江戸川堤防でFPGA FMチューナーによる受信・測定を行う

FPGA FMチューナーのノイズフロアや歪率を、東京スカイツリーからのNHK-FM放送の実受信状態で測定するため、国道6号線江戸川新葛飾橋付近の堤防へ家族で出かけてきました。

画像


昨年、本機を製作していろいろな測定をしていた際に、自宅のCATV経由で受信することの限界(特にSN比は本機の実力を発揮できていない)を感じていたため、東京スカイツリーが障害物なく見える江戸川堤防で一度実験してみたいと思っていたのですが、この正月休みにようやくそれを実現することができました。

使用機器等:
FPGA FMチューナー
・USB出力モバイル電源 Panasonic QE-PL103
・3素子FM用八木アンテナ マスプロ FM3
・アンテナマスト 約2m高(カラースチールパイプ/2本連結組立て式)
・ADコンバータ ONKYO SE-U33GX
・MacBook Air + WaveSpectra / Windows 7 / BootCamp

測定場所:
・江戸川堤防 国道6号線新葛飾橋から100mほど下流側(東京都側)、
 金町小学校付近、(北緯35.767646, 東経139.878098)
 東京スカイツリーから北東方向に約10kmの地点

まず、FMステレオ実受信状態で、無音時のノイズフロアをチェックしました。
AC電源のない屋外での測定ですが、本機は5V 400mAで動作可能ですので電源にUSB出力モバイル電源(5V)を使い、チューナーの主基板につながる電源コネクタへ接続しています。
自宅ではDAコンバータにONKYO A-7VL内蔵のものを使っていますが、今回はFPGA FMチューナーのアナログ出力で測定しています。その関係で、後述の通り、時報音(880Hz)のピークレベルが-17.41dBFSとなっており、A-7VLよりも約3dB出力レベルが低いことを考慮して測定値を評価する必要があります。

本機アナログ出力のノイズフロア(NHK-FMの実受信状態)
周波数Logスケール:
画像


同、周波数リニアスケール:
画像


<参考>自宅CATV経由での受信時のノイズフロア:
画像


自宅でのCATVでの受信時よりも10dB以上ノイズフロアが改善しており、放送波を直接受信するメリットを実感。FM放送を良好なSN比で受信するために引っ越してしまおうかと思うほどの差です。

次に、時報音のFFT結果です。残念ながらマルチパスの影響があるらしく、高調波歪率、雑音歪率ともに自宅CATV経由での受信の方が良好です。さらに今回録音したものを静かな場所でヘッドホンで聞くと、マルチパス特有の「ジュルジュル」という付帯音が、時報音だけでなく、音楽にもまとわりついているのが聞こえます。

アナログ方式のFM放送を完璧な音質で聴くのはそう簡単なことではないことを実感。昔から言われているFM放送を良い音で聴くためには良好なアンテナが重要という言葉の通りです。

もっとも、引越しすればもっと良い音でFMが聞けるかも?という煩悩は消え、スッキリしました。

時報音(880Hz)、周波数リニアスケール:
画像


<参考>自宅CATV経由での受信時の時報音FFT結果:
画像

- END -

ブログ気持玉

クリックして気持ちを伝えよう!

ログインしてクリックすれば、自分のブログへのリンクが付きます。

→ログインへ

なるほど(納得、参考になった、ヘー)
驚いた
面白い
ナイス
ガッツ(がんばれ!)
かわいい

気持玉数 : 0

この記事へのコメント

かめたろう
2014年01月06日 09:57
にっしー様、はじめまして。
私の自宅は都心北部でスカイツリー直視のため、S/Nについては林様から過去最高レベルと評されるほど非常に良いのですが、歪みは THD 0.2%ほどあって良くありません。実際にも時報の音に濁りが感じられます。正月休みにアンテナの向きや高さを変えてみたりしたのですが、2素子の位相差給電アンテナでは全く改善せず、やや諦めています。S/Nと歪みが両立する受信環境は、なかなか難しいですね。
にっしー
2014年01月11日 09:08
かめたろう様、コメントありがとうございます。
マルチパスはなかなか厄介なものですね。私の住むエリアのCATV中継局では地上高25mくらいのタワー上にFM用7~8素子アンテナが2基水平パラレルで東京方向に設置されています。
個人宅ではなかなかここまでの受信対策はできないなぁ と半ば諦めております。
かめたろう
2014年01月14日 09:38
私も当初はCATVの再送波を受信していましが、地元のCATV局の再送波はS/Nが非常に悪く、しかも時々原因不明の雑音が混じるため、NHKの生中継などを聞くには辛いものがありました。
私としては多素子の八木アンテナで受信したいのですが、いまどき屋根に大きなアンテナを建てるのは家人の了承を得られそうになく、このあたりで我慢するしかないかと(苦笑)。

この記事へのトラックバック