新デバイスは楽しみですね～！！ 2019.5.22
ハイエンドＤＡＣといえば、旭化成マイクロではＡＫ4497、ＥＥＳ社ではＥＳ9038ＰＲＯがあり、それぞれ２年ほど前につくりましたが
そろそろ、また新しいＤＡＣがでそうな感じです。ちなみにＴＩ社のハイエンドＤＡＣといえれば何になるのかな？32Bitでいえば
PCM1795あたりになりますが、ひょっとしてPCM1794あたりがハイエンドになるのかもしれないですね。でも、TI社は近頃
ハイエンドDACがでてないようなのですがやめたのかな？
旭化成マイクロ（AKM)はＡＫ４４９９
こちらは去年の冬にアナウンスがあったようです。今年にはサンプルが入手できるようです。それにしても型番のつけかたですが、
ＡＫ4490→ＡＫ4493→ＡＫ4495→ＡＫ4497→ＡＫ4499 とつづいたけど、ＡＫ4499の先はどうつけるのだろう？
ひょっとしてAK44101とかなったりするのだろうか、と余計な心配です（笑）。
最初のアナウンスは去年の冬ごろ。
今年の夏にサンプル出荷の様子。一般ユーザには冬ごろかな？もうちょっと先だな～。
引用：https://www.phileweb.com/news/audio/201905/21/20867.html
でかいＩＣです。４ｃｈなので仕方ないかな。リファレンスモデルは手作り感満載ですね。
ＲＯＨＭからはＢＤ３７８０６？
ＲＯＨＭからもハイエンドＤＡＣがそろそろ出そうな雰囲気です。個人的には関西である京都に本社のあるＲＯＨＭのＤＡＣも応援したいですね。
引用：https://www.phileweb.com/news/audio/201805/13/19731.html
ＭＯＵＳＥＲからはフライング気味にページが作られたとのことです。
ＥＳＳ社からはまだなしかな？
ＥＳＳ社からはＥS9038ＰＲＯの次のＤＡＣのアナウンスはまだ無いようです。まだしばらくＥＳ9038ＰＲＯがフラッグシップの位置づけになるのでしょう。
その代わりに・・・・
ＥＳＳ社からでているＤＡＣでＥＳ9218Ｐなるものがすこし気になっています。どうやらモバイル用のＤＡＣなのですが、ヘッドホン用のアンプも内蔵しています。
ＳＡＢＲＥ ＤＡＣ Technologyをつかっているので、中身としてはES9038PROとかなり類似しているのかもしれません。
ESS社のES9218Pも気になるDACだったりします。
ES9218Pを使用したプレイヤもいろいろとありそうです
すでにES9218Pを搭載した音楽プレイヤーはいろいろとでているようです。
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こんなプレイヤーなどがでています。
ES9218Pの中身です。電源電圧として3.3Vと1.8Vの両方が必要なのがちょっと面倒そう。
まあ、ES9218Pは小さいし、ヘッドホン出力もあるようなのでRasPiをくみあわせて使うのもおもしろそうだな～と思っていたら、
すでに出ていますね。大阪のデジットのHPにありました。結構、いい値段してますね。ES9218P自体の値段は１６００円くらいなので、
もっと安く作れそうな気もしますが、開発費や組み立て費を考えるとこのくらいになっちゃいますね。
ふと、ES9218Pを２個つかって、バランス形のヘッドホンにも対応できるようにしたらおもしかな～とおもったりです。
RasPi用のES9218Pを用いたDACのようです。
もうすこしES9218Pを調べてみましょう
そのためにもES9218Pのデータシートが必要です。データシートは一般には公開されておらず、ESS社とNDA（守秘契約）を結ばないともらえません。
以前にESS社とはNDAを結んでいるので、今回もES9218Pのデータシートを商社を介して送ってもらいました。
それにしても、データシートの真ん中に斜めに名前が書いてあるのでコピーすらできないようになっています。
データシートです。真ん中に朱記でConfidential・・・とあります。
さて、しばらくデータシートを眺めて勉強してみましょう。
ようやく到着！ 2019.7.20
ESS社から商社経由でようやくチップが届きました。
で、早速動かしてみようとおもいましたが、変換基板が・・・・
てっきりQFN44かとおもっていたらQFN40でした。
すぐにAMAZONで発注しましたが、盆前くらいまでかかりそうです。
ようやくチップが届きましたが、変換基板を調達ミスです・・・
まあ、お盆休みのお楽しみにしいましょう。
そのころにはAK4499も到着することでしょう。
あ、こちらも変換基板を探しておかなくっちゃ！
変換基板受難？
QFN40の変換基板はAMAZONで簡単に見つけれられました。下記が送料も無料で安いです。ただ、納期がかかります。
QFN40の変換基板はこれがつかえそうです。
→ES9218Pをつかった検討はこちらに移動します。
問題はAK4499用の0.4mmピッチの128PinのQFNです。
まずはaitendoさんをさがしたところ、128Pで下記がありました。あったあったと喜んでいたのですが、
