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バカラッシュ

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Jazz Guitar弾きです。
練習しながら忘れないように記録します。




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中華DACは面白い..のか? DN-84766を覗いてみる。その3

DACの音質改善は色々有るけど、電源周りは改善というよりデバッグみたいなもんで、
本来は設計の段階で潰しておくべき問題だと思うんだよね。
ジッタだって、正直ある一定以下ならそれほど音質に影響が無い。
(図らずも今回のジッタ混入で判ってしまったような、、)

DN-84766の場合は電源周りが弱すぎるから、手を付ければかなり効果があるけど、
やっぱり、本来のDAC改造の肝はやはりアナログになってからだよね。
といってもアナログ信号部分は最後のLPFしかないので、今回はLPFの定数を検討してみる。

DN-84766DACPCM1754という汎用品ですが、一応192k 24bit対応です。
本来の設計思想なら、どんなサンプリングレートでも前段のAK4127で、
192kにアップサンプリングするので、LPFを96k以上のカットオフに出来た。
つまり、USB I/F(TE7022)が扱う48k以下の帯域はフラットに保つような定数が選べたんだよね。
ところが、実際のアップサンプリングは105k程度なんで、カットオフは余り上げられない。

で、実際のLPFはどうなっているかというと、(以下Lchのみの部品番号)
C59とR55によるHPFでDC分を切った後、C58とR54のLPFでノイズ除去している。
このLPFは、sinc関数のゼロ次ホールドの役割ではなく、
純然にノイズ除去だけ考えれば良いみたい。

オリジナルの定数は、以下の通り。
C59: 0.1uF, C60 : 1000p
R55 : 100k , R58 2.2k
(C60だけはチップで値が判らなかったので、ネット上の解析結果を参考にしました。)

驚くのはC59の容量。フィルムコンらしいが、いくらなんでも小さすぎるだろ。
ここはもっと大きくしないと低域が全く足りない。
で、どの位の容量が良いかと言うと、ネットには便利なフィルタ計算ツールがあるんで
それで自分の欲しい低域が通る値にすれば良いんだけど、一つ注意。
R55が100kと高いんで、普通のライン入力に繋げると、
入力先のインピーダンスの方が支配的になる。
入力インピは10k位が標準値なので、C59の値決めのときはR55を10kとして計算した方が良い。

まぁ、まともに低域確保するなら4.7uF以上か?
実際に、4.7uFのタンタルを付けてみたけど、低域は大きく改善する。
フィルムコンに拘る人も多いけど、1uF以上のものは中々手に入らないから、
ケミコン、もう少し周波数特性の良いタンタルを選択する。

現状のフィルムコンにパラる形で付ければ、高域はフィルムコンで確保できるし、、
(どこまで効果があるのかは知らないけど。)

LPF側は現状で72k位のカットオフ。割と低いよね。
R58をもう少し小さくして1.8kくらいでも良いかもしれない。
96kサンプリング 再生をメインにするなら1.5k位か?

全体的にRの値が高い傾向に有るんで、繋いだ機器の入力インピーダンスによって
フィルタ特性が変わってしまうね。それが嫌なら、R58を480Ω、R55を10k位にして
設計し直した方が良いんだけど、PCM1754のドライブ能力が割と低いんで、ちょっと心配。
本当に真面目にやるなら別基板でopampによるアクティブなLPFを組んだ方が良い。
その時は、データシートの回路が使える。
注意点は、低電圧、単電源駆動オペアンプを選ぶことと、
バイアスはVcom端子電圧が使えるけど、結構インピーダンスが高いようなので、
これまたデータシート推奨されているように、バッファを入れてから使う。
(多分、使わないとバイアスが振られてクロストークが悪化する可能性がある。)

えーと、結局私はどうしたかと言うと、C59に 4.7uFのタンタルをパラっただけです。
ヤッパリ、AK4127を192kアップサンプリングに改造してから、
フィルタ定数決めたいんだよね。
うーん、フラットパッケージのピン浮かせ出来るかなぁ。
悲しいことに老眼が始まってるんだ。出来るかオレ。

