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HPA付USBDAC 製作記 ④

HPA付USBDAC 製作記  /  / 

接続写真1 外形写真2

HPA付USBDAC 製作記 ④ です。今回は音質の評価と今後の展望です。

HPA付USBDAC写真 HPA付USBDAC
※バッファ用オペアンプはVCC-をつないだ方がよいかもです。単電源のまま行きたいなら、OPA2365がお勧めです。
※2009/10/14 回路図ではバッファ用オペアンプにNE5532ADが記載されていますが、動作電圧が足りないので、VCC-に電圧を入れるか、NJM5532やNJM4580に変更しないと動きません。すいません。

音質評価

音質は、大体予測はつくと思うんですが(笑)、超小型USBDAC第2号に良く似ています。ただし、容量の大きなコンデンサを多用して電源部を強化しただけあって、低域が改善された音を鳴らしています。

また、ヘッドフォンアンプの音質は、基本的に直列抵抗(REY25)とオペアンプにのみ依存するように設計してありますので、抵抗や、特にオペアンプを変更するとコロコロと音が変わってバッファ用のオペアンプの音質を見るのにも丁度いいかもしれません。音質自体は、FETヘッドホンバッファアンプと比べると、低域の再現力が低いと思いました。簡易版ですので、仕方がないといえば仕方ないんですけどね(^^;

ただし、ヘッドホンアンプの挿入による音質劣化は、ほぼありませんでした(というか、私が聞く限り変わりありませんでした)。アンプ側の負荷の高低にもよると思うんですが、少なくとも通常使用する分には問題がなさそうです。

第1号総括

ヘッドホンアンプ付でしっかり鳴らす、という当初の目的は達成です。設計して思ってたことなんですが、ここまで基板面積に余裕があるのなら、三端子REGをデジ、アナ用に二つ作って、(バスパワー駆動だけど)セルフパワーモードで鳴らしたほうが、良かったように思います。

また、負電源にLTC660ばっかり使ってちょっと面白みにかけるので、次からはMAX764~766あたりを使っていこうと思います。部品点数が非常に少ないのと、ICの載せ変えだけで電圧を-5、-12、-15のいずれかにできるので非常に便利な上、それとコンプリっぽいMAX761/762で12V,15Vを生成して、±12/15Vの電源を使うことが出来ます。とはいっても、使いこなせなきゃ意味無いんですけどね(^^;

今後の展望

そろそろDAIの勉強が終わったので、次からはDAI+DACの基板になると思います。DACはPCM1794Aに決まっているんですが、DAIはDIR9001CS8416かで悩んでいました。高音質だけを狙うなら、ジッタの性能でDIR9001が勝り、マルチプレクサや、サンプリング周波数のレンジなど多機能性ではCS8416が勝ります。ただし、どちらもUSBにはつなぐことはできないので、PCM2906か、PCM2704あたりに仲介をお願いする必要があります。めんどくさいなぁ・・・・(本音)

その他、PCM2706がUSBとつなげてかつDAIの役割も果たせるようで、PCM2706+PCM1794Aにすれば、USBのデコード(?)用に1ICかませる必要なくなるので、USBで鳴らすのみなら、こちらの方が音質有利になる可能性もあります。

などなど、色々試したい設計がたまってるので、そろそろ基板の発注に入らなきゃなあ・・・・・・(ただいま足踏み中。忙しいのも原因なんですけどね)
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HPA付USBDAC 製作記 ③

HPA付USBDAC 製作記  / 

HPA付小型USBDAC第1号完成です。以下が完成品の写真になります。

外形写真 接続写真1
外形写真2 外形写真1

大きさはタバコの箱とほぼ同じぐらいですね。黒塗りスプレーに失敗して、ちょっと不細工になりましたが、手作りのお慰みということで。こちらが、内部の画像と、回路図になります。

HPA付USBDAC写真 HPA付USBDAC 
※バッファ用オペアンプはVCC-をつないだ方がよいかもです。単電源のまま行きたいなら、OPA2365がお勧めです。
※2009/10/14 回路図ではバッファ用オペアンプにNE5532ADが記載されていますが、動作電圧が足りないので、VCC-に電圧を入れるか、NJM5532やNJM4580に変更しないと動きません。すいません。

電源部
バスパワーモードの使用です。今回は面積的に随分基板に余裕があったので、オペアンプの電源部にはRLCフィルタ+大容量コンデンサが挿入されています。-5V生成にはいつもどおりLTC660を使用してあります。高周波除去用の0.1uFの大量投入も前回と変わりません。

フィルタ部
正直、構成は超小型USBDAC第2号とほとんど変わらないので、説明することがありません(^^; 多重帰還型LPFで、オペアンプにはLT1498を使用。ベースにはPCM2704のVCOMからの出力をNE5532ADNJM4580でバッファして抵抗で分圧したものを入れています。

ヘッドフォンアンプ部
オペアンプ一発の簡易なヘッドフォンアンプです。ボリウムはアルプス電気の小型ボリウムで、例によってLT1498を使っています。

部品のグレード
LPFの抵抗は千石電商で販売されているタクマンのREY25を使います。1本30円でなかなかに良好な音を鳴らしてくれます。それ以外は一般品の炭素皮膜抵抗です。
コンデンサは、USBのVBUS付近は日本ケミコンの低ESRコンデンサであるKZEを用いています。逆に、オペアンプの電源などRLCフィルタをかけたり、負電源を生成した後などはOS-CON(SEPC)を使っています。デジタル部の平滑コンデンサは、ルビコンのMCZを入れました。水晶は前回と同様、DigikeyのABLSで59円ぐらいです。LPF 部のフィルムコンデンサは松下のオーディオ用PPS:ECHRを使っています。

