完成・・・・？ 本当？とりあえず完成したつもりでお出かけ用の写真です。
DACはまだ半田付けしていません。
ROHMのDAC(BD34301EKV-E2）を試してみましょう！の巻き(後編） 2021.4.13
（前編はこちら）
まずは全ての部品を実装です・・・・・・本当？
嘘です。まだ電源の確認があるのでDACは半田付けしていません。
完成・・・・？ 本当？とりあえず完成したつもりでお出かけ用の写真です。
DACはまだ半田付けしていません。
動作チェックにはいっていきましょう！ 2021.4.20
まずはＤＡＣを実装しない状態で、ＬＣＤの接続テスト、電源電圧のチェックと、Ｉ２Ｃ通信デバイスの動作を確認です。
やっぱり、色々とポカがありました。
アナログ電圧５Ｖが出ない・・・・原因は
まず最初は電源電圧のチェックです。電源は７V程度を加えます。ディジタル部の5V,3.3V、1.5Vは問題なし。
今度はアナログ部の5V(AVCC)ですが、1.8V程度しかありません。LT3042の抵抗値を間違えたかな？
と思いましたが、そうでもないようです。パターンも間違いがないようだし・・・と基板をしげしげ眺めていると、
1個コンデンサの極性を間違えていました。タンタルコンデンサなので極性を間違えるとショート状態になります。
この間違いって、たまにやっちゃううんですよね・・・学習できないです（笑。
極性を間違えてとりつけていました。タンタルなので逆接したらショート状態です。
Ｉ２Ｃ通信でエラーがでる・・・原因は
電源がOKなので、実装されているI2C通信関係のPCM9211とPCA9539との通信チェックです。
でも、いきなり―エラーです。「I2C ERROR:が表示されて、どちらのICともうまく通信ができていません。
で、テスターで調べるとSDAラインがGNDに接続されています。パターンをみると、SDAラインが
隣のピンとブリッジしていました。ルーペで確認したはずなんだけどな〜見落としたようです。
たぶんビールを呑みながら作業したのがわるかったのでしょう（笑。
ブリッジを見落としていました。
ブリッジ解消したらI2C通信も動きだしました。
ようやくDACの実装！
とりあえず電源がOKなら、少々のことがあっても素子が壊れることはないでしょうから
この段階でBD34301の取り付けです。今度はブリッジに注意しなくっちゃ！
ルーペに加えて、ディジカメでも念のため半田付けのチェックです.
ここからがワクワクドキドキ 2021.4.21
いよいよDACに通電です。ここからがワクワクドキドキです。
なんせ、アナログ出力が確認できるまでは、まだまだ致命的なバグがあるかもしれません。
ここは順をおって動作確認をしていきます。
まずは電源立ち上げシーケンスのソフトを組んで、確認。
次はPCM9211のみのソフトを組んで、SPDIF出力でPCM信号が出るかを確認。
そして、最後はBD34301のコマンドを送って動作を確認です。BD34301はコマンドの送る順番が
細かく指定されているので、まずはその通りにプログラムを作成です。
で、最初の1投目は・・・・残念ながら動きません。動かないと焦りがでてきます。
プログラム見直して２投目・・・・まだ動きません。
色々見直して、PCMフォーマットのデータ長が合致していないことを発見。修正します。
今度は動くかな〜。これで動かなければ、パターンの見直しが必要かな〜・・・・・
動いた！
ようやくDACから出力がでるようになりました。ここまでくれば、大きなハードルをクリアです。
あと、バグがでてきても対処可能は範囲です。
こんな感じで動作チェック進めます。
出力が確認できたときは、本当にほっと一安心です。
とりあえず、今日はここまでにしましょう。また後日におこないましょう。
＃締め切りのある仕事終わらせなくっちゃ。
ちょっととあるものを準備 2021.4.25
DAC基板のテストには同軸出力のソースが必要になります。勿論、手元にはＵＳＢ接続タイプのものがありますが残念ながら１つしかありません。
普段はPCに繋いでＳＰＤＩＦ出力をディスクトップオーディオに繋いでいて、必要なときに取り外して使っています。
でも、これってＰＣでBGMをかけるときに必要になるので、外してしまうとのんびり音楽を聴きながら作業することができません。
ということで、もう１つ用意することにしました。
＃本当は２つあるはずなのですが１つは行方不明です.
