ElectrArtのDigital Audio実験室

本日実装業者さんから、AT1201, 24bit-384kHz/ DSD256 対応A/D変換基板が上ってきました。

早速火入れです！！

とりあえず火は吹きませんでしたので安心しました。ざっと見てみましたが、どうやらきちんと動作しているようです。明日以降で性能が出ているかどうか評価してみようと思います。

ところで、このAT1201というチップは、DSDは基本的にDSD256のみを出力できるようです。 DSD128やDSD64を基板として出力したければ、1bit DSDと同時にマルチbit モジュレータ出力(11.2896MHz=256fs)が出ていますので、「本質的」にはこのマルチbit出力信号にデシメーションフィルタを掛け、1/2, あるいは1/4のレートに間引いてから1bit-DSDを作らなければなりません。

この基板にFPGAを載せてそこまでする気はありませんので、とりあえずDSDは256fsのみ、PCMは44.1kHzから384kHzまでの選択という仕様の基板となります。

現状ではDSD256で録った後でDSD128が欲しくなった場合、安直に済ませるなら、DSD256のファイルをバイナリエディタで開いて”FS  “セクションの最後尾の値を”11,289,600″から”5,644,800″に書き換えてAudioGateで”DSD64″に変換し、出来たファイルをまたまたバイナリエディタで開いて”FS  “セクションの値を今度は “2,822,400″ から “5,644,800″ に書き換えるという、安直とは言い難い作業が必要になります。

ちと面倒くさいのです（；；＾＾

まずはMac OS X ML の AudioMIDI設定をご覧ください。

実験用にUSBマイコンのディスクリプタを変更してみただけなのですが、どうやらOS X ML はAudio class2.0 で8chマルチを32bit/192kHzまでサポートしているようです ( このディスクリプタは録音のみ実装しています)。

つまり、32bit/176.4kHz 8chのデータ量をアイソクロナスでUSBの転送帯域を確保して吸い上げてもらえるはずなので、同じデータ量である5.6MHz DSD の8chレコーダは構成できる、ということになります。

データ量は1マイクロフレーム(125uS周期)で705-706bytesになりますから、1個のパケットで送信できます。この倍のデータを転送しようとなると、USB2.0のHiスピード転送における1パケットあたりのバイト数では転送ができませんので、1マイクロフレームあたり2回に分けて転送する必要が生じます(広帯域転送モード)。

どうやらOS Xではclass2.0のドライバは広帯域転送モードをサポートしないのでしょう。残念ながらOS Xでは標準ドライバを使う限り、11.3MHzのDSDは4chまでしか転送できないということになりそうです。

要は、OS X MLならclass2.0の標準ドライバを使ってEMMlabsのマイトナーADCが吐き出す8ch DSD5.6MHzを録音する装置は実現できそうです。 残念ながらAT1201を4個使った8ch DSD11.3MHz ADCを作ったとしてもOS X ( のclass2.0標準ドライバ)では無理かな、というところのようです。

AT1201を搭載したADCの試作基板が入荷しました。

中央左寄りの半田剥き出しの実装面がA/D変換チップであるAT1201用のランドです。量産品はQFNパッケージといって、足が出ていないパッケージになります。さらには、底面は放熱を兼ねたGndプレーンであるサーマルプレート状態になっています（スミマセン、写真は省略）。

実装業者さんに実装資料を渡して見積もりをお願いしたところ、「実はご相談がありまして・・・」と電話がかかってきて、このパッケージ (AT1201) は難易度がかなり高いので 、メタルマスクを起こしてくださいと頼まれてしまいました。

手付半田をお願いするつもりでしたが、まだ試作の1回目なのにメタルマスクを作成しなければならないとは（；；＾＾・・・。

電極も狭いのでディスペンサという注射器みたいなツールでクリームはんだをピュッと塗ってやるのも厳しいそうです。確かに非常に細かいですし、見るからに難しそうです。

ともかくお任せするしかありません。

ここまでの開発費用もそれなりにかかっていますし、動かなかったら結構残念だな～

UDA基板のFPGA, ならびに回路・アートワーク等の変更を施して”UDA2基板”として本日再リリースいたします。

もともとは、UDA基板(DoP)録音版において、回路の制約上からやりたいことが完全にできない仕様であったために、これを何とかしたかったというのが主な理由です。

ほとんどニーズのない録音版のことゆえ、完全に？個人的な趣味で仕様が出来上がっていますが、UDA2基板の録音版では、 UDA(DoP)録音版からの追加・変更点として

