ちょっとTea Time!? 分解能を上げたタイムアライメントを考える!の巻き。 2024.9.10

現在、デジタルチャンネルデバイダであるDIV5142の更新を検討しています。
あわせてホーンなどで必要なタイムアライメント機能も検討していますが、
こんなご意見をいただきました。



面白そうな話なので、おもわず反応です。



大きなDELAYはPCM5142に任せて、細かいDELAYを別途H/Wに任せるようにすれば、かなり高精度なタイムアライメント機能が
実現できるかもしれません。

まあ、私の耳はそこまで高精度でないので、ちょっと頭の体操です。

回路は簡単!

タイムアライメントといっても、回路は簡単です。PCM信号のDATAとLRクロックをずらすだけです。
ずらすためのクロックは勿論BCKを使います。ずらずためにはシフトレジスターを使います。

たとえばBCKで8クロック遅らせるには、下図の回路で事足るはずです。

これでBCKの8クロック分(正確には7.5クロック)の遅延

BCKで8クロックは44.1kHzの場合で時間に換算すると2.83usです。
距離に換算すると約1mmです。サンプル周波数が周波数192kHzであれば、約0.22mmです。

遅延時間を調整するには出力するタップを選択すればいいのですが、いちいちジャンパー線
を変更するのも大変です。ということで、タップの選択もセレクター機能を使えばスマートです。

タップの切替を追加してみる
タップの切替分解能はおそらく4タップ毎程度(0.5mm)でも十分な気がしますが、
ついでなので全てのタップで切替可能にしてみましょう。この場合は44.1kHzの場合でも
0.12mmの分解能が得られます。

タップの切替を追加してみました。

LRクロック幅で調整できるようにすると

LRクロック幅はBCKの64個分ですから、8クロック遅延回路を8個を単純に並べれば済みます。
もう、完全に力技です。


全体の回路図はこんな感じでしょうか。ICの型番とかわからないですね。


描いてみて気付きましたが、BCKのドライブがきつそうです。
全部で16個のシフトレジスタを駆動しないといけないので、8個毎に分割して
ドライバを入れておいた方がよさそうです。

トータルで35個のICが必要です。あ、ドライバを入れると合計36個かな。
基板に載るかな?

載りそう?

35個程度のICなので載りそうです。あ、配線できるかどうかは別だなあ〜。

この位のICの数だと大丈夫でしょう。

配線できそうかな? 2024.9.11
配線上の最大のポイントは、繰り返し部分となる下記の部分を以下にコンパクトに
配線するかになりそうです。

この部分をコンパクトに配線することが肝要です。

回路図は無視しましょう!
ICのピン配置を見ると、下記のように配線できそうです。
シフトレジスタ出力Qnとセレクタ入力Dnの番号が不一致になってしまいますが、
そんなものは選択時の値を変更するだけで済みます。

こんな形で配線するとコンパクトです。

パターンに併せて回路を書くとこんな形になります。


パターンに併せて回路図を変更です。

余裕で収まりそうです

繰り返しパターンのところを小さくできたものだから、それらをギュッと押し込んだらかなりコンパクトになりました。
あとは、電源部分とI2C素子だけですが、かなり余裕をもって収まりそうです。
となると、マイコンでも搭載してスタンドアロンで使えるようにしてもいいかも?と思ったりですが、
これだけで遅延できる量はわずかなので、多分使い道がないでしょうね。

かなり余裕をもって収まりそうです。

まずはアートワーク完成かな 2024.9.12

スペースが結構あまることもあり、折角なので設定値をLEDで表示する機能も追加しました。
まあ、なくても大丈夫です。というか、ケースに入れると見えなくのでデバッグ用途がメインになりそうです。


こんな形でアートワークができました。

あとは、忘れないうちに回路図を書いておきましょう。


回路図です。 PrecisionDelay.pdf へのリンク

基板ができてきました。 2024.11.11




夜な夜な実装 2024.11.16

秋の夜長に、ビール片手に実装です。すべてSMDなので、リード線を切ったりする必要がないので、
お気楽な半田付けです。ただ、血中アルコール濃度が高めだったせいか、組みあがって確認したら、
ICの向きが2つ反対になっていました。 酒気帯び半田ゴテのバツだなあ〜。

一応、すべての部品が実装できました。

(つづく?)