月別アーカイブ: 2008年7月

デシメーション基板その後、追記

SCD-XE600にデシメーション・フィルタ基板を取り付けようとするには、DSD_BCK, DSD_L/R の各信号のダンピング抵抗を交換し、基板上の11.2896MHzを3逓倍する回路を追加する必要がある旨、前回書きましたが、クロックの3逓倍については、FPGA内部のクロック管理機能を大幅に変更することで、外付け回路を不要にすることができるかもしれません(フィルタ機能・性能については仕様は全く変わりません)。

これができればSCD-XE600を使うためのハードルを少し下げることができそうです。ただ、現状の(おもにDV-S757Aなどを想定した)バージョンのデシメーション・フィルタ基板とは別バージョンになってしまいます。

8月に入ったらすぐに現状のデシメーション・フィルタ基板のリリースを再開させていただく予定です。上記の別バージョンについては、ダンピング抵抗の交換とともに、8月になりましたら検討を開始する予定ですが、現時点では変更ができることをお約束するものではないことをご了承いただきたいと思います。

 

 

DSD_BCK

セット標準の470オームダンピング抵抗出力波形

ここまで鈍らせるとDACのためになり、音が良かったりするのかな?

 

 

 

同じDSD_BCK

ダンピング抵抗の手前、CXD2754Q出力波形

 

 

 

 

基板にSACD用のピンJACKを付けてしまったので、そのままでは基板をシャーシに納められません。というわけで、とりあえずリアパネルに追加で穴を開け、検討できる日まで置いておきます。

5.1ch用JACK両脇の小穴は、タカチのUCK-P13あたりを使って、片持ち梁、ならぬ片持ちパネル?式に基板を固定するつもりのものです・・・・。

 

 

 

 

 

 

 

 

デシメーション基板その後、その5

本番のデシメーション・フィルタ基板はDV-S757Aに両面テープで取り付けてしまっていますし、手持ちの基板も一切ありませんので、別の基板にFPGAのコードを焼きつけて実際に動かしてみました。

 

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全体にかなりいい加減な実装ですがご容赦ください。11.2896MHzの3逓倍回路はデシメーション・フィルタ基板上に載せました。ちなみに、FPGA近くの水晶発振器は関係ありません。基板に実装されているだけです。念のため。

 

 

 

 

 

 

 

 DSD_BCK(64fs)はJACKの近くの空きチップ・ケミコンのランドを経由して半田面から部品面へ引き出しました。

 

 

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 で、無事にS/PDIFからPCMに変換された信号が出てきました。したがってCXD2753Rだけではなくて、CXD2754Qを使った最新のSACDプレーヤーでもデシメーション・フィルタ基板が使えることがわかりました。「ロジカル」には動作に全く問題はないようです。

CXD2754Qの場合は、マスタクロックが768fsではなくて、256fsに変わっていますのでそのままではデシメーション・フィルタ基板が動きません。外付け回路で3逓倍してから入力する必要があります。

少し不便ではありますが、使用しているXILINXのSPARTAN3は、11MHzそこそこの低い周波数のクロックではPLLで逓倍できないという仕様上の制約があり、仕方のないところです。

 ところで、なぜ部品面から信号を引き出すことにこだわるのかというご質問を受けました。回答としては、「半田面に集中しても全然問題ありません。」ただ、この基板の下にデシメーション・フィルタ基板をうまいこと押し込むことができるとは思えなかったのと、検討やメンテナンス上、セットの基板の上側に位置していたほうが都合がよかったからです。

この製品の場合、空きスペースが広大ですから、基板の半田面から空いている空間へ信号を引き出せば良いのでは?と考える方が多いと思います。ところが、この製品の場合、信号線を可能な限り最短の長さでデシメーション・フィルタ基板まで導かないと、ラッチミス(データの取込みエラー)を起こして出力データにノイズが乗ってしまいます。そのために配置の自由度があまり無いという問題があります。

実際、今回はデシメーション・フィルタ基板をかなりラフに実装しており、信号線は中継点から130mmくらいの長さのリード線でFPGA基板まで引き込んでいることもあり、まれにノイズがでることがありました。

ノイズの原因はズバリDSD_BCKの信号の鈍りです。DSD_BCKはDACチップを3個ドライブしなければなりませんし、もともとのパターンも長いですので、さらに加えてリード線で合計20cm近くも引きまわしている状態では誤動作もやむを得ませんが・・・。