よくみると0.5mmピッチなんですよね。これでははまりません。
これが良さそうでしたが、ピッチがあいません。
で、色々と情報をいただきました。
まずは0..4mmの128Pin-QFNのソケットがあるようです。でも、かなりお高い・・・・ICより高いです。
で、もう一つはこんな基板があるようで、４枚組みあわせるという案です。
これを４枚つかって変換コネクタを作ることは可能かな？
しかし、これはこれでかなりハードルが高そう・・・・
どうしようか考えてものです。
いっそのこと試運転なしに基板をつくろうかと考え中です。
それにしても0.4mmピッチのICは初めての経験になります。
※そういえば0.4mmピッチはCS43198もありましたが、変換基板までつくったけど手付かずです・・・・（反省
0.4mmの128P-QFNはDigikeyで調達できそうです・・・2019.7.25
Digikeyからも調達できますよ～との情報をいただきました。
さすがDIGIKEYです。こんな変換基板も手にはいります。
サーマルパッドがないのは基板に穴をあければ対応できるでしょう。
さて、さてどうしようかな～。１枚1754円です。
ICが手元に来てから考えるモードに突入かな～（笑。
忘れた頃に・・・ 2019.8.5
AMAZONから届きました。QFN32とQFN40のリバースパターンなっています。
これでES9218Pのテストができそうです。
しかし、こんなにたくさんいらないのだけどな～。
一杯届きました。使うのは１，２個なんだけど・・・・
表裏面で違うパターンを描いているのは、いいアイデアですね。
それにしても・・・・
AK4499の出荷が遅れているようです。ひょっとして、最近話題のなんとか管理とかで
製造ができていないのかな？
まあ、急ぐ旅でもないのでのんびり待ちましょう。
ようやく到着！ 2019.9.2
いや～すっかり忘れてしまっていました。
PREMIUM DACとあります。
２個ゲットです。
どんな構成で作るかな？
AK4499はいままで使ったDACと違って４ｃｈ分（ステレオ×２）のDAC素子を内蔵しています。
それらをまとめてしまってステレオで使ってもいいし、全部まとめてモノラルでつかってもいいし、
折角4chあるので、DIV5142とつなげてマルチシステム用にしてもいいかな～。
あと、DAIについても同居させるか、外付けにするか？
組み合わせとしては色々とあって、なかなか考えがまとまらないっす（笑。
ちょっと絵にしてみて、もうちょっと悩んでみましょう。
１．シンプル
AK4499を１個だけ使用。基板上にはDAIもIVも搭載して１枚で完結できるタイプです。
もっともシンプルな構成です。でも、ちょっと面白みに欠けるかな～。それと、WIDEサイズの
基板でも１枚に収まるかちょっと心配です。
シンプルな構成の場合
２．ちょっと贅沢にモノラルで
DAC4497やDAC4497-2.1などと同様にAK4497をモノラルで使うパターンです。
IVも載せればすぐに音だしもできます。でもIVに結構な電流が流れるので、規模が大きくなるので
収まるかな～？
ちょっと贅沢にモノラルで
３．モノラルでIVも外付けに
IVは外だしすれば自由度が増します。反面面倒ですが・・・・・
でも、これが一番すっきりするかな？
モノラルでIVも外付けに
４．４ｃｈもつかえるように
折角AK4499が4chのDACであることも考えると、マルチ入力にできるようにするといいかもです。
ちょうどDIV5142と接続するのに好適です。
４ｃｈもつかえるように
さてさて、どうしよう？
基本的には４．の構成ができるようにして、３もつかえるような構成がいいかな？
IVとDAIは、外付けにしたほうが、なにかと工夫ができそうです。
悩んじゃいますね～。こうなったら、アイデア募集です（笑。
ぼちぼち、それにしても細かいな～ 2019.9.15
MUSES72320をつかった電子ボリュームもできたことだし、次のアイテムのAK4499にとりかかりましょう。
おもむろに基板CADに0.4mmピッチのQFN128を描いてみましたが・・・・・細かい・・・・。
左から0.8mmピッチの128PIN、AK4499、そして一番左端が1.27mmピッチのSO-14
いままで扱ったICの中では0.5mmピッチが一番狭かったですが、それより20%小さくなります。
まあ、半田付けができないほどではないですが、ちょっとデザインルールの見直しが必要です。
いままでは10mil(0.254mm)が最低ライン・・・
個人的にプリント基板の設計には個人的なデザインルールがあって、通常は
最小線幅:10mil（0.254mm)、
最小線間隔：10mil（0.254mm)
としていました。流石にメモリーバッファの場合だと、これではきついので
最小線幅:8mil（0.2032mm)、
最小線間隔：8mil（0.2032mm)
まだ狭くしていました。メーカの製造ルールでは0.15mm（約6mil)が最小値となっているので、余裕はあるのですが
それでもメーカとしては断線しない程度のぎりぎりの値のようなので、それを狙うのも怖いところです。
