この解説は、Skyworks (Silicon Labs) Si47XX PROGRAMMING GUIDE AN332 を基に、Google AI (Gemini) の協力を得て作成しています。
1 プロパティ 0x1102. FM_CHANNEL_FILTER 概要
FM Channel Filter(FMチャンネル・フィルタ)
復調段階で適用されるチャネルフィルタの帯域幅を選択します。 デフォルトは「自動」であり、デバイスが適切なチャネルフィルタを自動的に選択します。 次のコマンドを送信しても安全な状態になると、CTSビット(およびオプションの割り込み)がセットされます。 このプロパティは、パワーアップモードのときのみ設定または読み出しが可能です。 デフォルト値は1です。 対応デバイス: Si4706、Si4704/05/30/31/34/35-D50以降、Si4732 デフォルト値: 0x0001 (Si4706、Si4705/31/35-D50以降、Si4732) 0x0000 (Si4704/30/34-D50以降) 範囲: 0~4 注: FMRXコンポーネント3.0では、チャネルフィルタの自動設定はサポートされていません。
復調段階で適用されるチャネルフィルタの帯域幅を選択します。 デフォルトは「自動」であり、デバイスが適切なチャネルフィルタを自動的に選択します。 次のコマンドを送信しても安全な状態になると、CTSビット(およびオプションの割り込み)がセットされます。 このプロパティは、パワーアップモードのときのみ設定または読み出しが可能です。 デフォルト値は1です。 対応デバイス: Si4706、Si4704/05/30/31/34/35-D50以降、Si4732 デフォルト値: 0x0001 (Si4706、Si4705/31/35-D50以降、Si4732) 0x0000 (Si4704/30/34-D50以降) 範囲: 0~4 注: FMRXコンポーネント3.0では、チャネルフィルタの自動設定はサポートされていません。
2 プロパティ
2.1 プロパティリスト
| Bit | 上位バイト PROPH | 下位バイト PROPL | 15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Name | FMCHFILT | |||||||||||||||
| Bit | Name | Function |
|---|---|---|
| 15:0 | FMCHFILT | 0 = 適切なチャンネルフィルターを自動選択します。 1 = ワイド(110 kHz)チャンネルフィルターを強制的に使用します。 2 = ナロー(84 kHz)チャンネルフィルターを強制的に使用します。 3 = よりナロー(60 kHz)なチャンネルフィルターを強制的に使用します。 4 = 最もナロー(40 kHz)なチャンネルフィルターを強制的に使用します。 |
2.2 プロパティ
FM復調(デモジュレーション)段において、隣り合う周波数の混信(隣接局ノイズ)を排除するために適用される、
デジタルIF(中間周波数)フィルタの帯域幅(Bandwidth)を選択・固定するプロパティです。
デフォルトでは周囲の電波強度(RSSI)やノイズ状況に応じて自動最適化されますが、本プロパティを明示的に指定することで、電
波が混み合った環境下での選択度(隣接妨害排除能力)をマニュアルで強制制御できるようになります。
2.2.1 FMCHFILT[15:0] (FM Channel Filter Selection)
目的と概要:デジタルフィルタの帯域幅の動作モードを数値で指定します。
0:Automatic(電波環境に応じて自動選択。デフォルト値)
1:Force wide (110 kHz)(110kHz幅に強制固定)
2:Force narrow (84 kHz)(84kHz幅に強制固定)
3:Force narrower (60 kHz)(60kHz幅に強制固定)
4:Force narrowest (40 kHz)(40kHz幅に強制固定)
AN332に明記されない目的と解説:
