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超小型USBDAC製作記 ②

超小型USBDAC製作記 ① はこちらになります。

とはいってもですね、カバオはその時DAC設計未経験者なわけです。色々やりたいけど、データシートとにらめっこしながら「こ・・・これで動くかな?」とか恐る恐るの設計で、はじめは「とりあえず音が出ることを目指す安全設計」からスタートしました。

1号回路図
※アップ時のUSB端子周辺の回路図がおかしかったので、修正しました。

回路図完成!

回路設計説明

電源部
主幹部品のPCM2704は5V→3.3Vのレギュレータを搭載しているので、バスパワーモードだと、降圧レギュレータが不要になります。セルフパワーモードにして、USBのバスパワー(5V)を3.3Vに降圧したものを入力してもかまいませんが、結局、トランス電源を使うか、デジタルとアナログでレギュレータを分けない限りあまり意味がないことなので、今回はバスパワーモードを選択します。

フィルタに使うオペアンプのマイナス電源生成には、LTC660を使います。DigikeyでSOIC(表面実装)モデルが500円くらいで売っていますし、コンデンサ一つで入力電圧を負電源にしてくれるのはとても便利です。オペアンプの入出力にはLを入れて、高周波雑音を除きます。同時に、104と大量投入しているのは完全にnabeさんの影響です(笑)

フィルタ部
PCM2704のVCOMを利用してカップリングコンデンサ(以下カプコン)を使いたくなかったんですが、挑戦挑戦でいくと、動かなかったときの原因特定が難しいので、とりあえずカプコンを使う構成に(C8,C10,C12,C14)。ついでに、カプコンを利用して、抵抗(R6,R11)でハイパスフィルタを構成し、その後に非反転増幅器に入力します。抵抗値は、C9、C13にフィルムコンデンサ(大体100pF以上しかない)を使いたかったので、それとカットオフ周波数を基準に決めました。一応Zobelフィルタ(C7,R9,C11,R14)も入れましたが、NJM4580は大変安定性に優れたオペアンプなので、使い主の未熟な設計にも耐えてくれるはずです(^^;;;

部品のグレード
抵抗のほとんどは多摩電気のLFを使います。また、LTC660の負電源生成用電解コンデンサ(C27)以外で正負極のあるコンデンサは、全てOS-CON(SEPC)の6.3V100uFを使っています。正負極のない100uFのコンデンサは、秋月電子(通販)で売っていた6.3V100uFの積セラを使用しました。コストと積セラの大量投入を考えると、OS-CONではなくルビコンのMCZで構成するべきだったようにも感じます。水晶は±20ppmのそこそこのもので、一個300円でした。PCM2704は特殊な周波数の使い方をするようで、水晶の性能はあまり音質に影響しないそうです。
カプコンは工業用のフィルムコンデンサ(メーカー不明。ニッセイ?)です。オペアンプ周りには、松下のポリプロピレンフィルムコンデンサを使用しています。

回路図が完成したあまりの達成感に、さっさと感光して部品を載せてしまいました。回路図を作るまでに1週間近くかかったんですが、基板作って部品を載せたのは休日1日で終了です。テンションの高さがうかがえますねー。

本当は感光とかエッチングの光景とか、感光後の基板とか載せたかったんですが、この頃はまさか自分がブログをはじめるとは思ってもいなかったので、写真を一切撮っていません(^^;
回路図すら、今回ブログに載せるからと、急遽PCで作りました。当時は紙に書いたものとデータシートを見ながら、基板設計を行っていました。この癖早く直さないといけないなー

で、肝心の音がでたのか? という話なんですが・・・・・・・
ええ、なりましたよ。なったはなったんですよ。
凄い音割れするけど
イヤー! と悲鳴を上げ、バグチェックにかかりました。カプコンを凄く大きなオーディオ用のフィルムコンデンサに変えたり、抵抗をちょっといい物に変えたりした挙句、オペアンプの帰還抵抗の一部がグランドと短絡してたのは秘密ですOTL

今日の反省:配線の短絡やはんだの接触は、要確認(当然)

以下が、一応の完成したDACになります。大きさは51*38*18(横*縦*高さ)で、結構こじんまりしたものになったと思います。ケース?らしきものは、昔、感光失敗した基板を50*37.5に切りそろえて上下にナットやスペーサーをかまして取り付けた後、周りを 絶縁テープ || 銅箔 || 絶縁テープ で囲んで、つや消し黒スプレー塗りました。感光基板は基本的にガラス繊維と銅版の組み合わせなので、DACを薄い銅でくるんだ形になります。
DAC外見2 DAC三点比較2
DAC内部1 DAC内部2
みっちり詰まってますねー(^^;;

音質評価
・・・・・・・は、長くなりすぎたので、次回というか、来年で(^^;; 気が向いたら、部品表も作っとこうかなと思います。
それでは皆さん、良いお年を!

超小型USBDAC製作記 ③へ続きます。



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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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