＜ようやく完成したDAC8D SUPER。パネルは極シンプルに＞
作ろうと思ったきっかけは20BitのDACであるPCM63Pが入手でき、「このDACをつかって８パラ差動をつくってみたらゴージャスだろうな」、というのが単純な動機。
ただ、このPCM63Pというのは28P-DIPということでパッケージサイズが大きい。PCM61P(16P-DIP)くらいのサイズなら実装は簡単なんですけどね。どのように実装するかが、一つのポイントです。
<DIPパッケージのPCM63P-Ｋ。PCM61Pに比べて大きい！＞
どういう形の基板がいいかな？
８パラ差動になると３２個も並べることになります。
愛用のケース（タカチ電機のOS70-37-23SS)の幅が230mm、長さが370mm(実際使える寸法はもっと小さい）であることをかんがえると収納可能な基板サイズがおのずと決まってきます。
最大でも約20cm四方くらいでしょうか。もちろんPCM63Pを密に並べれば、この基板サイズでも十分におさまります。
DACに必要なパスコンや、フィルタコンデンサは基板の裏側に表面実装部品で取り付ければいいわけですから、とくに問題はありません。
でも、DACはDAC-ICだけでは動きません。DAI回路やIV,LPF回路も必要ですし、とてもこの基板寸法には収まりそうにありません。
今回は、LPFアンプにディスクリート回路をつかってみたいこともあり、どう考えても１枚の基板にALL-INというのは無理！
DAC1704-4DみたいにLR別構成の２段重ねだと、下側基板の調整も大変です。
ということで、実装密度が上げられるように、今回はマザーボードをつくって、その上に基板を垂直に立てて並べていく方法を採りました。
この方法を採れば、基板の入れ替えも簡単ですので、ＤＡＩ回路やアナログ回路の変更、さらにはＤＡＣ回路の入れ替えも可能！
将来的な拡張に対応できそうだという思惑も働いてきます。
もっとも、さらに上の構成をどうするかは全然考えていませんが・・・・
やろうと思えばPCM1704の16パラ差動もできますが・・・・ううう、下品！というか、高すぎ
＜マザーボード方式採用！ボードサイズは200mm×230mm＞
マザーボードは？
単純に電源回路と各種の基板が挿せるソケットがあれば十分なので、極めてシンプルな構成になるはずです。
また愛用のケースサイズにぎりぎりに併せて作ったのでサイズは200mm幅×230mm長さとDAC8Dに比べて少し大きめです。
搭載する電源部は
(1)ＤＡＣ用に左右独立の正負５Ｖ
(2)アナログ回路用に左右独立正負１５Ｖ
(3)ＤＡＩ回路用に５Ｖ
があれば十分でしょう。電流がもっとも多く流れるＤＡＣ用電源には少し大きめの放熱板を取り付けられるようにしました。
といっても、放熱板って形状がいろいろあるので、まずはこれを決めてやらないといけません。
というのもレギュレータの穴の部分と放熱板のフィンに部分が重なると穴があけづらくなります。
今回つかった放熱板は現品.comで有名な吉野電装さんから、通販で買った放熱板です。
＜現品.comで買った放熱板。＠４００円と安価です。でも必要以上に長い＞
この放熱板は、このままでは少々長いので切ってつかいます。
フィンの間隔は8mmですので、レギュレータのピッチは16mm間隔に設定しました。
レギュレータの取り付け穴はφ2.6mmで下穴をあけてM3タップでねじを切ります。
放熱板の取り付けは1mmのプラ板（下敷きです）を挟んで瞬間接着剤で固定しています。
これは放熱板の取り付け部分に、パターンがやスルーホールがあるためです。
もちろんスルーホールはフィンとフィンの間に配置しています。
ただ、万が一スルーホールと放熱板の接触がおこったりすると、部品全体の損傷につながる可能性があります。
プラ板はいわゆる保険ですね。
＜短く切った放熱板に穴をあけてレギュレータを取り付け。放熱板と基板の間の白いものプラ板＞
レギュレータは普通の３端子レギュレータです。
アナログ部だけでもLM317などの可変型にしたかったのですが、スペース的に余裕がないのであきらめました。
ソケット群は壮観！
基板を挿入するためのソケットは40Pのソケットを２連でつかいます。