それに、いつも銅箔厚さは70umを用いているので、エッジのダレも大きくなってしまいます（深くエッチングしないと
いけないので、どうしても線幅が設計値より狭くなってしまう）。
そのようなところでピッチ0.4mmなのでどうするか？ここは製造メーカの保証値を信頼して
最小線幅:8mil（0.2032mm)、
最小線間隔：7mil（0.1778mm)
で行きたいと思います。ということで、ICのランドパタンとしては線幅8mil（0.2032mm）でピン間隔が0.1968mm
になります。
大まかな構成は 2019.9.20
構成としては、シンプルにDACのみを搭載しましょう。これが一番汎用的です。
AK4499には電圧が５Vのアナログに加えて、3.3Vと.1.8Vが必要ですが、
これらはADM7154で生成しようかと思っています。なぜADM7154を使うかですが、
外付け部品に電圧調整用の抵抗が不要なので、部品点数が減るかな～と思っています。
PICは、今回は液晶とかはなしにしてシンプルにボード上のジャンパーで設定できるようにと
考えています。ただし、ちょっと悪戯ができるようには腹案がありますが、いまは内緒。
DAC側の基板の構成案です。
IV回路については、あまり考えていませんが、チャンネル数も多いので一つあるといいかもです。
すでに、何枚もIV回路基板はあるので、それをつかう手もありますが、ちょっと改造が必要だったりもします。
IV側の基板の構成案です。
IV回路で気になるのが、OPアンプの選定です。データシートにはOPA1612が用いてあります。
このOPA1612ですが秋月でも販売されていますが、かなりの高性能品です。１個630円と結構なお値段もします。
それに、このICってDIPパッケージのものがないんですよね～。
 AK4499のデータシートで使われているOPアンプです。秋月でも取り扱いがあります。 |
このOPアンプのすごいところは出力電流です。なんと、+55/-62mAもながせたりします。
このパッケージでそれだけ流したら発熱が～と心配してしまいそうです。
 大きな出力電流が流せるのも特徴です。 |
で、私のお気に入りのOPA2134をみてみると、35mAのようです。これは一般的なOPアンプの値ですね。
 OPA2134の電気的特性です。出力電流は35mA流すことができます。 |
気になるのは・・・・
AK4499の出力電流が高いので、IVアンプのOPアンプは何がつかえるか？というのが気になります。
AK4499のカタログでは、出力電流は36.4mAppです。電流が大きいとS/Nが稼ぎやすいのはわかりますが、
えらい大きな値です。いままでの中で出力電流の大きかったPCM1794ですら、7.8mAppです。
その５倍ですから、「流しすぎちゃうの？AKさん！」という気もしてきました。
ここで、気になるのはPCM1794の7.8mAppですが、あくまで振れ幅ｆが7.8mAですが、中点電流（オフセット）が6.2mAありますので
実際にOPアンプに流れる最大電流は6.2＋7.8/2＝10.1mAとなります。これならば、普通のOPアンプでも流せれます。
でAK4499の場合はどうか？36.4mAppの電流がOPアンプの正側あるいは負側のみにかかるとすれば
最低でも36.4mAの電流が流れます。オフセットがあればさらにプラスアルファになります。
となると、もはや普通のOPアンプではつかえません。OPA1612を使わざるを得なくなります。
しかしOPA1612を使うとなるとSO-8パッケージしかありません。DIPタイプで基板をつくっても取り付けられません（変換基板が必要です）。
かといってSO-8でパターンを描いても汎用性がないしなあ～ブツブツ・・・・。
ん・・・・いっそのことIVアンプはディスクリートにしてしまおうか？
しかし、どのくらいの電流がOPアンプに流れるが、もう少し調べておく必要がありそうです。
AK4499のIV回路は特徴的？
AK4499のIV回路は、いままでのDACのIV回路にはない接続があります。
従来の、例えばPCM1794Aだと下図のように、IOUT出力が１つあるだけで、
それがOPアンプの回路に接続されていて、とてもシンプルです。
PCM1794AのIC回路。IOUTがあるだけのシンプルなものです。
それに対して、AKK4499ではIOUTの他に、OPIN（OPアンプの－入力端子に接続）なるものがあります。
この役割がいまいちわかりません。というのも、この端子の電圧は結局のところ、Voffの電圧と同じであり、
またIOUT端子の電圧と同じになるはずでは？と思うからです。
AK4499のIV回路。OPINL1Nがなぜあるのか？
なお、データシートについてのIV回路の記述をみてみると、短い文章だけですがこんなことが書いてあります。
ポイントは
・電流振幅は36.4mApp。中点電位は2.5V
・出力インピーダンスは110Ω
・IV抵抗に360Ωを持ちいれば4.6Vrmsの出力（360Ω×36.4mA/2＝6.55V＝4.6Vrms）
・Voffを1.9Vにすればコモン電圧は０V
といったところです。
AK4497のデータシート抜粋。
