Arduino UNO R4 minima 電源供給方法でクロックが変わる#4

周波数が変わるという問題ともう一つがクロックのジッタ。
　・2025年5月4日:RA4M1コアボードでPLLメインクロックを試す 
この続き。
「ラジオ」でビート音を聞くのじゃなく、オシロで安定した
波形が見られないか、手持ちの部品で試してみました。
　　ラジオだと、机に置く場所でビートの状態が変わって
　　しまうんで。

まず必要なのが、ビートをかけるため1MHz前後を安定して
発振できる発振器。
　　5月4日の実験はAMワイヤレスマイクを使ったんで
　　周波数合わせと安定度が微妙。

そこで、昔々に「そのうち作ろうぜ」っと買ってあった
アナデバのDDS IC「AD9833」を引っ張り出してきました。
　　クロック源の25MHz水晶も買ってありました。
とりあえず、Arduino UNO R3(のチップで)で、これを
使ったDDS発振回路をでっち上げ。

　　今は安価で売られている発振回路も載った
　　モジュールじゃなく、チップ単体で買って
　　そのままになってたのです。
　　クロック用25MHzも発振器じゃなく、HC-49USの
　　水晶発振子を用意してました。
　　　　クロック発振回路も自分で作ればエエやん
　　　　という考えで。
　　いつから部品箱にあったのか・・・
　　何年か越しで、やっと役立つ日がやってきました。

ロータリーエンコーダで周波数を可変します。
専用発振器を外付けせず、ATmega328Pから8MHzの方形波
を出力してAD9833のクロックとしました。
　　クロック周波数が低いので、発生周波数の
　　分解能が0.0298Hzになります。

もう一つが、UNO R4 minima(とRA4M1コアボード)が出力
する1MHz波形と外置き発振器の信号をmixしてビート音
を出す回路。
　　高周波用パーツの手持ちはあんましありません。
　　電源不要のDBMがあれば話が早そうなんですが。
部品箱を探すと、MC1594(有名なMC1494の高精度版)とTIの
「SN16913」を発掘できました。

ここはお手軽なSN16913でプロダクト検波でしょう。
こんな回路で1MHz波をmixします。

小さなユニバーサル基板の切れ端にICとボリュームを乗せ、
クリップで信号接続。
　　※手抜きです


このデータブックに、等価回路などが出てました。

RA4M1コアボードからの1MHz方形波とAD9833の出力を混ぜ、
　　・USB接続した時
　　・USBコネクタを抜いて外部電源にした時
　　・水晶発振子・PLLをオンした時
低周波ビート音としてどんな波形が出てくるか、確かめます。

実験中の様子。

ラジオはモニター用。
ラジオのダイヤルを1000kHzにして机上を飛ぶ
2波の1MHz電波(500Hzくらいのビート音)を聞い
ています。

さてその結果です。

USB接続や外部電源時に生じる「グジュグジュ」音の
要因である内蔵クロックのジッタ。
「これ、使いたくないなぁ」というのが波形として
見えたかと。

RA4M1コアボード用(メインクロック用水晶発振子が
乗っている)のテストプログラム。
　　・ダウンロード - 16mhz_pll03.txt
　　　　(.inoではなくテキストで)
UNO R4 minimaでもPLL on以外は動きます。

グジュグジュ音を聞くだけならプロダクト検波回路はいりません。
AMラジオ＋可変周波数発振器(安定な)でＯＫ。


※関連：ラジオペンチ・ブログ
・Arduino UNO R4 のクロック周波数精度とジッタを測定
・Arduino UNO R4 のCPUクロックの品質をデジタルオシロで詳しく調査