今回の失敗
HPA付USBDAC 製作記 ②で述べたとおり、超小型USBDAC第2号と同時設計ですので、
バッファ用オペアンプのピン配置が左右逆セカンド!
前回と同様、ラジオペンチでさっと曲げて解決しました(^^;;

次回は音質評価です。一応、部品表は公開しない方針で行きます。要望があれば別ですが、試作品ですし、あまり前のものと部品が変わりませんしね(^^;;

HPA付USBDAC 製作記 ④に続きます。

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HPA付USBDAC 製作記 ②

HPA付USBDAC 製作記 ① はこちらとなります。

前回の超小型USBDACの時もそうだったんですが、USBDACにヘッドフォンアンプをつける設計をするのは初めてです。インターネットで探しても、皆さん別々に作ることが多いようで、同時出力がOKなのかどうかはわかりません。一応、SE-U55SXの回路では、IV変換やVLSC、ラインバッファ等をかました後に、同時出力を行っているようです。(プロがやってるんだから大丈夫っていう発想も駄目駄目なんですが・・・・・・)。
同時出力といえば、nabeさんの高音質USBDACにはステレオミニとRCAの2種類の端子があるので、HPAとパワーアンプに同時出力できるのかなあと思って伺ってみると、「多分可能」とお答えいただきました。
まあ、アンプ系への入力抵抗は結構大きいので、出力を2つに分けたところでそれほど大きな劣化が見られるとは考えにくいんですけどね・・・・・・(^^;
出力電流を増やしてS/N比を向上させるという考え方もあるらしいので、ひょっとしたら1~2%ぐらいS/N比が下がってしまうかもしれません。今回設計するのは気にするほどの超高音質ではないので、そこまでは考えていません。。

SE-U55SXを参考にして気をつけることはスピーカー出力の手前に直列で入れる耐容量性負荷用の、100Ωの抵抗より前で分けることぐらいのようです。私はケーブルを5m以上延ばして使うことはまず無いので、この抵抗は入れません。ので、気にすることは無いようです。
以上のことを条件に入れて、設計をしました。
HPA付USBDAC
※バッファ用オペアンプはVCC-をつないだ方がよいかもです。単電源のまま行きたいなら、OPA2365がお勧めです。
※2009/10/14 回路図ではバッファ用オペアンプにNE5532ADが記載されていますが、動作電圧が足りないので、VCC-に電圧を入れるか、NJM5532やNJM4580に変更しないと動きません。すいません。

作った後だから言えるんですが、今にして考えれば
「面白くない設計してるなあ・・・・・・・・(^^;」
と思っちゃいますね。要は、超小型USBDACの第2号に電源部コンデンサを物量投入して、オペアンプ1発の簡易HPAをつけただけです。HPA付でとりあえず鳴らすためとはいえ、もう少し冒険しても良かったんじゃ? と思わせる設計だと思うんですが、それもそのはず、

PCBE設計図

この基板、超小型USBDAC2号と同時に設計されたものなんです。
ちょっとPCBEの設計画面じゃ見にくいんですが、右が超小型USBDAC2号*2、左がHPA付小型USBDACです。サンハヤトが売ってる感光基板じゃ100*75が最小ですから、節約すると違う回路を一緒に焼くことがやたら多いんです。後、超小型USBDAC1号がちゃんと音を鳴らしたので調子に乗ってました(^^;

HPA付USBDAC 製作記 ③に続きます。 次回は、製作したUSBDACの紹介と、解説になります。

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HPA付USBDAC 製作記 ①

最近予想以上に忙しく、オーディオの記事の間隔がちょっと空いてしまいました(^^;

今回は、カバオが作ったものシリーズ第三弾

 小型&簡易ヘッドホンアンプ(以下HPA)付で中音質なUSBDACです。超小型USBDACなんかを作ってたときに思った不満なんですが、気軽にヘッドホンで聞きたいとき、電池駆動のHPAに(音質は素晴らしいんですが)接続したり、スイッチを入れるのは意外に面倒ですし、電池も交換しなければいけません。

 また、外に持ち出して使う場合や良質なスピーカーが手元にない場合、とりあえずイヤホンやヘッドホンで音を聞けると何かと便利です。じゃあ、作ってみよう、というのが今回の企画です。
 使うICはとりあえず可不可を調べたいので、PCM2704を使って試作します。何故かといえば、余ってるからです(^^; 逆を言えば、ストックが切れたらまた別のものを使うことになると思います。

例によって、製作の条件を立てようと思います。

①バスパワーで駆動
②今回は75*50の基板で製作(100*75基板の1/2)
③USBコネクタとステレオミニコネクタ*2は基板搭載
④部品類の背の高さは15mm未満

これらが条件になります。条件が以前よりゆるいのは、PCM2704の超小型USBDACが、割と成功したので、調子に乗った勢いで作ることにしたからです(^^;
目標は、第1号目はスピーカーとヘッドホンに同時出力して、そこそこの音が鳴れば達成、といったところです。
コレが成功したら、第2号からは「高音質」と言える簡易HPA付USBDACを目標にすえる、ということにします  (^^;

HPA付USBDAC 製作記 ② に続きます。

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カバオ

Author:カバオ
1984年5月25日生まれ 2008年12月現在 電子回路歴3年、オーディオ回路歴1年の、いわゆる初心者。

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