等価回路は
下図のようになっているのかな？と想像します。IOUTとOPINの間には何かしらの抵抗があって、おそらくその両端の
電圧をみて流す電流の制御をおこなっているのかもしれませんが、ここではわからないのでとりあえず０Ωにしておきます。
出力源（V4)は中点電位２．５Vでおよそ２V振幅(4Vpp)としておきます。
おそらく等価回路はこんな感じ？
このときの、シミュレーション結果は下図のように、出力電圧は０Vを中心にして約6.5Vの振幅で振れていて、
また電流値も-24mAから+12mA流れていて、36mAppになっています。この結果からわかるように、OPアンプは最大で
-24mAの電流を流せる必要があります。ちょっと非力なOPアンプだったら、ちょっときびしいかもです。初期の741などの
OPアンプだったら無理な値です。
シミュレーション結果。Voff=1.9V。出力電圧は０Vを中心にして約6.5V振幅。電流値も-24mAから+12mA。
さて、データシートではVoffは2.5Vになっています。これは、ちょうどアナログ電源(5V)の中点をとった場合になります。
この場合の結果は下図の通り。
Voff=2..5Vにすると電流は-18mA、+18mAと正負対称になりますね。ただし出力電圧は2.5Vせり上がりますので
最大出力電圧は約9Vになります。１５V電源のOPアンプならまだ余裕ですが、かなり高くなってきます。
シミュレーション結果。Voff=2.5V。出力電圧は2.5Vが中心になる。
横着して
OPアンプの正側にVoffを加えずに、PCM1794AのときのIV回路のように、GND電位に接続したらどうなるか？
早い話がVoffの生成回路を横着して、なくしてしまおうという算段です。これができれば、抵抗とｺﾝﾃﾞﾝｻの数が
すこし減ります。
で、計算してみると想像通りなのですが、OPアンプの負側でクリップしました。まだ、OPアンプに流れる電流も
負側に偏り大きな電流が流れていて、一般のOPアンプのドライブ能力を越えてきます。
横着してOPアンプの＋入力をGNDにしてみました。
シミュレーション結果は負側の出力がクリップしてしまいました。
やっぱりVoffのための分割回路は必要だなあ～。ちなみに、IV抵抗値の360Ωをすこし減らせばなんとかなるかもしれません。
ということでIV抵抗値を半分にしてみました。３６０Ωから１８０Ωに変更です。電圧は減るけど、電流が・・・という予想です。
計算結果は予想どおりですが、出力電圧はIV抵抗値を下げたために電圧も半分程度に下がりますが、電流の負側への偏り
があり、OPアンプのドライブ能力をオーバしています。ここではLT1028Aを用いていますが、40mAでリミットがかかっているようです。
OPアンプにもっとドライブ能力の高いOPA1612をつかえば、大丈夫そうですが、前述したようにパッケージがSO-8しかないという
問題に直面してしまいます。
IV抵抗値の値を３６０Ωから１８０Ωに変更してみました。
IV抵抗値を180Ωにした場合。電圧は低くなるが、電流過多で出力がクリップ。
IV回路についてまとめると
①一般のOPアンプを用いる場合はVoffは必須。
②Voffを省略（OPアンプの＋入力はGND)する場合、IV抵抗値を下げて、ドライブ能力の高いOPアンプが必要。
ということになりそうです。まあ、シミュレーションの前提が間違っているかもしれませんが、そうなると結論も間違ってきますが・・・・。
悩むなあ～というほどでもありませんが・・・・
採用するなら①でしょうね。すこし部品点数が増えますがVoffのための分圧回路を付け加えて、OPアンプでIV回路を構成です。
②はOPアンプの選択肢が限られてきます。電流を稼ぐためにディスクリアンプにすると、さすがに4ch分だと部品点数が過大になります。
悩むこともなく①だろうな～。そういえば、最近のIV基板についてはVoffの入力端子を設けているものが多いのでそれも使えるかな？
まだまだ悩むな～ 2019.9.30
AK4497をつかったDACの基板サイズについては悩みます。
もともとはモノラルで２個つかってステレオと考えていましたが、WIDEサイズの基板で納まるかどうかが不安です。
ＳＴＤ基板をＤＡＣを１個だけ搭載して、モノ構成の場合は２枚つかうというのもいいかもしれません。この場合は１枚がマスターで
他がスレーブになりますが、スレーブ基板側には結構無駄なスペースが生じてしていまいます。
色々と考えてみますが、ここは悩むより必要になりそうな部品をのせて、密度感をしらべましょう。
まずはＷＩＤＥ基板に２個並べてみた場合です。ほとんど余分スペースがないです。
というか、無理かな？
ＷＩＤＥサイズでも２個搭載はかなりきついです。
つぎはＳＴＤサイズの基板に１個のみ搭載です。
ＳＴＤサイズだと、まだ余裕ができそうです。
ＳＴＤサイズ基板の方が、やはり余裕ができそうです。こちらにするかな・・・・。
本来はDACの周りはコンデンサ程度しか必要な部品がないのですが、今回はデータシートに
指定してある2200uFのデカイコンデンサを搭載できるようにしてみました（本当に必要かどうかは？ですが）。
