| DAI & DAC キット |
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新 Ver.5/5.1 DAC基板へ .  （mono動作対応基板 V.5 / V5.1） これ以降は、V4基板での説明です。 DAI/DACの 基本的な内容はこちらを参照ください。 
付属ケーブルで基板間を接続した例です。  |
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| 特徴 ・DAI基板 は、出力するPCMフォーマットがジャンパーで選択できますので他のDACチップなどでの使用も可能です。 ・DACチップに使用しているバーブラウンの PCM1794は自作事例も比較的多い、高性能DACチップです。 今回の回路では差動電流を I/V変換で 4.5Vに変換していますので Dレンジは 129ｄＢ（チップスペック）となっています。 また x8デジタルフィルターも内蔵していますのでシンプルな構成で高性能が得られます。 ・DAC基板の抵抗は KOA製1/4W超小型金属被膜抵抗と、一部パスコンに ニチコン製Muse(KZ)を使用しています。 （LED点灯用抵抗はカーボン型です） ・( 梅バージョン は、使用部品が変わります => 梅へ ） |
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DAI & DAC 仕様概要 DAI は こちら から DACは こちら から |
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| DAI （Digital Audio Interface) SPDIF から得られる信号を、DAC IC チップに入力するPCM信号フォーマットに変換 | ||||
| ・使用IC ： Cirrus Logic製 CS8416 ・電源 ： +5V （CN103 ） 予備コネクタ（他基板へのデイジーチェーン用）付き。 ・入力 ： 3COAX端子、1OPTIC端子接続可能 （CN101) ・出力 ： CLRK,OSCLK,SDOUT,RMCK端子 (CN102) ・基板サイズ： 72㎜ X 47㎜ ・基板材質： FR-1 両面スルホール ・動作モード： ハードウエアモード （ジャンパー切換で初期値設定） 設定可能項目 (1) 出力フォーマット： AES3、I2S、Right-Justify、Left-Justify （使用するDACによる。PCM1794/1798の場合は Rightjustify）  (2)Clock：256ｆｓ、128ｆｓ （使用するDACによる。PCM1794/1798の場合は、256ｆｓ）  <注意>両方同時に挿入しないこと。(3)出力ポート動作電圧：3.3V、5.0V （使用するDACによる。PCM1794/1798の場合は、3.3V）  <注意>両方同時に挿入しないこと。(4)デジタル入力端子の選択  <注意>JP102-OPTIC端子は TOS-Link用の 5Vが出ます。 |
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完成基板例 V2基板  V3基板から、光入力端子(3P)が独立しました。 上記デジタル入力端子の選択表で、RXP4/5の ジャンパー無しが相当します。 光端子を接続した場合 CN101のRXP3(COAX)は使用できません。   |
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DAI基板 部品配置図 V2.基板の場合  V3.1基板の場合  |
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DAI 参考回路図 V2基板の場合  V3.1基板の場合  SPDIFの入力切換方法は <こちら> を参照ください |
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| DAC （Digital Analog Converter) PCMデジタル信号をアナログ信号に変換 ・PCM1794（松）バージョンと PCM1798(竹）バージョンがあります。 (梅) もあります - 検討中。 松と竹の違いは使用するDACチップの差動電流駆動能力の違いです。 1794は 7.8mAp-p、1798は 4mAp-p となっています。 ・音の違いは ・・・ もちろん1794が良いです といいたいです。 でも どちらも バーブラウン の自信作です。 謳い文句は同じ ： 24-BIT,192KHz SAMPLING, ADVANCED SEGMENT, AUDIO STEREO DIGITAL-TO-ANALOG CONVERTER .