２連とする理由は信号線の左右独立を考えているわけですが、もうひとつは、ある程度のピン数がないと基板がしっかり固定できないためです。
この40Pのソケットは秋月電子で売っている＠６５円のものですのでお財布にもやさしいです。
（基板側にはピンをつかいます）
＜マザーボードの全景：これだけだと非常にスッキリ。 放熱板はインレットと干渉するので、少し短め＞
ソケットの数はＤＡＩ用に１個、ＤＡＣ用に８個、アナログ用に１個です。
とくにアナログ回路についてはディスクリ基板の実装も必要になりますの、すこし周囲のスペースに余裕をもたせました。
また、アナログ出力にはミューティングリレーも搭載可能にしています。
内部構成はスッキリと
＜できあがたＤＡＣ内部（まだカードは刺さっていない）＞
電源トランスにはいつもの40WのRコアを２個つかっています。これで左右独立構成になります。
トランスと基板間が短いので、配線もスッキリします。
入出力は、シンプルに１系統のみです。ミューティング回路もありますが、マザーボードに載せることはできなかったので、これについては別基板でとりつけます。
＜別基板に取り付けたMUTING回路。ケース内のスペースが少ないのでステーて立てて配置。この辺りはDAC1704-4Dと同じ＞
カナレを使いたかった・・・・
コネクタについては、すこし奢ってカナレをつかってみようかと思いますが。
ちょっと奥行きが長いので、断念しました。
＜秋月（左下）とカナレ（右上）のコネクタ。カナレを付ければ結構、高級に見えるのですが・・・・＞
本当は、カナレを付けられないことはなかったのですが、このコネクタを付けるにはφ20mmの穴をあけないといけません。
手持ちにこのサイズがあけられるリーマが無かったのであきらめました。
ということで、いつもの秋月のコネクタです。これでも十分しっかりしています。
マザーボードに搭載する基板群について
１．ＤＡＩ回路
(a)ＴＹＰＥ−Ａ
まずはいつも使っているTC9245(DAI)とPD00601(DF)をつかったものです。
とくに特徴点はないのですが、出力バッファーにはAC245をつかっています。
出力DATAは反転および非反転出力がだせるようになっています。
部品数の割りに基板が大きいので、リクロック回路などを乗せればよかったかもしれませんが・・・・
まあ、これはおいおい改造とかすれば面白いでしょう。
このDAI回路に搭載したDFの機能からDACとしては16,18,20Bitの切り替えが可能です。
今回は20Bitに固定してしまいましたが、少々のパターン変更で変更可能です。
でも手持ちに部品も余っているので、18Bit用と20Bit用のDAIをそれぞれつくって置こうかな？
(2)ＴＹＰＥ−Ｂ
これも定番の組み合わせだとは思いますが、DIR1703とDF1704(DF)をつかったものです。
DAIの入力にはSPDIF信号をTTLレベルへの変換器がいりますので74HCU04で構成しています。
同じく出力バッファーにはAC245をつかっています。
このDFの機能から16,18,20,24Bitの切り替えが可能ですのでジャンパで切り替えられるようにしました。
これも部品の割には基板が大きいですね。
どうせなら、DIP-ICもSOP（表面実装）にすれば、もっと基板スペースが有効につかえたわけですが・・・・
後々の改造を考えるとこの方がいいでしょう。
<上はTC9245を使ったDAI、下はDIR1703を使用。さて音の違いはあるのでしょうか？＞
２．ＤＡＣ回路
１つの基板に４つのPCM63Pを搭載します。それぞれが左右正負出力を担当する１組です。
この基板を最大で８枚実装することになります。８枚実装すると８パラ差動になります。
もちろん、８枚すべて仕上げる必要はないので、１枚ずつ挿して音の変化をみていってもおもしろいかもしれません。
試聴時の問題は挿す枚数に応じて音量も変わるので、なかなか正確な判断も難しいかもしれません。
しかし、これを８枚挿すのはほとんど自己満足の世界ですね。
<DAC基板の裏と表。裏側にパスコン、フィルタＣなどが並ぶ。電解コンデンサはすべてタンタルです＞
＜やっぱり”Ｋ”のマークがいいです＞
＜すべてのカードを挿すとこんな感じ。ちょっと、下品？＞
さて、このＤＡＣ基板の実装上の最大の制約はその厚さです。