手元にある基板類だけでも製作できるのですが、同軸ＳＰＤＩＦ出力のＲＣＡコネクタ部の加工が面倒なのでどうしようかと思っていて、
結局あんちょこにAMAZONで購入しました。
これって1000円弱で売られているんですよね〜。どうやったら1000円でできるのだろう？
でも、本当に動くかな？？？
1000円弱で同軸、光、アナログ出力のUSB-DACが手にはいります。
同軸SPDIF出力のソースとして使っていきましょう。
とりあえず動くことは確認できました。SPDIF出力は７５Ω負荷で1Vppの出力があります。
使う前に改造！まずは回路チェック。
購入する前から商品写真をみて分かっていましたが、同軸出力は絶縁されていません。
PCM2704からの出力がカップリングコンデンサを通してダイレクトに出力されています。
PCのGNDをオーディオ機器のGNDと同じにするのは少し抵抗があります。ということで、
使う前にパルストランスを挿入して絶縁タイプにすることにします。
基板パターンから回路を読んで、改造方法の検討です。
こんな感じで改造します（上：オリジナルの回路、下：改造後の回路）
改造にかかりましょう！
RCAコネクタはそのまま使います。というかこれが目的なのです。
元の回路ではRCAコネクタのGND側ｊは基板のベタＧＮＤに接続されていますので、まずはそれを切り離します。
最初は半田面のパターンだけで繋がっていると思っていましたが、全部切り離してもＧＮＤに接続されたままなので、
どうやら部品面でも接続されているようです。面倒だな〜。仕方ないので、一旦コネクタを取り外して
部品面のパターンも切断です。
判断面のＧＮＤへの接続箇所を切り離しますが、相変わらずＧＮＤに接続されたままです。
どうやら、部品面でもＧＮＤに接続されているようです。
やっぱり、部品面でもＧＮＤに接続されていました。
つぎはパルストランスの配線ができる穴を基板に開けておきます。
光モジュールとＲＣＡコネクタの間の隙間にパルストランスを入れ込む考えなので、
できるだけRCAコネクタに近いあところに２箇所の穴を開けました。
パルストランスの接続線を通すための穴をあけました。
光モジュールは使いものにならなさそう
光モジュールがついているのは良いのですが、どうも基板に対してグラグラしています。
どうやら、取り付けピンの爪がグダグダになっていて基板をホールドしきれていません。
そのため、３本の端子の半田付けだけで固定されているようなものです。
光ケーブルを挿すときにはコネクタが取れそうなくらい傾いてしまいます。
これでは使い物になりません。
ということで、光コネクタは取り外してしまうことにしました。そしてそのスペースにパルストランスを
配置することにしました。
爪の部分がグダグダになっていて、基板が全然ホールドできていません。
ちなみに、もともと取り付けていた光モジュールの樹脂ケースですが国産メーカのものに比べると
やわらかい材質のようです。カッターナイフでどんどん削れてしまいます。国産メーカのものは
削るにも結構力が必要です。
どうやら樹脂モールドの素材の品質に問題があるようです。安いのには理由がありますね。
形が同じだけで、まったく別物と思ったほうがいいくらいのものでした.
改造完了！
さて、改造の部品点数も多く無いので、さっさとかたづけます。
出力に交流接地のコンデンサを基板裏面（半田面）にとりつけようとしましたが、半田面の基板の凸部が大きくなりそうなので、
部品面に取り付けることにしました。ケースに入れるときに厚みがでますからね.
