カテゴリー: 検討経過

基板を作る用があって面付けの都合で少しばかり「埋める」必要があり、DSDのフィルタ回路実験基板なるものをを作りました。

試したかったのは、DAC ICに搭載されているアナログのFIRフィルタを外付けで作れないか？ということでした。FIRフィルタに関しては、正確な説明はググって頂くとして、1bitのDSD信号を下記の回路のようにDSDクロックで8個のDFF(Dフリップフロップ)を通過させ、それぞれの出力を8個のTAP係数で重みづけして加算するというものです。ちなみにTAP係数(=8個のDFF)は8個に限定されるものではありません。単に回路実現上の都合によるものです。

回路図は横着してHCT574のシンボルの上で配線しています。それぞれのDFFの出力につながるRの大小がTAP係数の大小となります。Rが小さい方が電流が増えますので、TAP係数は大きくなる関係にあります。

OPアンプのI/V抵抗(1kΩ)にパラに1000pを付けて6番ピンをオシロで見たのが下の図です。順に2kHzと40kHzの正弦波 (のDSD) を送り込みました。ちなみに今回はDSD128の場合です。

それっぽい信号が出てきています。40kHzの方は2kHzの方より時間軸を伸ばして見ています。今回の実験ではOPアンプの3番ピンはGndにつないでいます。出力はマイナス電位となります。

片ch分の実験回路です。これは、DFFのICがCMOSとTTLの違いであるとか、あるいはTAP係数の抵抗の種類がどうであるとか、など、音が変わりそうなパラメータが豊富です(笑

 

いささか唐突ですが、ThinkPad X31を使ってのVoyage MPD の導入検討を経て、皆様に遅ればせながらアルミ箱のStarter Kitを購入しました。

私の場合は、SAMBAやNFSマウントではなく、”djmount”を使うことで、全CDやハイレゾファイルを入れて運用中のUPnPメディアサーバーである、QNAPのTS-119上に構築したTwonkyMedia Server をマウントしてみました。

(U)PnP (Plug & Play) というだけあって、もしかしたら、SAMBAやNFSで使えるようにするより簡単だったかもしれません (^o^。 もっとも、初めて設定するときは(Plug & Pray) でしたが・・・。

上の写真はWindowsのGMPCですが、それらしい感じでライブラリーが見えています。

メーカー製のネットワーク・オーディオ・プレイヤーが採用している、いわゆるDLNAとは全く違った流儀で動作しているようですので ( 少なくともメディアレンダラーは楽曲ファイルのデータベースをそれ自身には置かないはずです )、現状ではコントローラーアプリには選択の自由はほとんど無いようです。

とは言え、外面上はそれらと同じような使い方ができていると思われます。そしてなにより、ギャップレス再生がきちんとできているというのがうれしいところです。メーカーの製品でそれがきちんとできるものは非常に高価だということを考えると、Starter Kit > USB DDC (UDAなど) > DAC といういささか煩わしい接続体系になる点を差し引いても、メリットが余りあると考えています( この点に関してはやりたいことがあります・・・)。

レンダラーにWindows PC と Foobar2000を使って、こちらはDLNA準拠で同じようなことはできますが、この小さなアルミケースだけで(ディスプレーやキーボードがいらない！) ギャップレス再生プレイヤーになってしまうのですから、これは嬉しいです。少しづつ聴きこんでみたいと思います。

これで、某社のネットワークプレイヤーがお払い箱にできそうです。

なお、Voyage MPDの導入に当たっては、asoyaji さんのブログには大変お世話になりました。どうもありがとうございます。

追記(7/10)：

UPnPメディアサーバーをマウントしてDBを構築すると、検索性能を上げるために？「アーチスト」「アーチスト-アルバム」・・・など、複数のカテゴリーから検索・選択できるようなツリーを作りますので、単なるディレクトリ・ツリー型よりもDBのサイズが大きくなるようです。

