Electrelic

Z80 CPUは以前にも取り上げました（1回目・2回目）が、またまた買ってしまいました。

最高クロック20MHz版です。

今さら大昔のCPUを動かすのに速度を追求してもしょうがないと思ってクロック上限には拘っていませんでしたが、PLLが動き始めているのでオーバークロックで遊んでみても面白いかもと考えが変わってきました。

さらにDIP版の入手が難しくなってきたような話も聞いていたので、買えるうちに確保しておこうと思ったのでした。

はじめ安さに惹かれてeBayで買ったのはちょっと怪しかったのですが、追加で買ったこれはDigiKeyからなので真正品と考えられます。

もう「その10」と2桁に達してしまいましたが、当面は何か進捗があるたびに書いていこうと思います。

今回は何が進捗したかというと、出力周波数を下げていくとロックしたりしなかったり不安定になる問題です。

1MHzというのはVCOを単独で動かして求めた可変範囲をもとに出せるはずと思っていたわけですが、ループフィルタの出力の範囲が狭い、あるいはその付近でVCOのF-V特性が急峻になっていて周波数が安定しない、という可能性もあります。

前回リングオシレータの電源云々と書いたのは後者の対策だったのですが、ちょっと実験するだけならもっと簡単な方法がありました。

それはリングオシレータを1段から5段に変更してみることです。これで同じ入力電圧に対する周波数は約1/5（容量などの影響でもうちょっと下がるはず）になります。

試してみると設定下限の300kHzまで安定に動作します。代わりに上限も下がって14MHz程度までしか出せなくなりました。

PLLシンセサイザの続きです。

間があいてしまったので今困っていることをまとめてみます。

1. 基準周波数を下げると不安定になる
   100kHzではいいが一般的な10kHzにすると安定しない
2. 出力周波数を下げると不安定になる
   1MHz付近まで下げると安定しない
3. ロック検出をどうするか

1.と2.はループフィルタ問題だと思われるので本を読み漁っているのですが......

学生時代は制御研究室にいたこともあってフィードバック制御は馴染みではあるのですが、PLL回路には位相比較器とかVCOなどの見慣れないものが含まれています。本を頼りに求めてみたのですがどうも桁が違っているようで、何かを勘違いしているのかもしれません。

じっくり本は読み直すことにして、勝手のわかるフィルタ部分だけ先に求めてみます。

実験に使っているのは以下のラグ・リード・フィルタです。

その1でプログラムを実行できるようになりましたが、スイッチを操作して書き込むのは非常に手間がかかります。また電源を切れば消えてしまい、再度入力しなくてはなりません。

バッテリバックアップ
SRAMを電池でバックアップ（あるいは電源を入れっぱなしに）すれば毎回入力しなくて済むようになります。

プログラムを暴走させて壊してしまうリスクはありますが、RAMを2つ搭載して片方の書き込み信号をスイッチで切れるようにして保護する方法もあります。

キーパッド
16進キーパッドと7セグメントLED表示器を搭載すれば入力が楽になります。

これを制御するためのプログラムはスイッチ操作で入力する必要があります。必要最小限のプログラムをスイッチ操作で入力し、キーパッドが使えるようになったらそれを利用して機能を拡張していくことで効率よく入力できます。

カセットインターフェイス
カセットインターフェイスを製作すれば入力したプログラムを保存しておくことができます。