端子のレイアウト
ケースに実装するとなると、基板を並べて配置するとかなりケースの面積を必要とするので、
どうしても２階建て、３階建てになります。ＥＶＣ72320を作った場合でも、普通は２階建てで、一部３階建てです。
そのため、ＩＶ基板と連携することを考えて端子配置を考える必要があります。
平面配置の場合
２階建て配置の場合
平面配置で２階建てと、２階建て配置で２戸配置のどちにも対応できるようにするためには、
ＤＡＣの出力端子とＩＶの入力端子は点対称配置にする必要があります。これは意識しておく必要があります。
あと、ＩＶ基板についてはＯＰアンプをつかえば１枚で足りますが、ディスクリート構成にすると部品が増えるので
２枚になります。それに対応できるようにした端子配置も頭の片隅においておくかな～
こんな配置も可能なように端子は考えておきましょう。
STDサイズ基板で描いていきましょう！
描きながら色々と変更です。最初は基板の短辺側にDAC出力のコネクターを配置しようと思いましたが、
50Pのコネクタにするとサイズ的にぎりぎりで、ひょっとして基板をささえる支柱に干渉しそうなので、長辺側に移設です。
そのため、基板の向きも９０°変更となりました。
ざっと配線をしてみるとこんな感じです。やはりSTDサイズだと小さいので、色々なIO端子を設けるのがきついです。
ざっと配線をしてみました。結構キチキチです。
DACの出力側になります。
IV回路も描いてみましょう。 2019.10.1
OPアンプをつかったIV基板も描いてみました。
基本は4cｈ出力ですが、ジャンパーにより2chステレオや1chモノに変更できるようにしています。
あと、DAC側とは別にOPアンプ用のVoffを設定できるようにしてみました。これの目的はVoffを1.9Vに
設定するとちょうどIVアンプの出力がゼロ出力になるので、バランス出力を得たい場合に都合がいいかと
思っています。
IV回路も描いてみました。
それにしてもDAC回路に比べて、IV回路は配線も太くかけますし、
また空間に余裕があるのでるので精神的に楽だったりします（笑。
ディスクリートによるIV回路 2019.10.2
すこし前にディスクリートによるIV回路案ももらいました。
差動型のIVアンプなので、正負個別にIV回路を設けるより回路が簡素になりそうです。
こんな提案もいただきました。
差動アンプについては、メーカからのアプリケーションノートが有る旨の情報もいただきました。
アプリケーションノートにある差動アンプの等価回路と、先に提案いただいた差動型のIVアンプを比較しながら
みれば、その構造がよくわかると思います。
http://www.tij.co.jp/jp/lit/an/jaja122/jaja122.pdf
SPICEをうごかしてみましょう！
差動型のアンプのSPICEデータをいただいたので、それを実際に動かしてみました。
動作の条件としてはAK4499に類似するように下記のように設定しています。
・DACのオフセット電圧は２．５Vで、出力インピーダンスは１１０Ω
・IVアンプのIV抵抗値はデータシートにあわせて３６０Ω
です。
まずは頂いたデータをもとにシンプルにこんな形でSPICEをかけています。
結果としては出力はゼロを基準に振幅で約6.6Vで振れています(4.6Vrms)。
出力信号です。上記の回路のCの位置です。
このときの、IVアンプの入力点の電圧をみてみるとおよそ1.9Vになります。データシートからオフセット電圧を1.9Vにすれば
出力はゼロを中心にして振れるとあるので、その電位に落ち着いていますね。
IVアンプの入力ポイントの電位は約1.9Vです。
Voffを2.5Vに設定するには
AK4499を最大限の低歪みで動作させるためにはIV回路のオフセット電位をAK4499の中点電位の2.5Vにあわせる必要があります。
そのためにはDCオフセットキャンセラの回路の基準電位を2.5Vに設定する必要があります。
ということでSPICEの回路の中に2.5Vの電圧をキャンセル回路に組み込みました。
IV回路の動作点を2.5Vにするための変更です。
これで計算すると、IV回路は2.5Vを中点として動くことになります。
IV回路(A点）の電位は2.5Vになりました。
ただし、IV回路の出力には2.5Vの電圧が乗っています。まあ、これは仕方ないですね。
でも、この状態でIV回路に流れる電流は正負16mAとなるので、極めてバランスの取れた状態になります。
中点電位を2.5Vに設定すると、出力には2.5Vのバイアスが発生します。
具体的なIV回路は・・・・・
ディスクリートで組むとなると、回路が簡素にしたとしてもOPアンプのようにはいきません。
ここでは、２ｃｈステレオ分のみを搭載しました。検討の段階では4ch分を搭載してみましたが、
流石にキチキチで納めようとすればなんとかなりましたが、配線の変更などの余裕を持たせるために
2chにしました。これが、表面実装部品のみで構成すれば、4chも可能なのですが、チップ部品はまだまだ
入手に手間がかかりますからね。
ディスクリートで組んだIV回路です。まだ仮配線です。
