ポータブルDAP+DAC 6_POWボード組立

Powerボードが出来てきました。
早速組立してみましたが、いくつかミスってます。

・DCDC（CC3-0503Sx-E/CC3-0505Sx-E）のRCピンを-Vとショートしていない。
・DCDC（CC3-0503Sx-E/CC3-0505Sx-E）の-V出力ピンが5pinのところ4pinになっていた。
・MOSFET(IRF9204）が大きくてはみ出している。
これはある程度わかっていましたが、縦方向、横方向とも無理がありすぎました。
・端子間がスペース余裕がない

FusionPCBの場合50mm×50mmを超えると倍以上の価格になるため横方向を50mmに抑えようとしているのでどうしても無理しがちです。

また、まだ原因がつかめていませんが、過放電防止回路が動いていません。

ちょっとイマイチのところが多いので、PCB再設計しようかと思案中。

 Power ボード基板

 Power ボード　表面

Powerボード　裏面

　チップ抵抗は購入もれのため未実装

ポータブルDAP+DAC 5_CLKボード組立

クロックボードのハンダ付けが大体完了しました。
リフローを考えていましたが、DesignSparkからCratt　ROBOへのデータ受け渡し方法が不明のためあきらめて手付けにしてしまいました。


　DXFファイルの出力はできるのですが、ROBO Masteで開いても何も表示されないですし、Eagle時の出力ファイルと内容が明らかに異なります。
　リフローを考える場合、Eagleに戻らないとダメなのか???

Clockボード　表側

Clockボード　裏側

　とりあえず、CDCE913のモード設定をI2Cで行わないと使えないので、Arduinoから書き込み方法と、設定値、設定手順を調べて書き込みを進めます。

ぺるけ式FET差動バランス型ヘッドホンアンプ_モバイル版12

動作確認をようやく始めました。
最初、音が全く出ず、電源を落とすとコンデンサに蓄えられた電荷で何故か鳴るという状態。
何がなんだかわからない状態で、各所の電圧を測り以前作成したCQ出版附属基板を利用したFET差動バランス型ヘッドフォンアンプと比較して、FETのGateとDrainがテレコなことを発見。
今回はライブラリ登録を慎重にしたのですが、テレコに...

DesignSparkのライブラリ登録は間違えていないはずなのですが、レイアウトに呼び出さているシンボルはたしかにテレコに!!!　なんでだろ???

しかたなく、FETの足を調整して取り付け直したら、音が出るようになりました。

ぺるけ式FET差動バランス型ヘッドホンアンプ

　しかし、まだ過放電防止の方がうまく動作しません。

　電源SW　ONしただけでは電源が入らず、ショートSWを押すと電源が入るところは期待通りですが、一旦電源が立ち上がった後、電圧を下げても一向にOFFになりません。半固定ボリュームを最小から最大どちらに変えても変化ありません。なんでだろ？

　現状は、とりあえず過放電防止をパスして実装してある状態です。

QLS-QA350 I2S引き出し

QLS-QA350のI2S信号の引き出し確認をしてみました。
パターンを調べると下図のようになっているようです。
当初dsPIC33FJ12からは、2系統別々にI2S信号が出ているのではと予想していましたが、1系統しか出しておらず、I2S信号の出力ピンと想定していたピンとは別のピンから出ていました。
33ΩのダンピングがCS8406 とWM8740へのルートへ個別に入っています。BCLKに関しては何故か７７ｐｉｎと７８ｐｉｎに導通があります。これについては調べていません。

下図のようにCS8406へのダンピングの出力側からジャンパーで引き出し、CS8406へのパターンはダンピング近傍でカットするのが良さそうです。
これでSPDIFは使えなくなりますが、HAP出力は活かせたままになり、波形の歪が最も軽い引出し方法になると思います。