したがって、デシメーション・フィルタ基板を恒久的にセットに組み込むためには、DSD_BCK(DSD_L/DSD_Rも)の引き出し線は極限まで短くする必要があります。

なぜ信号の鈍りが大きくなるかというと、DSD_BCK, DSD_L, DSD_Rの各信号がCXD2754Qから引き出される際の大元のダンピング抵抗が470オームと値が大きいからだと考えています。リード線で引き出す前の標準の状態でもかなりダンプが効いている感じです。

 

 

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DIYERへの嫌がらせか(笑)、あるいはFCC(※)を通すための苦肉の策かわかりませんが・・・。

 

 

 

ここの集合抵抗を22オームあたりに交換すればラッチミスの可能性はなくなると踏んでいます。ただ、鉛フリー実装であるということと、1608が4つ集まった小さなサイズですので、慣れない人にとっては半田付けが厄介だと思います。したがって気軽に試してみて下さいとは言えないのが苦しいところです・・・(私はいつかきっとやりますが)。

結局、最近の機種は鉛フリー半田と実装密度の問題によって、弄り難いというところに落ち着いてしまいそうです。

いったん終了します

 ※アメリカにおける電波障害の規制

デシメーション基板その後、その4

もうバレバレのようですから明記してしまいますが、実験台のセットはSONYのSCD-XE600という最廉価SACD機です。ネットなどを見ていると、上位機種のSCD-X501やSCD-XA1200ESと基板が共通部品となっているようです。

まずは基板上で信号を追って、必要な信号をどこから取り出すかを調査しなければなりません。

 

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SCD-XE600には同軸OUTがありませんが、上位機種のSCD-XA1200ESなどには存在しており、基板上には東芝のTOS-LINKの右側に空きランドがあります。このランドに同軸用のJACKを取り付けて、ここからSACD専用のS/PDIFを出すことにします。

次に、DSD_BCK, DSD_L, DSD_R, そしてDSD_MCK(このセットの場合は11.2896MHz)を取り出すポイントを明確にしておきましょう。 

  

クリックすると、信号引き出しポイントが記載された大きい図へ遷移します。
 
 
 
 
 
 
 
下流から信号を追っていくと、結局DSD信号3兄弟は半田面からしか引き出せないようです。信号のチェックパッドが用意されていて、そこから何とか引き出せそうです(が、慣れない人には少し細かい作業となります)。

結局、部品面から直接引き出せそうな信号は、DSD_MCK(11.2896MHz)のみになっています。

 

クリックすると、信号引き出しポイントが記載された大きい図へ遷移します。

 

 

 

 

 

ここもランドが小さいので細心の注意を払って作業しないとはがれてしまうこともあります。決してどなたにもお奨めできる作業というわけではありません。

電源関係も半田面から引き出してこなければなりません。

 

クリックすると、信号引き出しポイントが記載された大きい図へ遷移します。

 

 

 

 

 

次に、半田面から引き出した信号をどうやって基板表(この場合は部品面)に持ってくるかを考えます。

 

 

クリックすると、信号引き出しポイントが記載された大きい図へ遷移します。

 

 

 

基板の角の部分を見ると、GND, L, R, と書かれたコネクタの空きランドが見つかりました。SCD-XA1200ESにはヘッドフォン端子がありますから、それ用のAMP回路を出力するためのコネクタかもしれません。AMP回路?はOPAMP1石のシンプルな回路のようです・・・。

周辺回路はもちろん実装されていませんから、ここをDSD_L, DSD_R あたりの信号引き出し口にできそうです。

JACKにも一つ空きがあります。上位機種では2ch専用出力用のピンJACKが出ていますが、特に必要ないので電源の引き出し口にしようと思います。

 

 

クリックすると、信号引き出しポイントが記載された大きい図へ遷移します。

 

 

 

 

あとはDSD_BCKをどこから部品面に引き出してくるかですが、走りながら考えるとしましょう。

続く・・・

 

デシメーション基板その後、その3

見落としていました!