どうやらStarter KitのALIXではメモリが足りないのでしょう。DB構築の途中で ” Transport endpoint is not connected” と言われてDBが消えてしまいます。Voyage MPDではDBをメモリ上に構築して運用しているようですので、256MBでは到底足りないのではないかと勝手に想像しています。

仕方がないので、Starter KitにはNFSで同じTS-119をぶら下げることにしました。これなら、コントローラにMPoDを使えばネットワーク上にあるWindowsマシンをわざわざ立ち上げておかなくても運用ができます。

メインメモリのサイズからして、あまりたくさんの楽曲を ( 特にdjmountを使ったUPnPでは) 管理することには無理があるのだと思います。プレイヤーまで含めてすべてがUPnP(DLNA)で動作するシステムであれば、DBはサーバー上にあって、検索・選曲はコントローラとサーバーとの間だけで完結していますので、この点でプレーヤー側のメモリサイズに影響を受けることは無い仕組みになっています。

asoyajiさん情報では、Voyage MPDは次バージョンで正式にDSD (たぶんDoP方式でしょうね) に対応するようですので非常に楽しみです。願わくば、GMPC(Windows)やMPaD(iPad)上からDSDIFFファイルが直接選択できるようになればうれしいです。

TS-119 は、ThinkPad X31に構築したMPDを使うときにTwonkyMedia Server としてマウントし、このStarter Kit を使う環境では NFS としてマウントしてしばらく運用してみようと思います。この Starter Kit はTiny システムとして適材適所で利用することにします。

2つ前の記事で、ES9018SのDSD, I2Sモード時の接続について書きました。ご存知の方、ユーザーの方もたくさんいらっしゃると思いますが、Buffalo IIという有名なDAC基板があります。この基板ではUDA基板と接続してI2SとDSDの自動切り替えを実現していたようで(スミマセン、自分で所有していないので正確なところはちょっとわかりません) 、前の記事のようなロジックを入れずにどうやって実現しているのかと不思議に思っていました。

が、先日ある方に教えて頂いてその秘密がわかりました。ES9018Sには8つのDACに入力する信号のルーティングというか、マッピングを変えられるレジスタがあり、BCLK/LRCK(DSDL)/SDATA(DSDR) を ES9018Sの8本の入力ピンに上手に繋ぎ、適切にマッピングを行うと、入力がDSDならDSDモードへ、PCMならPCMモードへ自動的に切り替わるようにできるそうです。

私もESSの評価ボードで動作を確認しました。上述したレジスタ (アドレス14d) の上位4bitで、DAC8/7/4/3の入力として、それぞれ自分自身の入力信号か、DAC6/5/2/1と同じ入力信号かを選択することが可能だったのです。STEREOの場合、DAC1/3/5/7をLch用、DAC2/4/6/8をRch用とした場合、BCLK/LRCK(DSDL)/SDATA(DSDR) を ES9018Sの8本の入力ピンに図のように繋いでやれば良いということがわかりました。

このマニアックなサイトにES9018SとBaffalo DACの詳細が明らかにされています。それにしてもこの接続法は言われなければ思いつかないです。レジスタを変更することができる立場である場合には余計なロジックを追加することなく実現できることがわかりました。

ということで、下の記事で付け足したCPLDの基板は早くもお役御免になってしまいました(笑 　UDA基板のユーザーの方でもしも欲しい方がいらっしゃれば先着1名様に差し上げますのでご連絡ください。

そういえばずいぶん前にグローバル電子さんからES9018Sの評価ボードを調達していたのを思い出し、UDA(DoP)基板につないで音出しをしてみることにしました。

ES9018SというチップはSPDIF/I2S/DSDを入力可能なDACですが、4パラ用(本来は8ch用？)にチャンネル当たり4つのDACが含まれていて、それぞれのDACに独立にデジタル入力がアサインされているので、2ch用として考えると一見ごちゃごちゃしているように感じられます。