 I2S信号の回路構成

R34-37はモジュール抵抗で対応は不明

　ジャンパーで引出し、BuffaloIIと接続して音出しの確認をしてみました。

　カットはまだしていません。

　音が出ることは確認できました。I2Sの信号は以前調査したQA550と同じはずなので波形採取はしていませんが、LJ,RJではない、いわゆるI2Sフォーマットです。

I2S信号引出し（基板表面）　

紺：GND(C7のGND設置側）　黄：BCLK(R6出力側）　橙：DATA(R7出力側）

I2S信号引出し（基板裏面）

　紫：LRCLK (R31出力側）  

左上のU14がWM8740でその右にR34-37の33Ωダンピング抵抗、右下のU10がCS8406

BuffaloIIへ接続して確認

ポータブルDAP+DAC 4_CLKボード到着

クロックボードが到着しました。
今度は結構速く配送されました。

　Clock  + ISO ボード

こんな感じでBuffaloIIに載せます。

　BuffaloII+Clockボード

QLS_QA350 分解

QLS_QA350 がようやく届きましたので、早速分解してみました。

QLS　QA350　とバッテリーチャージャー

QLS　QA350　と　QA550　

ほぼ同じサイズだが少しずつ異なる

QLS　QA350　裏側

QLS　QA350　ヘッドフォン、SPDIF出力側パネル

QLS　QA350　電源、SDカードスロット側パネル

QLS　QA350　　基板表面

QLS　QA350　　基板表裏面

QLS　QA350　ヘッドフォンアンプ基板V2

オペアンプ：Analog Device社　AD8656　もうひとつのICは表面が汚れていて品名不明

QLS　QA350　LCDの下

Microchip　dsPIC33FJ12

High-Performance, 16-Bit Digital S8ignal Controllers

　dsPIC33FJ12と CS8406、CXOはQA550と共通です。基本的にはQA550にヘッドホンアンプを追加し、内蔵バッテリー化したモデルと思われます。

　クロックは、DAC側から供給し、I2Sを取り出す予定ですが、dsPIC33FJ12から引き出すことで考えています。この石、I2Sが2系統分あり、CS8406とwm8740に個別に出しているのではないかと予想していますが、1系統で両チップに分配している可能性も考えられます。

　外に引き出すとなると、なるべく１１：１で引き出したいところです。

　そのうち調査して引き出し方を決めたいと思います。

　クロックは、載っているCXOを撤去して外部からのクロックを入れるつもりです。

　だたできれば、単独でヘッドホン出力を使うモードも残しておきたいので、内蔵CXOと外部入力を切り替えられるようにすることも考えています。

CIRRUS LOGIC  CS8406 　192 kHz Digital Audio Interface Transmitter

Wolfson　WM8740　192 kHz24bit　DAC

ぺるけ式FET差動バランス型ヘッドホンアンプ_モバイル版11（再設計基盤完成）

再設計でfusion PCBに出した基板がようやく先週末に受け取ることが出来、先程部品搭載まで終わりました。
　どうもFusionPCBからはそれほど遅滞なく出荷されたのですが、旧正月中香港の物流が止まっていたようで、その影響をモロに受けました。1月28日オーダで2月9日に出荷したようですが、配送は2月末近くまでかかっています。


　今度は、スルーホールが小さ過ぎでダイオードが入らなかったりすることは解消されています。
ちょっとパターン間のクリアランスが微妙なところがありますが....
　あと、電源端子などにラグ端子取付台を用意してみましたが、取り付けホール径がまったく足りていませんでした。直接配線半田づけするしかなさそうです。


　抵抗の並べ方を変えたので、横に寝かしたコンデンサとトランジスタの間が狭く、トランジスタを斜めに倒した状態にしてなんとか2段重ねられるようになっています。

　ぺるけ式FET差動バランス型ヘッドホンアンプ_モバイル版　再設計基板

過放電防止が載っている方のTR/コンデンサ実装面

過放電防止が載っている方の抵抗実装面

　重ねた状態

ポータブルDAP+DAC 3_CLKボード

　電源ボードに続き、クロック+アイソレータボードのパターンを作成しています。
　NZ2520SD - 22.579200M - NSA3449C(日本電波工業)＋CDCE913で、BuffaloII用のMCLKとDAP用のクロック（orFPGA用クロック）を生成。
　DAP用のクロック（orFPGA用クロック）はアイソレータで電源分離します。
　3.3VとCDCE913のコア電源1.8Vをレギュレータ（Fidelix　LZN7815）も実装。


　クロックラインが長くならないよう、BuffaloIIのCXOの上の空間にはめ込み実装します。

クロック+アイソレータボードパターン

クロック+アイソレータボード　3D

DAP+DAC構成　FPGAなし

　FPGAの実装が、まだ調整が必要そうなので、最初はFPGAは搭載せず、上図の構成で組立、後に下図の構成へ拡張することに変更しようと思っています。

　このため当初、NZ2520SD - 22.579200Mを直接BuffaloIIのMCLKに供給するつもりでしたが、CDCE913を搭載することにしました。

　QA350は多分11.2896MHzだと思われるので、分周が必要になりそうなので、それならデバイダを新たに選定するよりCDCE913載せてしまうという考えです。

　1.8V電源が必要になるのと、i2c制御が必要になるので、簡略化のため載せないことにしていましたが、復活することに...