こんな感じでパルストランスを取り付けて、改造完了です（部品面の様子）。
半田面の様子です。ベタ面のGND面と接触しないように、配線に被覆をつけるか、
被覆付の銅線をつかっています。
動作確認！
最後に動作確認です。75Ωの負荷をかけたときの出力レベルは450mVppとすこし低めになりました。
出力抵抗を330Ωでなく、もう少し低い220Ωくらいにしたほうがよかったかもしれません。
でも、450mVppもあれば十分ですから、このままでもいいでしょう。
出力波形も綺麗ですから、これで問題ないでしょう.。
出力レベルは450mVppです。規格の500mVppより少し低いですが問題なしです。
これって？
基板の入っていた袋には、なぜか１個電解コンデンサが同封されていました。
梱包ミスかな？それとも使えということかな？
まあ、勿体ないので取り付けておきました。
なぜか電解コンデンサが１個同封されていました。
勿体ないのでパスコンに並列に実装しておきまし。
ついでに・・・・・
これで音楽を機器ながらDAC基板の動作チェックをする環境が整いましたが、
折角なのでリスニングルームにあるPCにも準備すべく、もう１個作ることに。
今回は、自前の基板をつかいます（笑。
RCAコネクタは結束バンドをつかって固定すれば意外と簡単にとりつけらました。
完成後はホットボンドで固定して、絶縁テープでグルグル巻きです。
見えないところのものは完全に手抜きです。
ISO2704のアイソレータICの実装スペースにRCAコネクタとパルストランスを搭載です。
配線が終わったあとはホットボンドで固めました。
一応、絶縁のためにテープをグルグル巻きです。
鋭意作成中？ 2021.4.27
SPDIF回りのソフトはほぼ完了かな？
でも、このDACはいままでのDACとは扱い方が大きく違います。
電源の立ち上げ、立ち下げシーケンスが細かく指定されている他にも、
フィルターとかの設定を変えようとしたら、一旦DACをMUTEにして、
ソフトリセットを掛けてからコマンドを送り込んで、再度起動するといった手順を踏まなけれなりません。
また、入力信号が変わるときも同様です。そのため、入力信号を常に監視しておいて、
変化が生じたら、更新された信号状態を解析した後にそれに適合する設定条件を与える必要があります。
まあ、ぼちぼち進めて行きましょう。GW中にはできるでしょう。
ソフトを鋭意製作中です。状態を確認しながらステップｂｙステップで進めています。亀のように・・・。
＃この事態にもかかわらず、今日から３日間の出先だなあ〜
75%くらいかな〜 2021.5.3
連休にはいったこともあり、すこし作業がはかどってきました。
今は７５％くらいかな〜。まだ７５％なのか、それとももう７５％なのか。
まあ、コアの部分はほぼ出来上がっているので、あとは周辺部分を追加して行きましょう。
コアの部分はこんな感じです。
| 表示例 | 内容 | |
| FRONT PAGE |  |
INＰ：選択されている入力を表示。 入力はＳＰＤＩＦが３、ＳＰＩ入力が３、アナログ入力が１です。 入力された信号区分（ＰＣＭあるいはＤＳＤ）とその周波数は自動検出です。 表示例ではＰＣＭでFs=48kHzであることを示しています。 MCK:現在のマスタークロックの周波数を表示しています。 ATT:：電子ボリュームの値です。 0.0dB 〜 -110.0dB 0.5dB毎です。 FLT：現状のフィルターの状態を示します。 表示例はSHARP-ROLLOFFで32倍オーバサンプリング、Hcpは高精度演算 を示しておりOIFFを示しています。 フィルターの初期設定はメーカ推奨値にしています。 |
| PCM FILTER |
 |
PCM入力時のフィルターの設定です。SHARPとSLOWの２通りから選択です。 |
| PCM FORMAT |  |
PCM入力j時のフォーマットとビット数を設定します。PCM入力ポートは３個あるので、 それぞれに設定します。 |
| DSD CUTOFF |  |
DSD入力時のカットオフ周波数の選択です。HIGH、MID、LOWの３種類から選択します。 |
| SYSTEM CLOCK |   |
システムクロックの設定です。このDAC34301を使う上で、もっとも重要な部分かもしれません。 設定内容は以下の通り MODE： 自動設定（AUTO）かマニュアル設定かを選択。自動にすると、メーカの推奨値を使います。 マニュアルにするメーカ推奨以外の値に設定可能です。自動にすれば、以下の項目は無視されます。 P-Adｊ： 位相調整の選択です。 M-Div： マスタークロックの分割数を設定（1/3〜1/1） Hpc： 高精度演算機能のＯＮ．ＯＦＦの切替 ＯＳＲ： オーバサンプリングの設定（x8〜x32) なお、この設定はそれぞれの周波数グループ毎におこないます。 PCMでは32〜768kHzで６グループ、DSDではDSD64〜DSD512で４グループです。 |
| IRR LEARNING |  |
赤外線の学習コマンドです。 |
ついでに
液晶だとすこし無機質なところがあるのと、パネルに大きな四角穴をあけられない場合もあります.