基板の配置間隔は400MIL(10.16mm)ですので、この範囲に収めなければいけません。
PCM63Pの基板取り付け時の厚さは約4.5mmあります。基板の厚さが1.6mmありますから、残りは約4mmです。
コンデンサ類はすべて裏面に取り付けないといけないですから、余裕をみれば3mm以下の部品高さのものしか裏面に配置できません。
PCM63Pにはフィルタコンデンサに100uF程度がアプリケーションノートには書かれています。
ここでは47uF/10Vの表面実装部品を選定しました。大きさは6.2×3.2 mmで高さも2.5mmで問題ありません。
これより１ランク大きい部品でも大きさは7.3×4.3mmで、高さが2.8mmですので、大丈夫でしょう。
＜ＤＡＣ基板間のクリアランスは約１ｍｍ。立った抵抗が少し不細工？＞
ディジタル信号ライン用のダンピング抵抗は部品面にとりつけますが、高さがあまりないので1/6Wの小型のものをつかいました。
あとで、わかりましたがリード部品をまげて取り付けるのは結構面倒なのと、抵抗が立って取り付けられるすこし外観も悪くなります。
本来はこの部分も表面実装部品にしたらよかったかな、とすこし後悔しています。
３．アナログ回路
この部分は一番バリエーションが高い部分です。今回は３種類の基板をつくって音の違いを楽しみたいと思っています。
（ａ）ＴＹＰＥ−Ａ：すべてＯＰアンプ構成
ＩＶ変換ならびにフィルタ部にＯＰアンプを使います。
極めてシンプルな構成です。回路構成はＤＡＣ８Ｄと同じになります(定数は若干ことなります）。
無調整で済みますので一番気楽につかえます。
＜TYPE-A：ＩＶとLPFにOPアンプを使用。少し面白みに欠ける？＞
（ｂ）ＴＹＰＥ−Ｂ：ＩＶのみＯＰアンプ構成
ＩＶ変換にＯＰアンプを用い、そのあとの差動増幅兼ＬＰＦはディスクリオペアンプ基板をつかいます。
ディスクリオペアンプ基板は、基板背面にとりつけることになります。
ディスクリ基板の部品の高さに注意しないと、ケースの側面にあたってしまいますが、15mmくらいは大丈夫です。
ＯＰアンプはＩＶ変換に用いられるので、できるだけ高速セットリングタイプのものを用います。
といってもOPA627などは高いので、最近ではＯＰＡ１３４をよく使っています。
これならば２００円程度で手にはいります（もっとも秋葉原などの店頭価格では、結構な値段がしているようです）。
＜TYPE-Ｂ：ＩＶにOPアンプを使用。裏側にオペアンプ基板がのります＞
＜裏側の様子。ディスクリオペアンプ基板で音が変わるか！？＞
（ｃ）ＴＹＰＥ−Ｃ：パッシブＩＶ＋ディスクリアンプバッファー
ＩＶ変換はシンプルにＲのみで受けます。PCM63Pは出力にダイオードクランプがありますので0.6V以上はでません。そのため、IV変換後には0.5V以下になるように抵抗値を選定します。８パラ構成だと最大電流は１６ｍＡ（２ｍＡ×８パラ）になりますので、抵抗値は２０〜３０Ωの範囲で選定します。ＩＶでえられる電圧は低いので、出力バッファーアンプには20dB程度のゲインを持たせました。
＜TYPE-Ｃ：ＩＶはＲのみ。オペアンプを一切使わないことがメリットになるか！？＞
あとは楽しみの試聴！！！
さて、役者はすべて揃いました。あとは試聴です。アナログ基板は３種、ディスクリ基板は５組、ＤＡＩ基板も２枚あります。
マトリックスで聞くつもりはありませんが、この中から、好みの音が見つかればいいな！と思っています・・・・・（結果はまだまだ先？）
でも、あまり難しく考えずに、しばらくは適当に音楽を楽しみたいと思います。
今は、完成した余韻に浸って、のんびりモードです。でも、もうしばらくＤＡＣは作りたくない！！！！！！
以外と大変だったこと。
１．半田付けが多すぎ！
とにかく部品の数も多いし、ソケット・ピンの半田数が半端でない！
恐らくＤＡＣ８Ｄの３倍程度の半田付け数になったんとちゃうかな？
２．放熱用の穴あけも大変！
ポンチ→ホールソーでφ８穴あけ→タケノコドリルで表より穴開け→同タケノコドリルで裏から面取り
の手順ですが、孔が１００以上あります。ボール盤のモータも途中で過過熱で、止まってしまいました！
<苦労した甲斐あって、以外と綺麗でしょ（自己満足！！）>