　これによりBuffaloIIのMCLKに2倍、4倍等の周波数供給も対応できるようになります。

DAP+DAC構成　FPGAあり

Colorfly CK4 I2S BuffaloII接続 NGの原因

Colorfly CK4　I2S　をBuffaloIIに接続しても再生出来なかった原因らしいことがわかりました。


　Data Clock
   DATA_CLOCK must be 64*Fs for SERIAL, Fs for DSD modes, and is not required for SPDIF mode.


 と見逃していましたがES9018のデータシートに書いてありました。つまりSerial(I2S)の場合、LRCLK 1周期あたり SCLKは64Clockでなければならないということで、Colorfly CK4は32Clcokなのでこの条件を満たせないということで再生不可だったと考えて間違いないようです。　


　FPGAでフォーマット変換でもしない限り接続出来ませんね。orz

Arduino 互換 Teensy 2.0

　HiFiDUINOさんでArduino互換ボードを紹介されていて、その中にTeensy USB Development Boardというかなり小さいが目に止まりました。


　Aruduino pro miniより少し小さく、USBインタフェースを内蔵しています。しかもこちらのほうが安いです。
　デフォルトでは、Arduino互換ではなく、TeensyduinoというファームをダウンロードするとArduino互換になるようです。
　Aruduino pro miniは別途USBアダプタボードを接続してPCと接続になりますが、USBコネクタを内蔵しているのでポータブルDACに実装するのに、若干スペース的に有利になると思います。
　また、電源電圧も5Vから3.3Vまで、クロック周波数も1MHzから16MHzまで選択可能。
　HifiDuinoが動くようなら、Teensy 2.0を使おうと思います。

Teensy 2.0

 Teensy 2.0（左）とArduino pro mini（左）

 Teensy 2.0（左）とArduino pro mini（左）裏面

ついでにSDカードアダプターも購入、こちらにあるように、Teensyに重ねて使えるようになっています。

 　SDカードアダプタ　Teensy 2.0（左）とnabeさん（右）

　となりは、Bispaで委託販売されているnabeさんのアダプターの旧バージョンです。Teensy 2.0用のは、小さいですが、単に差し込めるだけのタイプで、nabeさんの方は、ラッチ機構がついています。
　SDカードアダプタをそのまま基盤に実装する方が良いのでしょうが、購入するアダプタに合わせてライブラリを用意するのは結構大変ですし、ライブラリ作成を間違えたり半田付けが困難になりそうなので買ってみました。

　SDカードアダプタ　Teensy 2.0（左）とnabeさん（右）裏

Q550 I2S

 　QLS QA550のI2S波形を確認してみました。

MCLK　11.2896MHz　SCLKは、2.8224MHz　I2SはいわゆるI2SでLRCLKより1クロック遅れで有効データが始まるフォーマットで16bit分が変化しているので、16bitモードで動作しています。
　LRCLK　1周期あたりSCLKは64クロックサイクル。


　BuffaloIIの場合なら、設定を変更しなくても接続できます。

Q550 I2S 44.1kHz 16bit  

Q550 分解

QLS QA550を分解してみました。

 QA550表面

QA550裏面

Digital Audio Interface TransmitterDACチップは CIRRUS LOGIC  CS8406 　DACチップ自体は192kHzまで対応可能。

コントローラはMicrochip　dsPIC33FJ128　PICマイコンあかと思ったらPIC24と一部共通するマイクロアーキテクチャを持つDSPのよう。High-Performance, 16-Bit Digital Signal Controllersということで、16bitまでしかサポートできないようですが、ワンチップでSPIインタフェースでSDカードをアクセスし、I2Sでデジタル出力可能処理　

クロックはTCXO　11.2896MHz

CIRRUS LOGIC  CS8406

 Microchip　dsPIC33FJ128

High-Performance, 16-Bit Digital Signal Controllers

TCXO　11.2896MHz

＊訂正　QA350と混同してしまいましたが、本機はDDCでDAC機能は装備していませんでした。CS8406はDigital Audio Interface Transmitterで、SPDIFへの変換で使っているようです。

ポータブルDAP+DAC 2_電源ボード

 ポータブルDAP+DAC用の過放電防止回路付き電源ボードのパターンを作成中。
DAC部用とFPGA用に2個の5V　DC-DC　TDKラムダのCC3-0505Sを搭載しています。
最初は、トランスの上のスペースを考えていましたが、ちょっと無理があるので、Lipo電池と一緒に立てて、DACなどの基板の横のスペースに入れる想定で引きました。