そういやぁPCM1754ってマルチビットDACだと思ってましたが、ΔΣ型なんですね。
いや、今時当たり前です。でも、それなら結構ジッタ影響すると思うんだけど、、

謎の多いDACです。楽しいけどね。
関連記事

中華DACは面白い..のか? DN-84766を覗いてみる。その2

これまではクロックジッタ低減に関連するところを見てきた。
(実際にはジッタ低減どころか、ジッタ付加回路になっていた訳ですが。)
今回は最終的な音質への影響が一番高いDAC LSI(PCM1754)周りを見てみる。

ポイントはヤッパリ最終段のLPFと、電源かな。
ネットを色々見ても、皆この辺りを弄ってるよね。
DAC周辺にある一番でかいケミコン(C16)を交換するのが一番多いのかな。

ただ、高品位だからといって、無暗に低ESRコンデンサを使うと、
発振するレギュレータも有るので、ちゃんと供給元レギュレータのデータシートを確認する。
因にC16は入力側なので関係ないが、3.3Vを作っているH1117の出力側はESRの制限が有る。

また、無暗に容量を大きくするとリセット信号の時定数にも影響するんで、
設計時の想定リセットシーケンスがズレる可能性が出てくるし、
電源ON/OFFの間隔によってはリセット自体が掛からないことも有る。
大体、電源突入電流がUSB規定を超えてしまう。

大容量コンデンサによるUSBバスパワー改善と言うと、olasonicのUSBアンプのSCDS回路。
以前、雑誌の付録についてきたアンプの回路を採ったんだけど、
回路自体は単なる電流制限回路。
SCDS.jpg
電流iにより、大容量のCが充電されるんだけど、電荷が空に近いと電流iが大きくなる。
iが大きくなって、R2の両端の電位差(i*R2)が0.6Vを超えると、Q2がオンになり、
Q1のベース電流を奪ってしまい、Q1がオフになりiが流れなくなる。
つまり、i=0.6/R2以上は電流が流れない回路なんだ。
例えばR2を1.2Ωにすれば、i は500mAで制限されてUSB規格を保持できる。

実際のSCDSは、インバーテッドダーリントンを使っていたり、ツェナーで
アンプの出力制限を電圧に応じて変えたりしてますが、基本はこれです。

中華DAC改造という記事や書き込みを見ると、時々トンでもない大容量ケミコンを
付けている人が居ますが、本来、USBの電源パスコンを大容量化するときは、
こんな配慮がいる訳です。

後、気になっているのはC16周辺にある謎の省略パターン。

最初は、バスパワーと外部電源の自動切り替えかなぁと思い、
パターンを追ってみたけどどうも違う。
USBの5Vを、5pinのIC(U3)で何らかの処理をしてPCM1754に供給するみたいだけど、
PCM1754は5V単一電源仕様だから、昇圧、降圧でもないよなぁ。
アクティブなリップルフィルタかなぁ。
もしかしたら、SCDS的な電流制限回路かもしれない。
確かに1000uFは、なんのケアも無いとしたらちょっと大きい気がするし。

HEGEL HD2はちゃんと部品が実装されているんで、もし情報お持ちの方がいたら、
でかいケミコン脇の5pinのICの型番を教えて頂けると助かりますって、
誰も読んでネェか。

次回は、音質の最大のキモ。最終段LPFを考えてみる。
これまた、DN-84766は中々常識外の定数なんだ。

誰も読んでなくても頑張れ。オレ。
関連記事

中華DACは面白い..のか? DN-84766を覗いてみる。

HEGEL HD2のコピーとして巷で注目のDN-84766を買いました。
基板を見る限りでは、僅かに部品の省略が有りますが、ハッキリ言って同一品。
HD2が5万くらいなんで、その1/10以下で手に入るとなれば人気となるのも当然です。
既にほぼ売り切れ状態のようですが、入手済みの人たちが色々改造してるようです。
私もやっと回路を採り終えたんで、解析しながらすこし弄ってみました。

