コントロールアンプにＤＡＣ組込　2000/8/26更新

<改造のきっかけ> 2000/7/21

パソコン用にＤＡＣを使用したため、オーディオ用のＤＡＣが無くなり製作を考えました。これからはコントロールアンプにもデジタル入力がある方が汎用性があり良いと思います。

秋月電子通商のオリジナル液晶テレビのキットを製作したとき、目についたPCM58PとYM3434のセットを買っておいたのを利用して製作を始めました。出来るだけローコストで使いやすくと考え、ラックに入れるスペースも無いので、コントロールアンプに組込むことにしました。ＤＡＣを入れるスペースが少ないのでＤＡＣ基板とＩＶコンバーター基板を、アルミ板を間にはさんで2階建てにして入れる事にしました。ケースは鈴蘭堂のCL-10ALを使用しているので内部高さが50mmですがぎりぎり納まりました。

ＤＡＩはCS8412CP（ＭＪ無線と実験に広告を出しているエイフルで購入）で製作したのですが、デジタルフィルターＹＭ3434からシリアルデータが出力できないので（原因不明）、デジタルフィルターをSM5843Aに代えて製作しかえました。ＤＡＣの製作資料が少ないので不明の部分があり苦労しました。

SM5843Aは共立エレショップに注文しました。４月に注文しましたが品切れで７月になって届き、何とか完成させることができました。

　　　　ＤＡＣ基板、下がＩＶｺﾝﾊﾞｰﾀｰ、上がＤＡＣ部分

正面左前ＤＡＣ基板、基板を外してＬＳＩ側を見た状態（ＬＳＩは外している）

背面、右手前デジタル用電源トランスと電源部、左側2個の基板はコントロールアンプ基板

ＤＡＣ基板を組み込んだ状態、右のケミコンはI/Vコンバーター用電源部

<主な使用部品>

バーブラウン18ビットシリアル入力D/AコンバーターPCM58P

秋月電子通商で購入

東芝光受信モジュールTORX178A

秋月電子通商で購入

ＤＡＩ復調ＬＳＩ　CRYSTAL　CS8412CP

エイフルで購入

デジタルフィルター　ＮＰＣ ＳＭ５８４３Ａ

共立エレショップで購入

マルコン　ＯＳコンデンサー

若松通商で購入

以上すべて通販で購入しました。

<設計>

取り付けスペースが限られているのと、複雑な回路は苦手なので２ｎｄPLL回路などは付けず必要最小限のシンプル回路にしました。作りやすさを考えＤＡＣ部分とＩＶコンバーター部分でプリント基板を２枚に分けて製作するようにしました。プリント基板はサンハヤトのICB-93SGを使っています。

  1. ＤＡＩ部分

通販で手に入るCS8412CPを使用し、同軸入力と光入力をRXP,RXNの各入力端子に直接接続して入力があった方が自動的に選択される回路を採用しています。デジタルフィルターSM5843Aの入力に合わせてM0,M1,M2,M3の各モードセレクトピンをHIGH,LOW,HIGH,LOWにセットして１６ビット出力とします。(HIGHは+5V,LOWはGNDに接続）

電源回路はCS8412CPのデータシートではデジタルとアナログを供給するようになっているが、デジタルフィルターとデジタル電源、ＤＡコンバーターとアナログ電源の系統だけ分けてアナログ電源からフェライトビーズのEMIフィルターを通してデジタル電源を供給するようにしました。

CS8412CPのデータシートはwww.cirrus.co.jpでPDFファイルが手に入ります。

  1. デジタルフィルター

最初はヤマハYM3434で設計したのだが秋月電子通商付属のデータシートではCS8412CPとのインターフェイス信号のデータが無くclockとラッチ信号は出力できるがserial data信号が出力できず、また原因もよくわからないのであきらめ、通販で手に入り、www.npc.co.jpでデータシートがPDFファイルで公開されているSM5843Aに代えました。