ステレオ２ｃｈ分のみなので４ｃｈにするには２枚必要です。
このパターンではＩＶ回路の動作点を2.5Vや1.9Vに変更できるように調整回路を追加しています。
単に分圧回路を搭載しているだけですが・・・。バランス出力も得られるようにしているので、その場合は
出力はゼロ基準の方が気持ちいいでしょう。
久しぶりに、作業再開・・・ 2019.10.17
３連休での行事もすんで、すこし時間に余裕ができたので作業再開です。
ちょっと前にこのような投稿をいただきました。
IV回路へのSMD（チップトランジスタ）へのお誘い投稿です。
チップトランジスタは便利なもので・・・、便利というか組みつけがとても楽です。小さいといっても、ピンセットで十分につまめる大きさですし、
足の数も少ないので位置あわせも簡単。それになにより余分なリード線がないので、半田コテ先が入りやすいし、またリードの切断が不要なので、
半田付け後の処理も不要です。不便な点は、型番がわからないので、部品箱に整理していれておかないと、なにがなんだかわからなくなる点でしょうか。
あとは、まだまだ入手性がすこし難があるかもです。
秋月ではどのようなものがあるかな？
秋月電子もチップトランジスタの取り扱いがありますが、その中でデュアルタイプのものを知らべてみました。
「デュアル トランジスタ」で検索すると、つぎのようなものがでてきました。
「デュアル トランジスタ」で検索してでてきたトランジスタ。
でてきたのは４種類ですが、どのようなものかチェックしておきましょう。
| HN4A06J | TPC6901A | HN1C01F | TPCP870 |
| PNP×2 | NPN+PNP | NPN×２ | |
| -120V 100mA |
100V1A -50V00.7A |
60V 150mA |
100V 3A |
| 2-3L1A | 2-2J1A | ||
| NF=1ｄB | |||
 |
 |
  |
  |
| 低雑音でいい感じ。 NFも小さくオーディオ用ですね。 |
終段のドライバーに面白いかも。 もう生産中止？ |
結構小さいです。 オーディオ用にもつかえそう。 |
スイッチング回路向きでしょう。 |
NPNとPNPもそれぞれあるので、よさげな感じです。
つぎはFETも調べましょう
デュアルタイプは、３つでてきました。といっても、同じ型番でのランク違いですね。
FETではこれがでてきました。
ソースが一つにまとまっています。
この２ＳＫ2145については、以前にもＩＶアンプにとりいれようとしたことがあります。
テュアルタイプではありませんが、シングルのFETもチップタイプのものがありますね。
「オーディオ用の超低雑音」にすこし魅力を感じます。
パッケージの形状です（２ＳＫ２０９）。
シングルのトランジスタについては、チップ部品もリード部品も実装可能にすることは
特段難しいことはありません。デュアル品にについては、入力段のＦＥＴについてはいいとして、
それ以外のバイポーラの部分については採用するか悩みどころです。まず、適用できる場所もかなり限定されそうです。
それと、リード品と部品を共用できるうようにすると、余分な面積が必要だったりしします。
いっそのこと、チップ部品だけの基板にしちゃおうかな？
入力のＦＥＴは選別が必要なので、リード品もつかえるようにするかな？
結構悩みどころです。
週末にゆっくり考えましょう。
忘れないうちに・・・・
IV回路の検討を始めると、肝心なDAC側を忘れてしまいそうなので、頭に記憶があるうちに
仕上げておきました。
基板のパターンです。
回路図です。PDFファイルはこちら→DAC4499.pdf
ディスクリ型のIV回路を書き直しました。 2019.10.26
すこし思うことがあって、IV回路のパターンを書き直しました。回路図は基本的には変わっていませんが、
部品の配置を大幅に入れ替えました。
大幅にパターンを修正しました。
変更点は
１）ドライバー部分はTO126のトランジスタにパターンを変更。
ドライバ部はTO126を使用します
２）チップトランジスタのパターンを裏面に配置
チップトランジスタのパターンを裏面に。入力段にはDUAL-FETのパターンも追加です。
回路図はここです。→AK4499-IV-DIS-sch.pdf
基板発注！でも・・・ 2019.10.30
メーカさんが忙しいみたいで納期が１週間ほど遅れるとの連絡ありました。
手元に届くのは１１月中旬になる予定です。
ようやく基板ができてきました。 2019.11.14
いくつもできてきましたが、いつ作れるだろう？？？
DAC4499のメイン基板です。
ディスクリタイプのIV変換基板です。
OPアンプを使用したIV変換基板です。
まずはDAC4499から 2019.11.19
まずはDACを最初にくみたてましょう。これが動かないことにはIVに移れません。
いや、うごかなくてもIVは別のDAC用に組み立てますが・・・
色目は地味ですがこんな形で部品が実装できました。
あ、やっぱりIVが必要だあ～ 2019.11.20