このDACのポイントは、AK4127というレート変換LSIにより、水晶精度の高品質クロックに
載せ換えて、DAC処理のPCM1754へ送るところに有る。
AK4172というLSIは便利なもので、本機のように入力をslaveモード、
出力をmasterモードにすると、入力がどんなサンプリング周波数でも、
出力マスタークロックに準じたサンプリング周波数に変換してくれる。

ただ、192kにアップサンプリングすると説明している人が多いけど、それは勘違い。
大体、基板上に搭載されたX'talは27MHzだし、クロックジェネレータ(CGS3321)も
そのまま27MHzを出すだけなんで、アップサンプリングは27MHzの分周周波数になる。
DN84766_1.jpg

本機は、供給マスタクロックを256fsとして使う設定(CMODE= 0)なんで、
27MHz/256 = 105.5kに変換される。
一応、4127の出力LRCKの波形を取ってみた。
DN84766_3.jpg
入力側のサンプリング周波数を44.1k,48k,96kに変えても、変わらず105.5kになってる。
もし、192kにしたいなら、CMODE2,0pinをパターンから外して、3.3Vで吊った後に、
X'talを24.576MHzに換えればよろし。

でもさぁ、正直アップサンプリングって意味有るのかね。
AK4127の評価ボードのデータシートまでちゃんと読んだ良い子なら、
アップサンプリングすると周波数特性がハイ落ちするデータも見たでしょ?
http://www.akm.com/akm/jp/file/ev-board-manual/AK4127VF.pdf
レート変換なんで、間引き、補間のデジタルフィルタが入るんだから、
もとより良くなるってことは無いよ。まぁ、超解像的な特殊な補間法は有るけどね。

多分、このLSIを使う意図はアップサンプリングというより。高品位な水晶精度クロックへの
載せ換えによるジッタ除去なんだと思うんだけど、回路追って驚いたのは、
前段のAK4118のマスタークロックが水晶クロックとぶつかってること。

なんだ?、何か意図があるのか?

つうか、ヤバいだろ。出力ぶつかってたら。

つまり、こんな回路になっている。
(2013.10.15修正しました。上海丼屋さんありがとうごさいます)
DN84766clk2.jpg
せっかく高品位のX'talクロックを作ったのに、前段のクロックが繋がっているんで、
なんというか、2つのクロックが混合したwired_or状態だ。
試しにDACPCM1754のマスタークロック端子波形を取ってみました。
DN84766_2.jpg
見事なジッターです。
こんなクロックで動作してるんだから、さぞかし酷い音なんだろうと思いきや、
まぁ、普通に音出てるんですよ。
ネットで、この状況に言及してる書き込みも見たこと無いし、知らなきゃ気にならないんでしょ。
まぁ、ジッタなんて結局この程度の影響しか無いんでしょうかね。

とはいえ、気持ち悪いというか、ヘタすりゃ壊れるんでR17を外しました。
それで、同一ポイントで取った波形がこちらです。
DN84766_4.jpg

モノの見事にジッタが消えてます。そりゃそうです。関係ないクロックが混じってたんですから。
R17を外したことでなにか不具合が出ることがあるんでしょうか?

チェック用に繋いでいたのは、簡易音出しセットなんで正直音の違いはよく判りませんが、
私はこのクロック改造の状態で、これからチェックすることにします。

私はPCはMacBook Proを使っているんですが、USBのポートによっては、
全く認識しなかったり、ノイズが出たりします。(R17除去以前から)
かなりUSB電源にシビアなセットみたいですね。
かといって、電源周りのパスコンを安易に大容量化するのは、
電源突入電流がUSB規定を超える可能も有るし、
レギュレータの二次側は逆圧も考慮しなきゃヤバいしで、けっこう面倒です。
やっぱり独立電源化かなぁ。

定番は、最終段のLPF改造だけど、それ以前にDACとしてまともな状態にしてからです。
だって、元がおかしいのに、LPFの定数云々煮詰めてもねぇ、、
というか、完全同一構成のHEGEL HD2は大丈夫なんでしょうか?
同じクロック構成なら、結構ヤバいと思うんですが、、

予想通り、完全暴走記事になりました。
訪問者数の落ち込みに拍車がかかるような気がします。

ま、いいや。備忘録だもん。
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