前回の記事で、セットの基板上の11.2896MHz発振回路からはクロック信号を取り出せるポイントが無いと書きましたが、あらためてパターンをよく見たところ、発振回路からCXD2754Qへ入るクロックラインの途中にチェック用のパッドがしっかりと存在していました。ここから11.2896MHzのクロックが引き出せそうです。

ということで、例によって方針がコロコロ変わりますが、3分周作戦は置いておいて、3逓倍作戦を敢行することにします。

 DSD2S/PDIFデシメーション・フィルタFPGAは、クロックとして768fs(=33.8688MHz)が必要です。でも、セットのシステムには256fs(=11.2896MHz)のクロックしかありませんから、これを3倍の周波数に逓倍しようというわけです。

SOP14ピンタイプのTC74VHCU04とチップタイプのL,C,R部品を使って、変換基板上に上記の回路を組みあげました。電源は3.3V。ちなみに、DIPタイプのICとリードのL,C,Rではうまく動作しないかもしれません。

 

 

Aitem-Labという会社の小さな変換基板を使いました。

 入口の抵抗1個だけはリードタイプを使いました。

 

 

 

 

 

チップ部品は裏へ半田付。

 

 

 

 

 

 11.2896MHzのクロック発生器出力を実際に上記の回路へ入れてみました。

 

なぜかSDRAM_DAI基板らしき物体がありますが、ここでは単に11.2896MHzの信号発生器として利用しただけです。

 

クリックするとオシロの波形写真へ飛びます 。

 

 

 無事に3逓倍の回路が働いています。これをセットの基板につないで33.8688MHzを作れば、DSD2S/PDIFデシメーション・フィルタFPGAを動かすことができそうです!これならばセットの基板を(水晶発振回路を取り払うといった)改造しないで済みます。

続く・・・

 

 

 

デシメーション基板その後、その2

外装を開けてみたものの、考えてみたら動作確認すらしていませんでした。順番が全く逆ですが、DENONのSACDチェックディスクをかけて1kHzの正弦波信号をオシロで観測することにしました。

 

クリックして拡大画像を見てください。

 

 

 

 

 

DSDのノイズがかなり出ていますが、DSDを入力するDAC ICの出力をもつ機種では珍しいことではないようです。良くも悪くも、要はこれがSACDなのでしょう(このページのQ6を参考までにご参照ください)。

さて、システムクロックが11.2896MHzの機種にデシメーション・フィルタFPGAを接続するには3倍の周波数の33.8688MHzをなんとかして用意してやる必要があります。

2通りの考え方があると思います。ひとつには、11.2896MHzを3逓倍するという手段が考えられます。この場合、unbuffered type のCMOS IC(要はHCU04)を使った共振回路でアナログ的に3逓倍する方法があるようです。

次に、独立した33.8688MHzの発振器を用意し、デシメーション・フィルタFPGAにこれを供給するとともに、システムにはこのクロックを3分周した11.2896MHzを供給するという考え方があります。

どちらを採用するかですが、システム基板のパターンを追っていくと、11.2896MHzのクロックを引き出すのに都合のよいポイントが無さそうですので、今回は後者の方法を採用することにします。

ただし、オンボードに実装されている水晶振動子と周辺のC,Rを撤去する必要はあります。

3分周の回路は、というと、LSI設計的には次のような回路がまず思い浮かびます。

でもこれは失格ですね。素子が2個必要です。

このような回路なら素子が1個で済みますのでベターでしょう(2個目のJKFFの/Q端子から出力をとればインバータは不要です)。図ではopenになっていますが、PRNやCLRN端子は’H’ (3.3V)にしておきます。念のため・・・。

問題は、3分周回路の出力は、デューティーが50%にならないということです。

 

 11.2896MHzは、信号を追ってみると、DAC ICの他にはどうやらDSDデコーダLSIとサーボLSI?に入っているようです。

世の中にはクロックのデューティーが50%でないと正しく動作しないLSIがあります。代表的なものはDDR SDRAMなどがそうで、要は内部でクロックの両エッジ(立上りと立下り)を使っているようなLSIでは50%でないと正しく動作しません。一般的には動作速度の速いLSIで両エッジを使うことが比較的よくあるようです。

デジタルオーディオのような低速なアプリケーションではおそらく片エッジしか使っていないと思いますが、確認してみる必要はありそうです。

「確認」といっても、実際に入力してみて動作がおかしくならないことを「祈る」だけなんですが・・・。

 続く・・・

 

デシメーション基板その後、その1

デシメーション基板を入手された方から、DV-S757Aに組み込んだ結果、素晴らしい音質が得られて大変満足していらっしゃるというご連絡をいただきました。私としても非常にうれしく思っています。DV-S757Aに限らず、CXD2753Rを採用している機種であれば、信号の引出し口さえみつければかなりの機種で動作するのではないかと思っています。

