月: 2011年6月

USB DUAL AUDIO基板、略してUDAが世界で最初にUSB Audio class (アイソクロナス転送) でのDSD再生に対応します※。

昨年末から正月を挟んだ時期に、UDA基板のUbuntu用パッチの件で、Linuxをはじめとするソフトウェア全般に造詣の深いN様と知り合うことができました。

そのN様とのコラボレーションによって、標準USB Audio classの枠組みの中でDSDのネイティブ再生を可能にします。N様にはUSB標準Audio classでのWASAPI専用ソフトを開発して頂きました。

第1弾はWindows用、WASAPI排他モード専用のアプリを使って、3種類のDSDフォーマット、およびWAVファイルをリストに混在して登録、再生ができます。現在のところ、ドライバなしではWindowsではclass1.0までの対応になりますので、DSDフォーマットは2.8MHz (DSD128) のDSDIFF/DSF/WSDへの対応となります。

並行してLinux版の開発も進行中で、そちらはclass2.0対応ですので、5.6MHz (DSD128) までのDSDフォーマットが再生可能になります。

※FPGAプログラムの書き換えとUSBファームウェアのUPが必要です。
※ソフトウェアはN様のHPでの公開となります。

TIからPCM4204を使った評価基板が販売されています。

PCM4204EVMがそれです。2chのA/DコンバータであるPCM4202を使った、PCM4202EVMという評価ボードも販売されています。

今回は、昔入手していろいろ検討したPCM4204EVMのDSD出力を2chだけ使ってみることにします。まずは予めボード上のジャンパで128DSD(5.6MHz DSD)出力モードにしておきます。 当方の場合、基本的にテープデッキからの録音を5.6MHz DSDで行う、という使い方がほとんどとなっています（アナログプレーヤーをもっていません）。

写真のように、PCM4204EVMのDSDCLK/DSD1/DSD2の3信号を子基板上でワードクロックとDSD-RAW信号に変換するだけです。

ワードクロックは44.1kHzですので、5.6MHzのDSDCLKを、自身の立ち上がりエッジで128分周します。また、DSD1, DSD2の両チャンネル信号は、Dフリップ・フロップを使ってDSDCLKの立ち上がりエッジで1発叩いておきます。

 すると、ワードクロックのエッジと、DSD-RAWデータの変化点が一致することになります。

これをBNCケーブルを経由して、USB DUAL AUDIO基板のI/O PCBで受けることによって、5.6MHzのDSDIFFファイルとして録音することができました。

もちろん、DSD録音はバルク転送モードで行うことになります。

そのDSDIFFファイルを、人気のAudioGateを使って24bit/176.4kHzのWAVファイルに変換し、例によってWavespectraで観測してみました。

5.6MHzのDSD信号ということで、約40kHzくらいまでの帯域がほぼフラット、そしてそれ以上はノイズ・シェーパのノイズとともにある。ということがわかります(ちなみにPCM4204EVMの入力はオープン)。

この特性は、このA/D変換ボードを使って24bit/176.4kHzのPCMモードで録音した結果と一致します。PCM録音をするということは、A/D変換ボード(PCM4204EVM)上のA/D変換IC内でDSD->PCM変換をするということであり、DSD録音したファイルをあとからPC上でPCM(WAVなど)に変換する場合の結果と違いはほとんどありません。

USB DUAL AUDIO基板とA/D変換基板をセットで筐体に押し込むという方法だけでなく、このような使い方もできることがわかりました。業務用のDSD出力対応A/D変換機の代わりになるかな？

もちろん、こういった基板も作ってから久しいのです。

PCM4202(4)EVMに載せてワードクロックとDSD-RAW信号を取り出すための基板です。

ワードクロックを作るには、DSDCLK(2.8/5.6MHz)を分周する回路が必要ですが、DSDCLKの立ち上がりエッジでもって同期式で64なり128分周するのにちょうどよいICがないので、例によってCPLDなどを使った方が基板が小さくできます。

ワードクロックのエッジとDSD-RAWデータの変化点の位相ずれがおそらく±20ns以内でないといけないという約束事がありますので、同期式カウンタによってDSDCLKを分周しなければなりません。

続く・・・

久しぶりにUSB DUAL AUDIO基板向けのヘルパー基板を作ってみました。

名付けてI/Oボード。

何のI/Oかというと、まずはACアダプタのDC出力の入力端子、まわりくどくてすみません。要はΦ2.5mmセンタープラスタイプのDC電源入力です。レギュレータで安定化した後、USB DUAL AUDIO基板にも5Vが供給できるようにしてあります。

信号の入力は特殊です（笑）　ほとんどプロ用。なんと、ワードクロックとDSD RAW入力のBNC端子です。業務用のDSD A/Dコンバータの出力が受けられそうです。もちろん、TASCAMのDV-RA1000HDの出力も受けられるはずです。

でも本来の目的は別のところにあります。USB DUAL AUDIO基板になってから、オプションのA/D基板のアナログフロントエンドを、汎用のオペアンプによる回路に変更しました。これは、そういったご要望を多数受けての結果だったのですが、どうやら、従来のOPA1632を使ったフロントエンドが欲しいから、と、TIからPCM4202の評価ボードを購入する方が現れました。

もちろん、A/D側のモード切替が手動になることを問題視しなければ使用は可能なのですが、USB DUAL AUDIO基板とA/D基板を別筐体で運用したいというご要望のおまけまでついていました。

実は当方もそういった使い方をしたいとずっと思っておりましたので、ここは意を決してTIのAD4204の評価ボードを想定して、受け側であるI/Oボードを設計してみた次第です。もちろん、A/D基板側にもDSD CLOCKをワードクロックに変換する回路などが必須です・・・。USB DUAL AUDIO基板のFPGAプログラムも若干の変更が必要になります。結局フロントエンドの回路がどうのこうの、という問題ではなくなってきました（笑）。

信号出力も特殊です（笑） HDMIコネクタを使ってI2SかDSDを出せるようにしてみました。読者の方でしたら想定するお相手のデバイスは容易に想像できますね。 

タカチ電機のUS-200の前後方向にピッタリ収まるサイズで描き起こしました。

続く・・・