それに、液晶を使わない場合も考えたいので、小型の４桁表示LED用のインターフェイスも組み込みです.
これは２色表示もあるやつです.
音量表示以外にも、入力チャンネルを切り替えたときの表示もできるようにしています.
小型の４桁LEDもとりつけられるようにしましょう.シリアル通信でデータを送ります.
-0.5dBだとこうなります.
-0.0dBを表示しようとしましたが、ちょっとダサいな〜.
単に-0.0の表示のほうがすっきりしそうです.
入力チャンネルが変わったときは赤色で表示です.
もうちょｔっと表示は工夫できるかな？７セグだと表現が難しいです．
LED表示をとりつけると消費電流がかなり増えます.
通常は120mA程度なのですが、LEDを接続すると260mAくらいまで増加します.
まあ、このくらいなら50歩100歩というところですが、
おもしろそうです・・・が・・・ 2021.5.4
こんなご意見もいただきました。４桁のLEDですが横スクロールとかできれば、より多くの情報を表示することがきます。
チャンネルを切り替えたときに、チャンネルだけでなく受信信号の種類と周波数を表示することができれば、ＬＥＤだけでもよさげな感じです。
たとえば、ＣＨ１が176.4kHzのFSでマスタクロックが22.5792MHzの場合は下記を横スクロールにすればいいでしょう。
「ＣＨ−１ ＦＳ１７６．４ Ｃ２２．５７９２」
DSDだったこんな感じかな。
「ＣＨ−２ ｄＳｄ512 Ｃ２２．５７９２」
文字列としては２０文字程度なのでメモリーとしても問題なしです。
ただ、プログラムを組むのが結構面倒ですが・・・どうしよう？・
横スクロールは難しいというより、結構面倒だったりするのですが・・・・どうしよう？
とりあえず、ＬＥＤの横スクロールは横においておいて、その他の機能を追加です。
このあたりになると、老後の楽しみの領域です（笑。
基板上の電源電圧のモニターです。ちなみにDIGITAL(5V)がもっとも電流を消費するラインなので、
この電圧をモニターして4.5Vを下回るとシャットダウンするようにしています。
要らないかな〜と思いつつ、ANALOG入力のゲイン設定です。
±20dBの範囲で設定できます。
さて、ほぼソフトもできてきているので、明日はGWのラストなので最終チェックと音出しをしてみましょう！
LED表示での横スクロールは見るに耐えるかな？
LEDの横スクロールを作ってみました。簡単な表示ですが、これでも結構なプログラム容量必要です。
32kWのPIC18Fでプログラム占有率が50%を超えてきました。これで、どうあがいてもPIC16Fには戻れそうにないです。
画像をクリックすると動画再生します。ボリューム表示からCH0を選択して、
その信号FSとシステムクロックを表示します。
いざ表示させてみるとFS44.1の表示には違和感があります。というのも７セグだとSと５も同じになるので、
FS44.1はF5441.1と読み取れます。単純にF44.1にしたほうがよさそうです。
試聴準備をすすめましょう。 2021.5.5
バラックのままで持ち運びしたらトラブルの原因にもなるので、仮ケースにいれました。
もともとはDAC9038SかDAC9038Dを入れるつもりで作ったアクリルケースですが、放置してありました。
WIDEサイズの基板が横配置で２枚まで収納できるのですが、DAC34301の場合は基板の長手方向に端子がでているので
縦配置にする都合から１枚だけの収納です。といっても、必要な基板はこれ一枚なので十分ですが・・・・。
アクリルケースに仮収納して、持ち運びができるようにしました。