このフィルタは、アナログのセラミックフィルタではなく、DSP内部のデジタル・シグナル・プロセッシングによって実現される急峻な複素数(Complex)デジタル低域通過フィルタです。
帯域を狭める(値3や4にする)ほど、隣接する強大局のサイドバンドノイズを綺麗に削ぎ落とせますが、
トレードオフとしてFMステレオ放送の19kHzパイロット信号やL-Rの差信号成分(〜53kHz)まで内部的に削られてしまうため、
狭帯域(60kHz/40kHz)を選択すると強制的にモノラル音声と同等になる、という音声セパレーション特性上のデジタル制限(意図された物理的限界)があります。
3 応答パラメータ
本設定は、コマンド 0x12 (SET_PROPERTY) を使用して書き込みます。このコマンドに対する応答パラメータは、標準ステータスバイト(STATUS)のみとなります。
STATUS (Status Byte)
[目的と概要]:プロパティの書き込み処理が正常に完了したか、およびICの現在の状態を示します。
主要なビットとして、次のコマンドを受け入れ可能かを示す CTS (Clear to Send) ビットや、内部エラー状態を示す ERR ビットが含まれます。
プロパティ設定後はこのバイトを読み出し、CTSが 1 になったことを確認して次の処理へ進みます。
4 その他(Google AI (Gemini) の見解)
4.1 コマンドの重要ステップと注意事項
チップリビジョンによる制限:
AN332マニュアルに記載されている通り、本プロパティは Si4735のファームウェア・リビジョンが「D50以降(D60含む)」でのみ有効なプロパティです。
それ以前の古いリビジョンのチップに対して 0x1102 を発行すると、コマンド自体は拒否されませんが、設定が無視されたり無効なステータスを返したりする場合があります。
4.2 もう少し踏み込んだ応用展開
DXイング(遠距離受信)特化型「超選択度モード」の実装:
マルチパス・歪み軽減のための広帯域固定:
あえて自動制御(0)をオフにし、ユーザーインターフェースから「超分離(Narrowest: 40 kHz)」をマニュアル選択できるようにすることで、
地元の大出力局のすぐ隣にある、かすかな遠距離のFM局(DX局)の音声を明瞭に浮き上がらせる「遠距離受信マニア向け機能」をファームウェア単体で実装できます。
マルチパス・歪み軽減のための広帯域固定:
電波強度は強いものの、周囲のビル反射等によるマルチパス歪み(音が歪む現象)が発生している環境では、自動制御が誤判定を起こして帯域を狭めてしまうことがあります。
あえて 1 (110 kHz) に強制固定することで、歪みを最小限に抑えたクリアな音質を維持する「高音質優先モード」としての応用が可能です。
4.3 デバッグ時のチェックリスト
FM_DEEMPHASIS(0x1100)直後の連続制御時のウェイト:
「ステレオインジケータ」との連動確認:
前回のディエンファシス設定に続けて本プロパティを連続で書き込む際、I2C通信が速すぎると SET_PROPERTY が衝突を起こす可能性があります。
必ず1回ごとに CTS ビットが 1 になったことを確認(ポーリング)してから、次の 0x1102 を送信しているか。
「ステレオインジケータ」との連動確認:
設定値を 3 (60 kHz) や 4 (40 kHz) に設定した際、液晶ディスプレイ上の「STEREO」表示が正しく消灯(モノラルへ移行)するか。
もし40kHzに絞ってもステレオ表示が消えない場合、チップのリビジョンが非対応(D50未満)であるか、書き込みが失敗している目安になります。
4.4 まとめ
0x1102. FM_CHANNEL_FILTER は、DSPラジオの最大の強みである「急峻なデジタルフィルタ特性」を、開発者が完全に掌握するためのプロパティです。
hobbylab.jpの作られる高機能な受信機において、「Auto(通常)」「高音質(110kHz)」「遠距離(40kHz)」といったフィルタ帯域の切り替えスイッチを
マイコンの制御UI(メニュー画面など)に設けるだけで、市販の高級通信型受信機に匹敵する「弄る楽しさ」をユーザーに提供できるようになります
4.4.1
4.5 疑問にお答え
4.5.1
質問
見解