ふと、DAC4499にテストプログラムを書き込んで動かそうとしましたが、動作確認にはアナログ出力の観察が必要です。
いつもの旭化成のDACは電圧出力なので、そのままオシロ等で観測できましたが、AK4499は電流出力なので、IVアンプが
必要になります。単純にIVアンプが必要とされるだけなら、適当な抵抗を繋いでE=IRで電圧に変換できるのですが、
AK4499ではさらに、余分な接続も要求されるので結局普通にOPアンプによるIVアンプが必要になります。
あまりゴチャゴチャ考えるより、後回しにしていたIVアンプもつくってしまったほうが早そうです。
ということで、OPアンプを使用しいたIVアンプを組み立てることにしました。
IVアンプを組み立てる
こちらは部品点数は多いのですが、部品の種類が少ないので比較的部品を探す手間は短くなります。
抵抗やｺﾝﾃﾞﾝｻについては同じ値がそれぞれ８個ずつ必要になりますので、部品箱内の消費が結構おおきいです。
不足している部品もあるので、そのときはは定数を適用に変更します（笑。IV抵抗につかう３６０Ωは３３０Ωに、
１５Ωは１２Ωに、６００Ωは・・・そんな値の抵抗はE24系列ではないので５６０Ωに代替です。
それにしても不足している部品も多くなった頃だし、また補充しないと～。
IVアンプを組み立てました。中央の３Pの電源入力端子がないのは・・・単なる部品不足です。
DAC4499とIVアンプとの結合はどうしよう？
DACとIVアンプの結合はどうしようか、ちょっと悩みます。もっとも簡単なのは、DAC側にピン、IVアンプ側にソケットをつければ
そのまま接合できます。そうすると、この２枚だけで完結するならいいのですが、IVアンプをディスクリ版に変更した場合は
2枚接続する必要がでてくるので、それには対応できません。やっぱりケーブルで繋げるようにもしておいたほうがいいかな～。
ということで、眠くて頭も回らないでの、とりあえずDACにもIVアンプにもピンを実装することにしました。
DACとIVアンプにはピンを実装して互いを結合します。
接続用のケーブルがない？
両者を接続するには、コネクタがついた50Pのリボンケーブルが必要です。たしか、部品箱にあったはず～と超曖昧な記憶を
頼りに探しますがみつかりません。50Pのケーブルは以前にマイコンを自作していたころには、結構たくさん使ったので
どこかにあるはずなんだけどな～、ひょっとしても引越しのときにまとめて捨てたかな～ブツブツ。
まあ、こうなったら探すより新たに作ったほうが早そうです。
ということで、基板間を接続するブリッジを製作です。製作といっても、それほど面倒ではありません。
50Pのコネクタのピンをそれぞれ１対１で接続しようとすれば、とても面倒ですが今回のピン配置では偶数と奇数ピンの２列は
まとめているので、25本の線を繋ぐだけです。
２枚の基板を接続するブリッジを作成しました。配線材料は抵抗の切断したリード線を利用です。
こんな感じで２枚の基板を接続です。
これで、DAC4499の動作テストに入れます。うごくかな～？
ん？？？猛烈な違和感・・・・
基板を眺めると猛烈な違和感が襲ってきます。
「なぜ、AK4499のPin１のところのシルクが見えるのだろう？角はないはずなのに・・・・」
ああ！！！
どうやらICの１番ピンを間違えたようです。パッケージの名番の右上にある大きな○を１番ピンの位置と
勘違いしたようです。もう、ややこしいんだから・・・・ああ、老眼っていやだな～。
なぜかPin1のところに白いシルクが見えています。Pin1の間違えです！
張替え作業！
こうなったらAK4499を取り外すしかありません。
ということで、ここから臨戦態勢です。まずは、ICの周囲の部品を外していきます。
以下、取り外しの手順です。
周囲の部品を外します。
ICのピンの周りに銅線を回します。
銅線の部分にタップリと半田を注入です。
そして２本の半田ゴテを用意して、１本は万力で固定して基板の裏面側にあてます。
そして、もう１本で部品面の半田に熱を与えていきます。
そして、半田がとけて、ICが動きだしたら、
「えい！」
基板に衝撃を与えて、ICを飛ばします。
失敗！
横着してとりはずさなかったｺﾝﾃﾞﾝｻにあたってしまって、止まってしまいました。
１回目失敗です・・・・
結局、３回ほど作業を続けて、ようやくICを引き剥がすことができました。
もう、悪戦苦闘の限りです。基板もぼろぼろ・・・・・。写真に残す気力もなくなりました・・・。
新調！
基板も新調して作り直すことにしました。
生まれ変わりました（笑。
ひやひやどきどき動作確認！ 2019.11.22
最初の通電と動作確認テストっていつもひやひやどきどきものです。
まずはDAC4499から
・液晶表示・・・OK
・AK4499との通信（I2C)テスト・・・OK
ここまでくるとちょっと安心します。動作確認はIVアンプが必要なので、次はIVアンプの動作確認です。
次はDAC4490-IV（OPA)
まずはこれ単独で電源を入れます。
「プチ」
なんか変な音がでます。あわてて電源を落としますが、電源も過電流でシャットダウンしなかったようなので、
気のせいかな？とおもい、再度電源ON!