DC-DCを載せると基板の高さがケースぎりぎりなので、基板外枠とPadのクリアランスがほとんどとれていません。これでボードを作ってくれるか微妙ですが、とりあえずこれで出してみようと思います。

 電源ボード　パターン図　（ベタアースなし）

  

電源ボード　３D view＿Top側（赤いのがDC-DC)

電源ボード　３D view＿Bottom側

QA350

ちょっと選択を失敗しました。
QA550を買ってしまいましたが、同じQLSでポータブルならQA350を選ぶべきだったのに、その存在をすっかり忘れていました。知らなかったわけではないのですが....


QA550をポータブルに改造するのも大変そうなので、QA５５０もまだ届いてないですが、QA350を追加購入することにして、Yahooオークションで落札しました。

 QLS　QA350

さて、問題は、通常版にするかmod V2版にするか。\5,000-高くなるのですが、ヘッドホンアンプ使うかというと使わない可能性も高いのですが、DACのほうが完成するまでは使うことにしそうなので...

　 QLS　QA350　上:通常版、下：Mod V2

　MOD V2版と普通版主な違い
ヘッドフォン回路大幅改善
● ステレオヘッドフォンアンプ
・普通版：Maxim-Ic社　MAX9722　⇒　MOD V2版：Analog Device社　AD8397　
● ヘッドフォン出力
・普通版：70mW/16Ω 130mW/32Ω 26mW/150Ω 13mW/300Ω ⇒　
・MOD V2版：500mW/16Ω 250mW/32Ω 97mW/150Ω 49mW/300Ω
● 音の厚み
・MOD V2版　＞　普通版

ポータブルDAP+DAC

DAPを Colorfly CK4 から QA550 に変更することにしましたが、それを受けるポータブルDACの構成を検討しています。

まず、DAC自体はBufflaloIIを使用しますが、MCLKは、I2Sと同期したクロックにします。また48kHzはあまり必要とは思えないので、44.1kHzに限定してしまおうと考えています。
ここでMCLKの周波数ですが、サンプリング周波数が44.1kHzならMCLKは22.5792MHzで十分です。88.2kHzまでと、DSDについても22.5792MHzでいけるはずです。
ということで、PLLクロックドライバを搭載して90.3168MHzを生成する方向で考えていましたが、22.579200M - NSA3449C(日本電波工業)をそのままMCLKに入れることにしようと思います。

ケースは今のところ、ぺるけ式FET差動バランス型ヘッドホンアンプ_モバイル版と同じタカチのKCS型フリーサイズケース　74.4mm×29.4mm×135mmを想定して、このケースに入ることを前提に検討。


　
　ちょっと微妙ですが、なんとかDE0-nanoが入りそうなので、入れる方向で考えています。約半年前から停止中のSDカードプレイヤー機能を搭載し、最終的にはQA550再生から内蔵SDカードでの再生に切り替えられればと...

　ポータブルDAP+DACブロック構成

　QA550と接続用のDHMIコネクタ＋LVDSドライバ ＋ アイソレータ、SDカードスロット、Aruduino pro miniを載せるIFボード、クロックとアイソレータボード、トランス+DCDC、過放電防止をのせたトランス＋Poewrボードの3種類の基板を作ることになる予定です。

icoo D10

メタラーのヘッドホンブログさんの記事で、icooD10という中華DAPが、24bit/192kHzのファイル、さらに24bit/352kHzのファイルまで再生可能ということが書かれていました。

　icoo D10

 android 2.3機ですが、それとは別に汎用PMP用OSに切り替えられるようになっていて、そちらでの再生の話のようです。
また、Focalpriceで検索するとicooの製品がいくつか出てきますがD10は出てこず既に世代交代しているように見えます。ICOO E300SEなどが後継機に相当するのでしょうかね？

こちらに基板の写真が載っていますが、DACチップらしきものは見当たりません。DACチップはSOC LSIに統合されている可能性が高そうです。

送料込みで\4,000で購入されているようですが、国内でも「奇怪遊戯商場」パチモンTV さんで、価格は1.5倍ぐらいにはなってしましますが扱いがありました。
I2Sの取り出しはできない可能性が高いですが、まあそれほど高くないので試しに買ってみたいと思います。
ちょっと高くなりますが、調べたりするのも面倒なのでパチモンTVさんに発注してみました。