システムクロックは256xfs/384xfsが選択できるのでCS8412CPのマスタークロック出力256xfsを利用します。

出力はD/Aコンバーター、バーブラウンPCM58Pに合わせて18ビット出力にセットします。

デジタルディエンファシスのコントロール信号はCS8412CPの出力信号を反転して入力しなければならないのでインバーターに74LS04を使用しています。

  1. D/Aコンバーター

バーブラウンPCM58Pは電圧が+5V,-12Vと変則的なので、デジタル回路専用の電源トランス (12V-0-12V) を増設し、電源回路以外のバイパスコンデンサーをＯＳコンデンサーで統一してＤＡコンバーターでは使用例が多く音質が良いというＯＳコンの音質を確認したいと考えました。

  1. Ｉ/Ｖコンバーター

ラジオ技術1993年5月号の別府俊幸氏が発表されたトランス・インピーダンス・アンプ使用のI/Vコンバーター回路を参考に設計しました。

アナログフィルターはＣＲ２段とし、カットオフ周波数は1段目36KHz、2段目は24KHzとしました。実測ではトータルのカットオフ周波数は20KHz(-3ｄB)となりました。試聴した感じではＣＤプレイヤーＣＤ９４内蔵のＤＡコンバーターに比較して高域の伸びが足りないように感じられもうすこしカットオフ周波数を上げたほうが良かったかも知れないと考えています。出力レベルはＣＤ９４の1/2ぐらいとやや低いが音質に問題はないようです。

電源はコントロールアンプの電源トランスタンゴＣＴ−10(32V0.1A,6.3V0.3A)2個の内使用していない6.3Ｖ巻き線を使い±8.0ＶをI/Vコンバーター専用として安定化電源を使用せずケミコンから直接供給しています。

<製作>

ＤＡＣ基板はＩＣソケットを使い各ＩＣ間の配線はテフロン皮膜単線でプリント基板の表面を配線し、電源・アースラインは裏面をモガミ電線7本よりで配線しました。

I/Vコンバーター基板はＬＲを一枚基板としたので入力を外側にした対象配置とし、モガミ電線7本よりで配線しました。

<失敗談>

ＩＣソケットの電圧チェックをした後、電源スイッチを切り忘れてＳＭ５８４３Ａを挿そうとグイグイ押し込んでいると、ＬＳＩが猛烈に熱くなって、3ヶ月も待って購入したＳＭ５８４３Ａを壊してしまったと思ってがっくりきたのですが、何とか正常に動作したので助かりました。

I/Vコンバーター基板はＬＲを対象配置としたので、片チャンネルだけ基板配線図を書いて配線作業をしたので、初段トランジスターを対称に配置せず同じ方向に付けてしまい、右チャンネルから音がしないので誤配線に気がつきました。

<調整>2000/8/26

調整作業はテスターとオシロスコープで行いました。ＬＳＩを挿しこむ前にテスターでＩＣソケットの各ピンの電圧を確認し、ＬＳＩを挿してからもう一度異常な電圧が出力に出てないか確認して、ＣＤプレイヤーからデジタル信号を入力してオシロスコープでＤＡＣ基板の各ＬＳＩの出力波形を観測しました。正常だったのでI/Vコンバーター基板を接続して音を出してみました。

最初は右チャンネルから音がしないので誤配線に気がつきました。その後トランジスターを取り替えて正常に音が出るようになりました。

試聴が終わったところで、デンオンのオーディオテクニカルＣＤを使用してＣＤプレイヤーＣＤ９４のアナログ出力と切り替えながら出力波形をオシロスコープで観測してみましたが劣るところは無いようです。

周波数特性はオシロスコープで測定しました。オシロスコープは周波数特性５ＭＨｚのローコストなオーディオ用ですがＬＳＩの２０ＭＨｚの信号も何とか観測でき、出力信号の解析に役に立ちました。

<音質>2000/8/26

ＣＤプレイヤーＣＤ９４のアナログ出力と切り替えながら比較してみると、このＤＡＣはノイズ感の無いクリアーな音質です。ＣＤ９４のややノイズ感のある高域が音場の広がりを感じさせている部分がこのマシンに欠けている点で、女性ボーカルがクリアーで聞き取りやすい点が良いところだと思います。

　

ＤＡコンバーター回路図 2000/8/26

ホームページに戻る

inserted by FC2 system