(その４はこちら）

DIV5142の統合コントローラ(PICO)を検討する！の巻き(その５）　　2025.4.3

PCM5142の内蔵ＤＡＣを使おう！

RenewDIV5142では基本的には外付けDACをつかうことを前提として、内部のMiniDSPしかつかってきませんでしたが、
より簡易にシステムを組もうとしたきにPCM5142の内部DACをつかうのが、基板の枚数も少なくなってスペース的には
かなり有効です。
　PCM5142の内部DACもかなり優秀で分解能32BitでS/Nも112dBあります。なにより便利なのが、
単電源動作でありがながら、内部にチャージポンプで負電圧を生成させていますから、
アナログ出力もコンデンサ結合なしで直接取り出すことができます。

Renew DIV5142でもDACのアナログ出力が得られるようになっているので、これらろ使ってみようと思います。

Renew　DIV5142にはアナログ出力端子もでています。

構成は2WAY/1基板で

構成としては、Renew DIV5142が１枚で2WAY分をサポートできるようにします。２枚あれば4WAYです。
こうしておけば、小生のサブシステムの3WAY+SUBWOOFERのマルチシステムでも、CONTROLLER UNITと
あわせて３枚で足ります。イコライザ基板を含めても４枚で済みます。
　さらに電源は5V単一で十分ですから、ACアダプタがつかえます。そのため、極めてお気楽なシステムができそうです。

Renew　DIV5142の構成案です。基板１枚で2WAY分をカバーです。基板２枚で4WAYまで対応させます。

過去のおさらい

最初のDIV5142ではDAC出力もありましたから、すこし思い出しながらDACステージのブロックを考えます。
本来はDACだけでもいいのですが、折角なのでディジタル出力もだせるようにして、そこにはボリュームコントロール
もできるようにしておきましょう。そうすれば、ひょっとしてR-2R DACなんかも接続できるかもしれません。

ということで、DACのステージのブロック図を作成です。DAC専用でつかうので、８倍オーバサンプリングでも
サイクル数は252と256未満になりますから、192kHzまで対応可能です。

DAC部分の構成です。

サイクル数が252(<256)なので192kHzまで対応可能です。

まずはハードを準備しましょう　2025.4.9

ソフト作成にはハードが必用ですが、現在のRenewDIV5142はケースに組み込んでしまったので、
テストも出来ません。ということで、新しくハードを準備しましょう。
最終的なハード構成は下記のように基板の５段重ねにしようかと思っています。

今回の基板構成です。

構成が決まったので、夜な夜な基板を製作です。

まずは主要な部品の実装が終わりました。左からイコライザ基板、DSP1,DSP2です。DSP1,DSP2はアナログ出力しか
使わないので、バッファー（74245）も１個しか搭載していません。

アナログ出力はコネクタがチップコンデンサと重なるので、隣のパターンに
２個の部品を重ねて実装しています。

横に並べるか、重ねるかを実装のやり易さを比較しましたが、重ねる方が簡単でした。
並べるのは、2個並べてピンセットで挟むのが面倒でした。

データの流れはすこし工夫

RenewDIV5142基板はすべて重ねるように配置できると、シンプルです。
そのためEQUALIZER基板の上の基板からのDATA線と、EQUALIZER基板から下の
DATA線を分けるために、EQUALIZER基板のCN2AとCN2B間のDATA(Pin1)を切断しておきます。
そして、EQUALIZER基板のCH2出力をCN2AのPin1に接続しておきました。

EQUALIZERからのデータラインの流れ

EQUALIZER基板のCN2AとCN2BのPIN1間（DATA）を切断。

EQUALIZER基板のCN4(Pin1)からCN2A(Pin1)を接続して、この基板より下にはEQUAZLIZER出力を伝送。

RenewDAI9211の電源接続もスマートに

RenewDAI9211への電源供給は、普通に電源端子から行おうかと思いましたが、
RenewDAI9211とRenewDIV5142のコネクタの位置が一部一致していることがわかりました。
そこで、その部分をつかって、基板間をコネクタで上下連結して、電源ラインもそれを利用することにしました。
もちろん、それを行うためには不要な線は切断しておく必用があります。

ＲｅｎｅｗDIV5142（左）とrenewDAI9211(右）のコネクタの一部のパッド位置が一致しています。

基板を重ねて透かしてみれば、一致している箇所がわかります。

RenewDAI9211きばんも完成です。

一応、ハードは完成

作成した基板類を全部連結して、一応これでハードは完成です。

これで必要なハードは揃いました。

基板間は11mmなので、10mmスペーサに1mmの樹脂スペーサを
入れています。

とりあえず、動作確認

まずは、既存のプログラムをインストールして動作確認です。
問題なく、DSPボード、EQUALIZERは認識しているなあ～、
でも、DAI基板を認識していません。
あ、リセットのプルアップ抵抗の追加を忘れている～。
ということで、追加です。
そうすれば、すべて基板を認識しました。

全ての基板を認識しているのを確認です。

ソフト作成開始！　2025.4.12

既存のソフトに手を入れるだけなので、大きな変更はありません。
ただ、手を入れないといけない箇所が多いので、色々なファイルの色々な箇所を弄るので
ちょっと時間がかかりました。
　あと、ちょっと変更したのはPCM5142の内部のディジタルフィルターも使えるようにした
こともあり、まずは外部へのディジタル出力は割愛です。アナログ出力のみです。
もともとアナログ出力をだすことが目的ですので、まあいいでしょう。それに、
追加でロジックICを実装しないといけないので、ちょっと面倒だったりします。

フィルターは内部DACであるPCM5142を認識した時点で、内容がかわります。

PCM5142を対象に、ディジタルフィルターの選択画面を変更です。

ちなみに、それぞれのフィルターのインパルス応答を見てみました。
これらは、正弦波で観測したら全然違いがわかりません。
なお、グラフの説明はPCM5142のデータシートのままです。
de-emphasisとありますが、これはOFFにしているので関係ありません。

8x/4x/2x FIR interpolation filter with de-emphasis

8x/4x/2x Low latency IIR interpolation filter with de-emphasis

High attenuation x8/x4/x2 interpolation filter with de-emphasis

8x Ringing-less low latency FIR interpolation filter without de-emphasis

出力にフィルターを入れたらどうなるかな？

現在はPCM5142からのダイレクトな出力になっていますが、
データシートには推奨となるLPFが記載してあります。470Ωの抵抗と2.2nF(2200pF)の
コンデンサでフィルタを形成しています。

どのくらい波形が変わるか試してみましょう。数値的にはfc=153kHz（-3dB/oct)に
なるようです。まあ、もうちょっと低い周波数でもいいかもしれません。

データシートで推奨のフィルターを入れてみました。

フィルター無し。離散的な出力であることがわかります。

フィルター有り。ほぼ連続的な出力に見えますが、
フィルターのカットオフ周波数はかなり高いです。

手元に2200pFのコンデンサがあまりないので、4700～6800pFくらいでもいいでしょう。
あるいはLPFなんて、なくてもいいかもです。

アンプにつなげましょう！

（つづく）