「バチ」
なんと、OPアンプの１つが破裂してしまいました。いままでコンデンサの破裂は経験ありますが、OPアンプの破裂は初めてです。
周りに焼け焦げた臭いにおいもしています。
OPアンプ爆弾！！
どうやら、OPアンプのひとつだけ電源の配線の正負を間違えたようです。そりゃ、爆発もしたくなりますね。
不幸中の幸いは壊れたOPアンプが4580DDだったことです。もっとも安価なOPアンプですから。
これがOPA12134あたりだと、ちょっとショックです。
気を取り直して
OPアンプの電源の配線を変更です。IVアンプなので、まだ基板のパターンの修正も簡単です。
この部分をカット。
基板の表面にジャンパを飛ばします。
裏面も一部のパターンをカットして、ジャンパー線を飛ばします。
これで、IVアンプに通電してもOPアンプは破裂しなくなりました（笑。
動くかな？
さて、DAC4499とIV基板を接続して動作テストです。DAC4499に必要最小限のプログラムを書き込んで、
データを送り込みます。
緊張の一瞬です。
まだPCM入力のみでのチェックですが、動き出しました！
動きだしました。
ちょっと疲れた・・・・
しばらく休憩・・・・。
ディスクリタイプのIVも作ってみよう！
もう、疲れついでです。
ディスクリタイプのIV基板も実装にはいりました。
まずはﾄﾗﾝｼﾞｽﾀ以外となるCR部品を実装です。トランジスタはリード品とSMD品をそれぞれ別々に実装しようかと思っています。
ディスクリIV基板です。まずはトランジスタ以外の部品を実装しました。
まずはノーマルに、あれおかしいな～
入力のFETには2SK246を、バイポーラトランジスタには2SC1815/A1015をつかって組み立ててテストです。
まずは2SK246､2SC1815/A1015でテストです。
オシロで出力を確認しますが、おかしい点が２つ
・レベルが低い（１V振幅しかない。本来は５V程度はでるはず）。
・発振している。
出力の振幅が低くて発振気味です。
まあ、発振についてはありうる話ですが、振幅が低いのはアンプが正常にはたらいていないということになります。
で、色々と探っているうちに基板の裏面を触ると振幅が正常になる場合があります。
ん？ひょっとして・・・・
原因判明！
再度回路図を確認して、配線が一本抜けていることに気づきました！
青線にパターンが抜けていました・・・・
修正のために１本ジャンパーを飛ばします。
これで正常な出力になりました。
１本ジャンパーを飛ばして修正です。
正常な出力になりました。
片側はSMDを主体に実装してみましょう！
もう片チャンネルについては、色々と素子をいじってみましょう。
まずは、バイポーラ部分についてはSMDの２SC2712/2SA1162（GR)を実装してみました。
どちらも50V150mAのものでコンプリペアになっています。
ただし、ドライバ段についてはSMDでは熱容量が心配なので、もっと大きな電力タイプのTIP31C/32Cを実装しました。
これは１２０V／３Ａのものです。
肝心の入力段についてはＤＵＡＬ ＦＥＴの2SK2145を実装してみました。
チップﾟトランジスタは裏面に取り付けられるようにしています。
ドライバ段はTIP31C/32Cをつかってみました。
結果は・・・だめだなあ～
波形に発振の歪みがでています。こりゃだめだなあ～。
ひょっとしてドライバ段のTIP31C/32Cがまずかったのかな？と思って
トランジスタを2SC2815/A1015にとりかえましたが、結果は同じでした。
入力段のFETの選択か、回路定数の検討が必要です。
入力段に２SK2145をつかってみましたが、結果はよくありません。
ここは一旦、２SA30Aに交換
とりあずSMDの２SK2145をとりはずして、手元にあった２SK30Aに交換してみました。
こちらの方は問題なく動作しました。
入力段を2SK30Aに交換してみました。
入力段を２SK３０Aに交換したら波形も綺麗になりました。
こりゃ、いろいろと調べるためには基板上にソケットを立てたほうがいいかな～。
すこし長くなってきたので後編に移行します。
（つづく）