チップとしては電源投入時にデフォルトでS/PDIF入力が選択されるようになっていて、レジスタでI2S/DSD入力として使うように設定すれば、 「基本的に」I2SとDSDを自動認識して切り替えてくれる優れ物、であることは皆さんご存知のところだと思います。

まず、ビットクロック専用 ( I2S/DSD共 ) の入力である”DATA_CLK(60)”があり、8つのDACは、Lch用にDAC1/3/5/7、Rch用にDAC2/4/6/8がアサインされていて、DSD信号を入れる場合は Lch用の各DACへはそれぞれ”DATA1_SD1(59)”, “DATA3_SD3(57)”, “DATA5_SD5(55)”, “DATA7_SD7(53)” の各ピンにDSDLを, Rch用の各DACへはそれぞれ”DATA2_SD2(58)”, “DATA4_SD4(56)”, “DATA6_SD6(54)”, “DATA8(52)” の各ピンにDSDRが入るようにしてあげます。

I2S信号を入れる場合は、”DATA1_SD1(59)” にLRCKを入力し、SDATAを”DATA2_SD2(58)”,  “DATA3_SD3(57)”,  “DATA4_SD4(56)”, “DATA5_SD5(55)” に入力すれば、チップがチャネルごとにDAC1からDAC8まで振り分けてくれます。

UDA基板ではビットクロックはI2S/DSDで共通なので、LRCK(DSDL), SDATA(DSDR)の各ピンを、制御信号DSDH(H:DSD/L:I2S)を使ってモードに応じて上述したように割り振ってやれば、PCMとDSDのシームレスな切替再生ができることになります。

とりあえず手元にAlteraのMAX II というCPLD基板があったので、UDAのI2S/DSD出力端子から信号をもらって、モード毎に(DSDHを見ることで)ES9018Sに振り分ける回路を組んで音出しをしたところ、シームレスな切替再生が可能であることを確認しました。

こんな多ピンの大きなCPLDが必要なわけではなく、10数本のピンがあれば十分で、SN74LVC157やバッファなどを使っても簡単に実現できるでしょう。

なによりも、ES9018Sのチップ的にはDSDとPCMを自動で認識してくれますのでその都度レジスタへアクセスして切り替える必要がなく、非常に合理的です。 

回路図よりもコードの方がわかりやすいと思います。下の左辺はES9018S側のピン名、右辺はUDA側のピン名。UDA側は、信号名”DSDL”と”DSDR”はDSDモード時の機能名で、PCM(I2S)モード時には同じピンがそれぞれ LRCK, SDATAとして機能します。

   DATA_CLK <= BCLK;
   DATA1_SD1 <= DSDL;
   DATA2_SD2 <= DSDR;
   DATA3_SD3 <= DSDL when DSDH = ‘1’ else DSDR;
   DATA4_SD4 <= DSDR;
   DATA5_SD5 <= DSDL when DSDH = ‘1’ else DSDR;
   DATA6_SD6 <= DSDR when DSDH = ‘1’ else ‘0’;
   DATA7_SD7 <= DSDL when DSDH = ‘1’ else ‘0’;
   DATA8 <= DSDR when DSDH = ‘1’ else ‘0’;

知人にご依頼いただいたセット ( 3つの筐体 ) をようやく組み上げました。

一番下は横幅320mmのDoP対応USBDACです。UDA(DoP)とDSD1794A差動出力基板で構成しています。

中央がPCM4202のDSDRAW/SPDIF出力A/Dコンバータ。

一番上がUDA(DoP)が入った再生・録音のI/Oボックスです。中段のA/Dコンバータを接続してDSDレコーダーになります。また、DoP対応再生器として再生信号 ( I2S/DSD ) をHDMIケーブルで送信できます。今日現在で接続可能な機種として、カプリースがあります(たぶん)。

A/Dコンバータの電源も±15V / +5V 2系統をトランスごと収めた密集度の高いもの。これをタカチのUS-200Hに格納しています。