すでにある穴をつかって取り付けますので、多少の凸凹はご愛嬌です。
もともとはこんな感じですっきりするはずでした。
電源は±１５V一系統で
電源供給は±15一系統で動作させます。DACのアナログ・ディジタルに必要な７V程度の電源については
８Vのレギュレータ7808をつかって１５Vを降圧させます。このラインには結構な電流が流れるので放熱板も取り付けます。
なお、このレギュレータからDACのアナログとディジタルへは２本の１Ωの抵抗を介して供給します。
これで、あとで消費電流を測定する予定です。
DACに必要な電源は15V電源から7808で降圧させて８Vを供給しました。
ヘッドホンアンプと接続
ソフトデバッグもおこなう予定なので、まずは机上でヘッドホンアンプと接続です。
ヘッドホンアンプは電流帰還型の「お気楽でないアンプ」をつかっているのですが、どんな内部構成だったのか
久しぶりにあけてみました。ああ、こうなっていたのね。ヘッドホンアンプらしく電源部は定電圧になっていました。
それにしても、ヘッドホンアンプにしてはオーバスペックな構成だな〜。
まずはヘッドホンアンプと接続して試聴です。あわせてソフトデバッグもおこないます。
使用したアンプの内部ってどうなっていたか忘れているので久しぶりに開けてみました（写真をクリックすると拡大します）。
ヘッドホンアンプでなくて普通のパワーアンプですね。なお、アンプの電源は定電圧電源になっています。
パワートランジスタはすべてケース底面に取り付けてあります。
試聴！
まずは接続して電源ＯＮ。ボリュームをあげてもノイズはありません。そして音楽再生！
本来はソフトデバッグが目的ですが、音楽を聞き出したら止まらなくなりました。
いままでのDACとは全然傾向が違う気がします。なにか音が明るくて、広がりを感じまず。あと、繊細さも持ち合わせている。
なにかPCM1704に似たような音色かもしれません。いままでのDACと構造的に何が違うかといえばオーバサンプリングがx32に
なったことでしょうか。この違いが大きいのかもです。
また再生時でおもしろいことに44.1kHzから96kHz、192kHzとアップサンプリングすると音が急に変わります。
どう変わるかといわれても難しいのですが、艶っぽくなったような感じです。DACの内部で何が変わっているかというと
Hoc（高精度演算）が44.1kHzではOFFになっているのが、96kHz,192kHzではONになることが大きいのかもしれません。
ああ、本来のソフトデバッグをしないといけないのだけど、なかなか進まない・・・。
必要電流は
とりあえずＳＰＤＩＦで192kHz再生j時に必要電流を計測です。
・ＤＡＣアナログ部 約37mA
データシートでは標準値30mA、最大値45mAとなっているのでデータシート通りです。
レギュレータにLT3042(Max200mA)をつかっていますが問題なしです。
・ディジタル部 最大で260mA程度
これは全体の値ですが、LEDに約120mA、LCDがバックライトを含めて40mA そしてPICおよびPCM9211等の3.3Vを必要とする
電源が約50mA程度でしょうから、DVDD(1.5V)に流れている電流は260-120-40-50=50mAくらいかな。DVDDはLT3042が担当していますが、
こちらも大丈夫でしょう。基板上の5Vレギュレータもほんのり暖かい程度です。8V供給なので0.76Wの消費電力ですが、基板の銅箔の
放熱も効いているようです。
ちゃんと、デバッグしないと・・・・。ボリュームを右に回したら音が小さくなっちゃう（笑。