1. DSD2.8/DSD5.6の2ch/4ch におけるSDIF-3/DSDRAW接続による録音(バルク転送)
2. DSD11.3の2ch/4ch※ におけるDSDRAW接続による録音(バルク転送)
3. SDIF-2接続による24bit/384kHz 2chPCMの録音(バルク転送)
4. 再生時にはスレーブデバイスとして、入力するワードクロックにきちんと同期するトランスポートとして動作(バルク転送)
5. DSD2.8/5.6 での4ch再生(DSDIFFファイル/バルク転送)

※USB速度的に大丈夫な場合

 といったことができるようになることを予定しております(UDA2再生専用版には上記機能は含まれません)。

前回の記事に書きましたが、ARDAtechのAT1201という DSD11.3(MHz)/24bit-384kHz対応のA/DコンバータICを搭載するA/D変換ボードを開発中で、まずは、その基板の吐き出すデータをPCへ取り込めるようにしたいというのが第一義となります。

 上の4.に関しては、現行の(DoP)録音版でもバルク転送でワードクロックを入力できますが、入力するワードクロックのエッジと、出力するデータの開始点が厳密に管理できないので、DAC側からワードクロックをもらってデータを出力し、DAC側にて内部クロックでD/A変換するという動作はきちんと保証されませんでした。

UDA2基板の録音版では、入力するワードクロックの立ち上がりエッジにS/PDIFのX(Z)プリアンブルの開始点を合わせて出力できるようにする予定です。DSD出力に関してもワードクロックのエッジと出力するデータのエッジを管理するようにします。これにより、お気に入りのクロックジェネレータからUDA2とDACに同じクロックを入れてシンクさせる、ということもできるようになるハズです(繋ぐ機器により相性のある場合がある、という問題は残り得ますが・・・)。

さて、UDA2再生専用版基板では、UDA2録音版基板と整合性を持たせるためなど、今までのUDA(DoP)録音無し版基板に対して、下記に示すように多少の仕様変更が入ります。

1. UAC2(USB Audio class2.0)において24bit-352.8/384kHz再生を追加(Foobar2kやAudivana+で確認) 
2. Bulk転送と専用アプリ(旧名称PlayAudio)にて352.8/384kHz/DSD22.6MHz再生の追加
3. DSD5.6再生時のPCM変換出力(S/PDIF)を88.2kHzから176.4kHzに変更(DSD->PCM変換の性能を少しup), なお、PCM352.8kHz, ならびにDSD11.3以上の場合にはS/PDIF出力はしません。
4. DSD2.8/5.6 での4ch再生(DSDIFFファイル/バルク転送)の追加
5. レベルメータ機能の削除

DSDの4ch再生に関しては、上記ARDAtechのA/Dチップ搭載基板だけではなく(すみませんARDAチップのA/D基板は2chです)、PCM4204チップ搭載の旧USB基板で録音されたDSDIFFの4chファイルを再生することを前提にしています。録音版と同様に、4ch分の出力端子が用意されていますが、再生システムがSTEREO-2ch分しか対応できない場合でも、アプリで3/4chを1/2chに出力できるようにしてあります。

ちなみに、基板サイズと穴位置はUDA基板と同一です。再生専用版の価格は変わりませんが、録音版の価格は改定させていただきます(UDA2基板のみで\26,000程度かそれ以上、クロック, 4ch信号BNC入力ヘッダ基板が\10,000程度を予定しています)。録音版についてはリリースは2か月程度先になる見込みです。

UDA2再生専用基板は週明けから発送可能ですが、上記2, 4の機能を実現するためのバルク転送専用アプリの準備には少し時間(遅くて2か月程度)がかかる見込みです。その点は何卒ご了承をお願いします(基板自体には機能を組み込んであります)。

