなわち、オペアンプの入力側の抵抗を8段階に切り替えます。そして、切り替えの途中にゲインが段階的に変わったり、一瞬違うゲインになったりすることがあるとAFMではtipクラッシュの原因になりますので、アナログフォトカプラでゆっくり変化させるようにしました。CdSの導電性は光キャリアによるものですが、キャリアの寿命が非常に永いため、OFFになるときは何もしなくても遅延があるのですが、ONになるときは直ちになるので、LEDの電流をゆっくり増やす必要があります。オートレベラーのAVRマイコンでPWM変調を使ってそれを行っています。

なぜこんなふうに後ろに出っ張っているかと言いますと、初期のZeeKonは機能が単純でオートレベラーも無かったので、アナログ回路をパネルのすぐ裏に実装することが容易でした。いまでもそれを踏襲しています。これは一面ではBNCコネクタからの配線が不要になるので楽なのですが、基板の面積が足りなくなると、このように後ろに出っ張らざるを得ないのです。

さて、本機の特徴のひとつはオートレベラーに使用するDACを、24ビットDACの最高峰であるPCM1704に変更したことです。

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けっこう値が張るので、なんとなく取り付けるのをためらっていましたが、いよいよ取り付けましょう。

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ちなみに左側に見えるのがXilinxのCPLDです。ピッチ0.5mmの144ピンQFPです。ピッチ0.5ということは足の幅も0.25足と足の間の間隔も0.25ということです。はじめてチップ抵抗とチップコンデンサを正式採用したときに、手作業で実装するにはこのくらいが限度だろうと思って2012サイズ(2mmX1.2mm)を採用しましたが、その当時は0.5ミリピッチのICを使うとは思っていませんでした。慣れてみるとチップ抵抗ももっと小さくてもいけそうです。

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