私は、と言えば、実は今回の検討でDV-S757Aを酷使しすぎたせいか、まれにローディング不良が発生するようになってしまいました。PIONEERサービスから部品だけの購入ができないこともあり、マシンが完全におかしくなる前に「後継ぎ」を確保しておく必要があります。

とはいっても、CXD2753R搭載機種も、今となっては過去の機種になってしまい、今からヤフオクなどで競り合うのも「なんだかなあ」と思ってしまいます。

ということで、改造の母体となり得る現行機種を探してみることにし、検討した結果候補となる母体を見つけ、早速ゲットしました。税込・送料込みで24,000円を少し切ったあたりの価格でした。

 

 ごらんのとおり、内部はスカスカです。これだけ空間が大きいと、メンテナンス性は抜群です。

 

 

 

 

 

 

メイン基板は4層基板で、それなりに実装密度は高いですが、調査の結果、信号の取り出し口は何とかなります。

メインのLSIはCXD2754Qという最新のDSDデコーダです。

 

 

 この機種はうれしいことにクロック系が非常にシンプルで、PLLなどもありません。基板上に11.2896MHzの振動子が載っています。何を隠そう、DVDプレーヤーではなくて、オーディオ専用機なのです。

DACチップは特注品のようで、メーカーのカタログには載っていません。DACにI/V出力はなく、アナログ回路は単電源でオペアンプを駆動していることから、自作DACファンには興味がわかない機種だと思います。

デジタルアウトは光のみですが、基板は上位機種と共通になっていて、同軸出力用のパターンやジャックのランドが設けられていますので、これは使えそうです。

 

 

非常にかわいいトランスが鎮座しており、メカの左側もガラガラです。スイッチング電源ではないので、トランスを替えたり追加したりしたくなる方もいるかもしれません。

 

 

 

続く・・・

 

LED基板リリースします

大変遅くなりましたが、SDRAM_DAI基板用のLED基板をリリースさせて頂きます。下の記事ではfs LED用の3 to 8 DECODERに74LS138を使うようにご案内しましたが、今回は3.6Vの小型レギュレータも添付し、74HC138を使うように変更しますのでご了承ください。回路図どおりに製作ください。

添付品は以下のとおりです。

  • 基板1枚
  • TD62083AF
  • 74HC138
  • TOREX 3.6V LDO
  • 1608チップコン 0.1uF × 3

1セット1,500円、送料(ヤマトメール便)は100円です。下記のフォームからお申し込みください。

 回路図

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DSD2S/PDIF、デシメーション基板の追加情報

75オーム終端時のS/PDIF同軸出力波形を下記に示します。オシロに終端器をかませた上でDSD2S/PDIF基板の同軸出力を直接入力しました。パルストランス等で絶縁はしていません。

 

fs = 88.2kHz

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fs = 176.4kHz

クリックすると拡大します。

 

 

 

 

 立ち上がりは十分だと思います。パルストランスはお好みで付けていただいても全く問題はありませんが、立ち上がりを維持するのはそれなりに難しいかもしれません。

 CXD2753Rが載った基板には下のように配線しました。

 

クリックすると拡大します

 

 

 

 

 

3.3Vは下のレギュレータの入力からとりました。放熱フィンはGnd。このレギュレータは3.3Vから2.5Vを作るLDOのようです。

 

 

 

 

 

 

 

シャーシへの取り付けは下のようにしました。デシメーション基板半田面には、厚めの両面テープを重ねて座布団のようにしてシャーシへ貼りつけました。

 

クリックすると拡大します

 

 

 

 

※改造される場合は、ご自身で確認しながら作業してくださいね(特に電源関係)。DV-S757Aのロットによって回路構成や素子、基板のアートワークが異なる場合もありますし・・・、なにとぞ自己責任でお願いします。

 

DSD2S/PDIF, デシメーション・フィルタ

デシメーション・フィルタ基板を実装工場で職人さんに実装してもらいました。今回のFPGAはSDRAM_DAIのものよりも大きな、Spartan3 XC3S200という品種を使います(ちなみにパッケージは互換です)。

