月別アーカイブ: 2012年8月

1 bit DACアナログバックエンド回路(DSDフィルタ)

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

 

読み物、3題

残暑、お見舞い申し上げます。

更新も久しぶりになってしまいました。今回はこの夏に私が取り組んだオーディオ関係のトピックについてお知らせします。息抜きに軽い読み物としてさらりと流して頂ければ幸いです。

1つ目はPCM2DSD基板です。昨夜になってSINGLEスピードからQUADスピードまでのすべてのサンプリング周波数のPCMをDSD256に変換できるようになりました。現段階ではS/PDIFからの入力信号に対してジッター・リムーバーを働かせない状態、に対応します。またI2S入力はDOUBLEスピードのみに対応します(現在のところSCLKの周波数が256fsとなる条件に限定されるという理由です)。

本日は久しぶりにたっぷりと音楽を聴きました。それもHDTracksなどからダウンロードした96kHz/24bitの音源をDSD256で聴きまくりました。CDからリッピングしたSINGLEスピードの音源を変換して聴くのとはまた違った味を存分に楽しむことができました。進捗的な話としては、基板を少し修正しなければならないだろうということと、SCLKの周波数が512fs(SINGLE), 128fs(QUAD)となるI2S入力時への対応は当然進めなければなりません。そして、S/PDIF入力時のジッター・リムーバー対応も予定通り実装したいと考えています。というのがあります。

2つ目は、AyreのQA-9というDSD出力対応A/Dコンバータを試用する機会に恵まれたというお話です。
私のオーディオの大先輩というか先生である知人が貸してくださいました。試用したのはプロフェッショナル版ということで、なんとなんとDSD256までの出力に対応するA/Dコンバータになります。これを、UDA(DoP録音対応版)基板と組み合わせてDSD128でオープンリールテープからファイルにアーカイブしました。というのがお題です。

録音したソースは、ポールマッカートニーのRAMという今から40年程度前のアルバムのオープンリールテープです。これのシールデッドNEWという状態のものを入手しておいたので、RevoxのB77改に掛け、アナログのバランスアウトをQA-9にてDSD128に変換し、UDA(DoP録音版)基板にてPCに取り込みました。残念ながらUDA基板でDSD256を録音することは今のところできません。とはいっても、それが可能な装置は世界中探してもどこにもないだろうとは思います・・・。

RAMもハイレゾダウンロードが利用できる現在、いわゆるHiFiというのとは違いますので、どこに価値を見出すのか、という話は確かにあると思います。でも、昔慣れ親しんだオリジナルミックスをスクラッチノイズなしで当時のバランスで楽しむことができるので、私にとってデジタル化は止めることのできないライフワークなのです(嘘)。

貴重な体験として、Ayreのご機嫌なアナログサウンドで取り込めましたよ。ということなのです。それにしてもこんな昔の品物の未開封新品がまだ存在しているのですから、アメリカというのはすごいなー、と妙に感心してしまいました。

どうでもよい話ですが、Beatlesにはマジカル・ミステリー・ツアーというアルバムがあって、一部の曲はイギリスのオリジナルとはミックスが異なっていたり、モノラル音源から疑似ステレオ化された曲も数曲含まれていたりと、青盤に含まれている同じ曲どうしでも当然のように音が異なっていました。それが初CD化の際に英国オリジナルミックスに差し替えられてしまったので、今では昔のアナログソースでしか聴くことはできません。「『オール・ユー・ニード・イズ・ラブ』は青盤の方が音が良いよね。とか『ストロベリー・フィールズ・フォー・エバー』のジョンのボーカルは青盤とマジカルとで音が違うよねー」とか、友達とうんちくを垂れていた中学生の頃の夏を思い出したりしました。当時からすでに病気の兆候があったようです(笑)
もちろん、このアルバムも私のDSD128アーカイブコレクションに含まれています。

ちなみに、QA-9とUDA(DoP録音)基板を使ってDSD録音をお考えの方がもしもいらっしゃる場合には、まずはご相談をお願いします。

最後に3つ目です。お待ち頂いていた方には大変申し訳ありません。今月はUDA基板の頒布をお休みさせて頂きます。次回準備ができるのは9月中旬頃の予定です。実は部品発注のミスで発振器の入手時期が遅れることになってしまったのです。