PlayAudio for UDA2 Ver1.60として機能を実装し、サーバー上のアーカイブを新しくしておきました(6/8夜)。

UDA2再生専用基板のページ

週末は集中してコツコツとアートワークに勤しんでいました。目がショボショボ、体はヘロヘロになりました。

SDIF3/DSDRAWでDSD-11.2896MHzまで出力する（予定の）ADC基板です。受けられるI/Oは現在おそらく1社だけのようです。PCMは24bit/384kHzまで出力予定。S/PDIFで384kHzは無理なので、BNCからSDIF-2でもPCMを出せるようにする予定です。搭載するCPLDにどこまで入れられるかにかかっています（行き当たりばったり？）。

近々に試作に出す予定です。 

今更ですか？と言われそうですが、10個ほど入手してみました。入手性が悪そうなので関わらないようにしていましたが(笑)、足が外に出ていないパッケージ品ですと外販されているようです。

先日の記事でA/D変換ボードのレベル設定手段として、秋月のMUSEキットを紹介しましたところ、関連する情報を2件頂きました。

1件目はご紹介いただいた方ご自身で進めておられるプロジェクトで、最大で8個のMUSES72320を同時コントロールでき、それぞれで左右バランスとマスターボリュームからの差異を設定できる仕様なんだそうです。マルチチャネルのA/D変換機にも使えそうですね。

掲示板やYouTubeで公開されているようですので、URLを記載します。

http://www.youtube.com/watch?v=parT1w4BqPQ

http://open-circuit.bbs.fc2.com/　(CrossOverとかかれたスレッドだそうです)

2件目は、あのタキオニクスさんの電子ボリュームコントロールマイコンです。

電子ボリュームICは我が日本製のMUSEではなく、香港の半導体メーカーの製品です。これを制御するマイコンを独自に開発して販売されています。かなり以前から別の複数の電子ボリュームIC用に、制御マイコンを開発して販売されています。

ゲイン別に3種類のパターンのマイコンをリリースしていますが、出力可変タイプ127dBタイプが、-111.5～+15.5dBまでとなっており、テープやフォノイコの出力をA/D変換ICのダイナミュックレンジにピッタリ収まる程度になんとか足りるかな、といった感じでしょうか。

最近は忙しくて新しいオーディオ半導体情報や、おもに海外のオーディオボード情報から少し遠ざかっていますので、こういった情報を頂くと勉強になります。どうもありがとうございます。

それにしても、ここの読者の方々は、ウチのような「秘境ブログ」も訪ねて下さるような方々ですので、海外の秘境からもいろいろ面白いものを発掘される名手揃いだと感じております。

TIのA/D変換ICの評価ボードは大体入手しています。古くは、バルク転送版USB AUDIO基板用の評価に使用したPCM4204EVMで、これは4ch DSDが出力可能なものでした。何故にTIかというと、DSD出力が可能だからです。

そしてコアは同じであろうと思われる2ch版のPCM4202EVMも入手して、PCM4202DSDRAW完成基板を作る際のリファレンスにしました。PCM4202DSDRAW完成基板はPCM4202EVMとそっくり同じ特性になりました。

参考までに、1kHz-20dBの正弦波をA/D変換した際のスペクトラムを示します(PCM出力)。下の写真で上からPCM4202, PCM4204の順になります。

そして最近、PCM4222EVMを入手しました。

一番世代の新しいICでしょうか。TIも頑張ってDSD出力可能なA/D変換ICを出してくれますが、残念ながら単体の業務用高級A/Dコンバータへの採用例は私の知りうる限りではまだないようです。

