カテゴリー: 検討経過

無事に基板が出来上がってきましたので、FPGAに前置フィルタと量子化器を組み込み、6bitの11.2896MHz/DSM（デルタシグマ変調）出力から 1bit DSD256に変換するように構成しました。

-20dB 1kHzの正弦波を 11.2896MHz DSDIFF ファイルとして録音したデータの”FS  “チャンクを11.2896MHzから5.6448MHzに書き替え、AudioGateで176.4kHzのwaveに変換しました。録音には4ch I/O BOXを使いました(過去記事をご参照)。

正弦波のスペクトラムが500Hzになっていますが、ですから実際には1kHzです。周波数軸の値は倍にして読みます。352.8kHzのPCMのチャートだと思って見てください。(256fsなので)80kHzを過ぎたあたりからノイズが上がり始めるおなじみのチャートになっています。

ちなみに、AT1201オリジナルの “DSD256” 出力はどんな感じかと言えば・・・、録音してPCM変換するとこのようなチャートになります。なお、ややこしくて申し訳ありませんが、こっちのチャートは周波数関係は正しくそのままの数字になっています。

入力信号が-30dBだと3次高調波歪がスペクトラム上は見えませんが (それは上のFPGA出力でも同様)、シェーピングノイズがいくらなんでも早すぎるだろうという感じです。

AT1201 アートワーク第3段です。左右それぞれ6bitのデルタシグマ変調出力、これを大容量FPGAまで導いて再量子化します。デジタルアイソレータがずらりと並びます。ここまでしたくなかったのですが、結局フル機能を実装することになりました。電気も結構喰います・・・。 コスト度外視、ほとんど趣味と意地の世界です(笑)。  冷静に考えればマイトナーADCで十分過ぎると思いますが・・・。

バルク転送用ソフトウェアのアーカイブ( 随時更新しています )に、UDA2基板専用のPlayAudio.exeを追加してあります。

また、Windows8用のバルク転送用ドライバを追加しました( 旧基板共用 )。64bit環境のみテストしています。既存のWindows7用ドライバがインストールできない場合にはお試しください。

バルク転送専用の旧USB　AUDIO基板などで録音した4chのDSDIFFファイルをロードすると”4ch DSD”に自動でチェックが入ります。この時、”3ch/4ch DSD output to 1ch/2ch pin” をチェックしておくと、3/4chの信号が1/2chのピンに出力されます。STEREO DACで4ch DSDIFFをモニターする場合にお試しください。

ところで、バルク転送は本来データ転送の等時性が保障されない転送方式とされています。オーディオやビデオの再生には一般的にはアイソクロナス転送やインタラプト転送を用いますが、最近のPCはパワーがあり、オーディオ程度のデータ量であればかなり高速に転送できる「事実」を利用し、PC側から高速に送信しようとするオーディオデータを、基板側の水晶発振回路で生成されたオーディオクロックの速度で「堰き止めて」やることでファイル再生を実現しています。

したがって、UDA基板のバルク転送中は他のデバイスによるUSBバスの使用は極力控える必要があります。たとえば、USBストレージからのファイル再生は、場合によってUSBバスの取り合いになり、音跡切れなどの原因になる可能性があります。特に高い転送レートが要求されるハイレゾデータの場合にはご注意ください。

さて、お待たせしておりましたUDA2再生専用基板が入荷しましたので、希望される方はこちらのページからご注文をお願いします。(在庫が終了いたしました。)

今更ですが、DSD 11.2896MHz (DSD256) でレコードの録音をしてみました。アップサンプリングではないTrue DSD256です。

プリアンプからA/DコンバータBOXまでXLRケーブルで信号を導き、ワードクロックとステレオのDSD信号を出来立てのI/O BOXへ接続します。

録音に使ったソースはこれ、

懐かしいWingsです。CD化されています ( 新品では現在入手困難 ) が、どうもその音が好きではないので私にとってレコードは必須です。

片面で28分と少し・・・、これでファイルサイズがわずかとはいえ、4GBを超えてしまうのであまり現実的とは言えないかもしれません。

半田付けが結構しんどかったです！

4chレベルメータ基板, Octalスピード対応FS LED基板, BNC入力基板, 同出力基板。これら4枚の半田付けだけでヘロヘロになってしまいました。目もショボショボです・・・。

下のA/D変換器と同様、タカチ電機にUS-320Hのカスタム加工をお願いして4ch　I/O boxを組み上げました。中のメイン基板はもちろん検証中のUDA2録音再生基板です。

ちなみに、A/D変換機用の電源基板も半田付けをしたのでした（；；＾＾ しばらく半田付け作業はしたくないですね。

 

これで形が出来上がったので検証作業も進むと思います。

ちなみにAT1201 DSD256/PCM384kHz 2ch出力基板は, 回路&パターンを少し変更して第2試作の基板製造を発注済みです。来月頭には実装も終わった第2試作の完成基板に火入れができるはずです。

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（；；＾＾

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。

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。