オーディオ用も数量の見込めない珍しい周波数なのでメーカーでも在庫は無く、注文を受けてから水晶片のカットを始めるのでしょう。そういう時には流通在庫をあたってみる、というのが有効な手段である場合も多いのですが、今回は事前の予想通り完全に失敗しました。

その手のマーケットで(国外マーケット初参戦です)NDKの2つの周波数を登録したところ、なんと2つの業者から即納可能という連絡が来ました。このマーケットはエスクローサービスというものに対応していて(要はヤフオクで出品者と落札者の間にヤフーが入って金品の受け渡しをするというのと同じです)、相手が初めての業者でもそれを使う限りは一応は安心なわけです。で、最初の1社に連絡をして発注書を出したところ、「エスクローサービスでは遅くなるので直取引をしよう」と持ちかけられました。こういうのを相手にしないのは鉄則のハズですが、大した額ではないので半分は怖いもの見たさ?で支払いを済ませました。某国HSBCへの電信振込です。すると、案の定、何度連絡すれど「お金が届いていない」の一点張りでどうにも埒があきません。たぶん一生送ってこないと思います。今時こんな少額の詐欺を働くセコイ輩(会社)がまだあるのですね。

もう1社は、というと、実はこちらも直取引をしてしまったのですが(間に第3者が入ると確かに面倒くさいのです)、送金して3日後にはDHLで届いてしまいました。でも、中身を確認すると、微妙にパッケージが大きいような気が・・・。今年からUDA基板で使っているNDKの発振器は外形サイズが2.5mm2.0mmのタイプです。送られてきたものはどう見ても1回り大きい3.2mm×2.5mmのタイプです。早速問い合わせたところ、在庫上は私が発注した部品が登録されているが、実際に在庫を管理している業者が嘘をついていて、送ったのは別のメーカーの発振器だとのこと。でも周波数は同じだから同じように使えるよ。と、来たもんです(笑)。こちらの方は悪気はないと思うのですが、またもや将にあの国の人らしいです。

実際、送られてきたのはEPSONトヨコムの22.5792/24.576MHz品なので問題は無いと言えば確かにその通り。私が自分で使う分にはEPSON品でも全然構わないのですが(3.2mm×2.5mmでもリフローなら実装できます)、NDKは自作マニアに人気があるようですので、正規品が入荷するのを待つことにしました。

ということですので、もう少しお時間がかかりますがどうかお待ち頂けますようにお願いします。

追記:と書いたら、代理店から出荷の連絡が来ました。前倒ししてくれたようです。感謝! UDA基板は来月上旬にはお出しできそうです。

PCM2DSD基板、大容量回路対応版

PCM2DSD基板ですが、FPGAをXilinxのSPARTAN6(9k)からAlteraのCyclone3(25k)に変更したリビジョンが、お盆休み前に必要最小限の実装を終えて送られてきました。

single speed(44k1/48k)のPCMだけをDSD256に変換するのであれば、もともとのXilinxのSPARTAN6(9k)を搭載した基板でたぶん十分なのですが、おそらくは、double, quad speedからもDSDに変換したいとか、DSDのアップサンプリングってどうなの?といった声が上がりそうな予感もしますので、FPGAはある程度大容量なものを搭載してヘッドルームは確保しておこう、ということで、予め基板を作ってしまった次第なのです。

DSDアップサンプリングをやるかどうかは置いておくとして(可能性としては高くはない?)、仕様的にはS/PDIFとFIDELIX方式のI2S伝送HDMI入力に対応予定です。S/PDIF入力に対応しておけば、CDプレーヤーの稼働率が復活するかもしれません。そのS/PDIF入力時にはクロックのジッタリムーバー(シェーパー?)を選択的に利用できるようにします。

内輪の話ですが、AlteraのFPGAを使うのは会社員時代以来なので、基板設計時点からしくじると痛いなーと心配していました。結果的には杞憂に終わり、特にミスもなくコンフィグレーション(回路データをROMに書込むこと)もできています。電源投入でROMからFPGAへ回路データが展開されて、予定通りの動作をしています。

あとは、残りのICも実装して全体の動作を確認するとともに、double/quad speed用の変換回路を作りこむ作業が残っています。デジタルフィルタの更なる性能向上のための設計作業も続けるつもりです。

追伸:数名の方からDSD256関連で丁重なメールを頂いており、誠にありがとうございます。大変申し訳ありませんが個別にお返事ができませんことをお詫び申し上げます。現在の進捗を持ってご報告に代えさせて頂けますよう、どうかよろしくお願いします。