リリースするか否か、結構迷いましたが、Wadiaの最新SACDプレーヤーが、SACD再生時に88.2kHzのS/PDIFデジタルアウトを装備しているということで、SACDにおいて著作権保護に対応できていないデジタルアウトを出しても(一応コピー禁止フラグを立ててはいます)不正競争防止法に抵触しないのだろうと判断し、少量ですがほしい方にお頒けすることにしました。

動作確認はPIONEERのDV-S757Aというユニバーサルプレーヤーで行いました。必要な信号は、DSDのビットクロック(64fs)、L/RそれぞれのDSD信号、そしてDSDのマスタクロック(768fs)です(fs=44.1kHz)。

DSDマスタクロックは、DSDビットクロックに同期した768fsであることが必要です(33.8688MHz)。ちなみにDV-S757Aでは、DSDのデコードLSIであるSONYのCXD2753Rというチップが、基本クロックとして768fsを受け取り、パス・スルーしているようです。ただ、CXD2753Rを搭載しているすべての機種でDSDマスタクロックが768fsであるという保証はありません。

上記4本の信号を取り出すことが可能であれば、デコーダLSIがCXD2751Q, CXD2754Q, あるいは台湾メディアテック社のLSIであっても動作すると思います。もちろん電源として3.3V±0.1V程度の安定化された電源もFPGA用に必要です。FPGAに電源が印加される前にDSDクロックや信号を入力するとFPGAを破壊しますのでご注意ください。

念のためですが、DSD_BCK, DSD_L, DSD_R, DSD_MCKは、すべて3.3V CMOSレベルの信号をFPGAへ入力してください(CXD2753R直出力ならOK。そうでない場合は電圧を確認してください。)。

お手持ちのプレーヤーの仕様をあらかじめ詳しくお調べになってからお申し込みください。特定の機種に関する、お取り付け方法などのご質問にはお答え致しかねますので、あらかじめご了承をお願いします。

 特定商取引に関する法律に基づく表示、ならびに個人情報保護ポリシー

ワイヤーハーネス付き、1セット12,000円です(DIP SW等はご用意ください) 。この基板のみのご注文でしたら送料は500円をご加算ください。EXPACK500でお送りします。

ご注文は下記のフォームからお願いします。フォームへのご記入・送信が完了しますと、自動確認メール(「確認メールを送信する」にチェックを入れた場合)に続いて販売者自身からご注文確認のメールが届きますので、メールの文面に従ってお振込等をお願いします。

フォームから送信できた場合でも、すでに在庫が終了していることがございます。万一品切れの場合にはその旨ご連絡いたしますので、ご了承をお願いします。

 

LED基板をオプション設定します。

SDRAM_DAI基板用のLED基板をオプション設定します。

横76.2mm × 縦45.72mmのコンパクトな片面ガラスエポキシ基板です。SDRAM_DAI基板と合わせて使うことで、サンプリング周波数とメモリーアドレスポインタを簡単に美しくLED表示することが可能です。ポインタ表示用のLEDは円周状に配置しました。

取り付け穴径は3.2Φで、基板左下を原点とする座標は、(3.81, 3.81), (3.81, 36.83), (72.39, 36.83), (72.39, 3.81) となっています。

 

 

 

 

 

 

 メモリーポインタLEDの中心座標はPT0からPT7まで順に、(22.86, 10.16), (15.68, 13.14), (12.7, 20.32), (15.68, 27.5), (22.86, 30.48), (30.04, 27.5), (33.02, 20.32), (30.04, 13.14)。

 8個のfs LEDの座標は、x方向が54.61と63.5、y方向が下から10.795, 17.145, 23.495, 29.845です。

 回路図はこちらです。

回路図中では、fs LEDの方はSDRAM_DAI基板から供給される5Vから3.6Vを作って74(V)HC138で駆動するようにしていますが、実機では3.6Vレギュレータを使わず入出力をショートして、74LS138でLEDを駆動します。

LSTTLは’H'のときの出力電圧(Voh)が低く、VCCが5Vの時に3V位まで低い場合があり得ますのでVfの低いLEDを使う場合に注意が必要な面はありますが、電源が5VなのでVfの高い青色系の高輝度なLEDが使用可能です。

基板シルクがコネクタになっていますが、実際には直にワイヤーハーネスを半田付けしますので、コネクタは添付しません。添付品は基板と、メモリーポインタLED駆動用のTrアレイIC、TD62083AFと74LS138、およびチップコン(1608)になります。

これらICを下記のように実装していただきます。

 

クリックすると大きな画像が開きます。