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| PCM1794 バージョンです。 (松） ・ DAC用 IC ： BurrBrown製 PCM1794 （24bit、8倍オーバーサンプリング、差動電流出力） ・ I/V変換用 IC ： BurrBrown製 OPA2604 x 3 ・ 電源 ： +5V 、±15V （CN903、CN901） 予備コネクタ（他基板へのデイジーチェーン用）付き。 ・ 入力 ： DAIと接続 （CN201) 3.3Vpp DataFormat=Rightjustify固定 ・ 出力 ： アナログ出力 (CN202) 2VRMS。 又は、ATT無しで4.5VRMS 4.5VRMSとする場合は、R215/216 330Ωショート、R217/218 270Ωカット（オープン）とする。 ・差動シングルエンドコンバータ fc ： 169KHz ・ アナログ性能 ： Dレンジ 129ｄB、 THD+N 0.0004% （チップのカタログスペック） ・ 基板サイズ ： 72㎜ X 47㎜ ・ 基板材質 ： FR-1 両面スルホール ・ 設定項目 ： 固定。 ( 設定項目無し ) ・ （Ver.4基板使用） |
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PCM1794バージョン基板例   KOA 超小型 1/4W金属被膜抵抗使用 |
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DAC基板 部品配置図  PCM1798バージョンでは、「R215/216 Jumper」, 「R217/218 無し」 となります。 |
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DAC 参考回路図 PCM1794バージョンとPCM1798バージョンは、回路･基板とも共通です。  |
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| PCM1798 バージョン. |
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出力電圧が異なります。 (竹） ・ DAC用 IC ： BurrBrown製 PCM1798 （24bit、8倍オーバーサンプリング、差動電流出力） ・ I/V変換用 IC ： BurrBrown製 OPA2604 x 3 ・ 電源 ： +5V 、±15V （CN903、CN901） それぞれ予備コネクタ（他基板へのデイジーチェーン用）付き。 ・ 入力 ： DAIと接続 （CN201) 3.3Vpp DataFormat=Rightjustify固定 ・ 出力 ： アナログ出力 (CN202) 2.3VRMS。 又は、ATTありで1VRMS 1VRMSとする場合は、R215/216 330Ω、R217/218 270Ωとする。 ・差動シングルエンドコンバータ fc ： 169KHz ・ アナログ性能 ： Dレンジ 123ｄB、 THD+N 0.0005% （チップのカタログスペック） ・ 基板サイズ ： 72㎜ X 47㎜ ・ 基板材質 ： FR-1 両面スルホール ・ 設定項目 ： 固定。 ( 設定項目無し ) ・ （Ver.4基板使用） |
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PCM1798バージョン 基板例 KOA 超小型 1/4W金属被膜抵抗使用。 回路はPCM1794版のアナログ出力調整抵抗が無い他は同等です PCM1798搭載のDAC基板は Light type に集約予定です。 PCM1798 Light type は こちら < goto TOP > < 戻る > |
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| ソフトモードで使ってみる PCM1796 バージョン (梅）
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| PCM1796は,スペックは1798と同じですが、ソフトモードで使えます。 ・ DAC用 IC ： BurrBrown製 PCM1796 （24bit、8倍オーバーサンプリング、差動電流出力） ・ I/V変換用 IC ： TI製 NE5532 x 3 ・ 電源 ： +5V 、±12V～±15V （CN903、CN901） それぞれ予備コネクタ（他基板へのデイジーチェーン用）付き。 ・ 入力 ： DAIと接続 （CN201) 3.3Vpp DataFormat = I2S （制御により変更可能） ・ 出力 ： アナログ出力 (CN202) 2.3VRMS。 外部マイコン等により ソフトモードでDACのATT値を可変可能。 -0ｄｂ～-120ｄBまで0.5ｄBステップ ・差動シングルエンドコンバータ fc ： 169KHz ・ アナログ性能 ： Dレンジ 123ｄB、 THD+N 0.0005% （チップのカタログスペック） ・ 基板サイズ ： 72㎜ X 47㎜ ・ 基板材質 ： FR-1 両面スルホール ・ 設定項目 ： 固定。 ( 設定項目無し ) |