この評価ボード(A/D変換IC)は、旧製品より性能が向上しているようです。

これを見てしまうと、もはやPCM4202を使ったA/D変換ボードは新たには起こせません。仮にやるとすればPCM4222を使いたいところです。

ところで、使いやすさを考えると、録音レベルの設定はA/Dボードで行えると一番便利です。

最近秋月電子のHPを見ていたらMUSEの電子ボリュームを使った電子VRキットが出ているのを見つけました。

左右独立で調整できないのでオープンリールからの録音には使いにくいところがありそうですが、フォノイコからの信号なら使えないかと思って購入してみました。

が、残念ながらこのキットは(当然かもしれませんが)出力レベルのある程度大きなデジタルソースをパワーアンプに送り込むための用途を想定しているためか、プラス方向のゲインが+8dBまでとなっており、フォノイコやアナログデッキの出力をA/D変換ICに入力するにはゲインが十分ではありません。

MUSEのIC自体は+31.5dBまで設定ができるので、ボリューム制御のプログラムが公開されていればソフトを改造して何とかできる可能性はあるのですが、現状では残念ながらもう１段どこかでゲインを稼ぐ回路が必要になりそうです。

ということで便利なA/D変換基板については、また振出しに戻ってしまいました。

『SACD黎明期の録音には大抵このA/Dコンバータが使われていた』 と謳われるSACDの原器のような8ch ADCが中古業務器市場に放出されていました。良い機会ですので、後学のために清水の舞台から飛び降りる気持ちでゲットしました。

外観は傷だらけ、録音現場の最前線で活躍してきたのでしょう。

空冷ファンが煩すぎるので、早速PC用の静音FANに交換しました。ボールベアリングからすべり軸受けに替えるだけでかなり騒音レベルが改善されます。

XLRのアナログ入力が8ch, そして、BNCのDSD出力が8chになります。SDIF-3/DSDRAWともにDSD128まで出力可能です。

ワードクロックはマスタとスレーブに対応。本器の出力するワードクロック(44.1kHz)によって、本器の吐き出すDSD信号を、2ch分のみですがUDA(録音版)基板は、受け止めることができます。

とりあえず、プリアンプのXLR出力を入れてレコードの録音を「楽しみました」。 レベル設定は本器ではできませんので、プリアンプのボリュームで行います。

次回は実験ネタを書きますので今回もソフトネタでお許しを・・・。

なんやかんやで聴く音楽は、後期ロマン派やフランスものの管弦楽やバイオリンを含む小編成もの、そしてBeatlesなどの古いロック、と固まってしまっています。そこで、どうしてもそれらのジャンルが心地良く聴けるような音質追求、ならびに装置構成になっています。

ソフトの方も、ロックはともかく、クラシックは録音の仕方に共感できるレーベルを選択して購入することが多くなります。 

安く買えるので、http://www.prestoclassical.co.uk/ から輸入することが多いです。

写真のディスクは最近入手したもので、右側の3枚を除いて、旧PHILIPSの遺産である古い4ch録音音源 (アーチストはもちろんメジャー級です) をPENTATONEが可能な限りピュアにDSD化したSACDです(dCSのDSD A/Dコンバータを使っているようです)。今となってはPHILIPSレーベルもユニバーサルクラシックに統合されてDECCAになってしまい。個人的には残念ですが、少ないマイクでホールの音をそのまま捉えたPHILIPSトーンが楽しめる、このPENTATONE レーベルの“RQR(「リマスターof 4ch録音」)シリーズに今更ながら注目しています。

余談ですが、その昔、PHILIPSはハード・ソフト、ともにオーディオ好きには憧れのブランドでしたが、今やすっかり事業分野が入れ替わってしまいました(日本の電機メーカーも見習わないと・・・)。今となっては、油を使わずにフライが揚げられる「ノンフライヤー」なる商品しか興味のあるモノのない会社になってしまいました(笑　これを買うかどうかで今家内と揉めている最中です。

右側の3枚は、コンセルトヘボウ管弦楽団の自主レーベルで、主にハイティングさんやヤンソンスさんがコンセルトヘボウで指揮するコンサートを、やはり最小限のマイクでホールトーン豊かに捉えていることが特徴のディスクです。

その一方、演奏者毎にたくさんマイクを立てて細かい音を細大漏らさず収録しておき、DAW上のアレンジでテクニックを屈指して音場感を作り出すという 方向のソースは、クラシックにおいてはあまり自分の好みではありません。

上のRQRシリーズは、prestoclassicalで1枚当たり\1,600程度で購入できました。