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試作の DAC基板 と 制御基板。 制御基板にはtiny2313と ロータリーエンコーダ、ディップSW、7segLED等  DACのスペックは、1798と同等なのですが周辺デバイスを手軽なスペックのもので構成しています。 IV変換用オペアンプは NE5532、抵抗はカーボン、電解コンデンサは一般品も検討中 制御に使ったTiny2313は、SPI通信機能が貧弱で使いにくいため、ソフト的にSPI通信を実装しました。 とはいえ、シンプルなプロトコルですから頭を使わずに力業で。 と、思っていたら動かない。 外部から制御の状況が分かりやすいATT値の設定で、SPI通信がうまくいっているかどうかを確認しよう とするのだが言うことを聞いてくれない ・・・・・ あれやこれや 1-2Weekほど手間取った末、TI-J に Helpを出した。 あらら、ATTレジスタは Disableが デフォルトだと。 別のレジスタ(R18)をenableに書き換え いとも簡単に解決。 （英文の資料は必要と思われる所しか拾い読みしないので見逃してまう、英語力とは別の問題がある） SPI通信を力仕事(頭を使わず?)ベタで作った参考コードです。 ｃ1にレジスタ、ｃ2にデータをセットしてコールします。  |
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色んな設定が出来る様にと、ディップSWやら トグルSWやら 付けたのですが 単なるDACの場合、ソフト制御するメリットは 「 無い！」 と言って 良いようです。 従って、この制御基板は試作版のみ（販売予定無し）です 参考：SPI制御の回路図  PCM1796は、デフォルト（制御無し）で、入力フォーマットがI2Sになるだけで PCM1798バージョンと スペック的に同等で使えます。 ということで周辺デバイスをお手軽パーツにした、（梅）バージョン としてリリース予定。 制御基板は付きませんが、端子はありますので ソフトモード に チャレンジしたい方に最適。 （ 販売用の基板の手配は未定です => 対策 ） PCM1796 DAC回路  IV変換用の NE5532の Pdは 計算すると Pd = (Tjmax - Ta) / θja = (150 -70) /85 = 0.94W となり、余裕があるようです。 （温度上昇が定格内）
ATAPIコントローラや、USB Audio I/F と組み合わせて手軽に使えるDACが欲しいとの要望が ありますので、 PCM1798で周辺スペックを 上記PCM1796で検討した内容にして お手頃価格 のDAC基板セット (Light Type) として発売いたします。 
NE5532は、TIのオペアンプですが 低雑音であるにも関わらず、 駆動能力が高くパッケージ温度上昇（Θja）が小さいため 安心して使えます。 電源電圧は、±22Vまで対応しています。 BBのPCM1794アプリケーションノートで使用されているNE5534のDual版 使用抵抗について 使用する抵抗を、金属被膜からカーボン抵抗に変えていますが、変えた事による 最大の問題点は、抵抗値精度です。 本DACの回路で抵抗値の精度が問題になる のは、IV変換回路です。 その他の抵抗はそれほど問題になりません。 金属被膜抵抗は F級（±1%)ですが、カーボン抵抗は、J級(±5%)です。 どの程度バラついているのか 実測してみました。 左下の表がIV変換に使っている820Ωを 30本ほど無作為に袋から取り出し 測定した結果です。 袋の中では（同一ロットと思われます）センター値が ズレるため 絶対値誤差(820Ωにたいする誤差）は 最大で2.2％発生しています。 しかし、測定値全体でのセンター値からの偏差（相対誤差）は、0.93%ですから 1%以内のバラツキに収まっているといえます。 これを、実測選別すると仮定して ±2Ωでランク分けすると 大きく3つほどの 山に分けられます。 つまり選別すれば容易に ±0.25%クラスのバラツキ範囲内で 使用することが可能なことが分かります。  使用DMM:MS8264/MastechPCM1798DAC基板の IV変換用抵抗は、上記の概念で選別ランク 分けし、基板内で同一ランクの物を用いていますので、差動動作の 誤差は、金属被膜抵抗並に 押さえられています。 |
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<参考資料> |
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BurrBrownの現在ＡｃｔｉｖｅなDAC一覧表です。 S/N100 を切るような DACは ゼネラルAudio 用ですが 参考まで  S/N レシオと消費電力Pdに相関があるのが分かります。 ここには掲載しませんでしたが、価格にも相関がとれています
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