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2015年1月31日 (土)

RaspberryPi モデルB+用 超小型DAC基板

昨年末あたりからブログに書き込んでいたDAC基板がようやく完成しました。 

基板名称は 「SabreBerry+」(セイバー・ベリー・プラス)です。 

Sabreberry01 

セイバーとは、ESS社のDACの名称なのですが、欧米の刀(サーベル)のことらしいです。 

このDAC基板は、ご覧のように小さくすることを念頭に置いていて、市販のRaspberryPi用ケースにそのまま入れてしまおうと考えました。 ですが、背の高い部品を使わずして、音楽がソコソコ楽しめる程度の音質を得るのに、色々と苦労した部分がありました。 

 

結果としては、多少なりのオーディオ用パーツを使うことと、non-NFBタイプのディスクリート電源を採用することで達成できたと思っています。 基板上のQ3が未実装となっていますが、使用していないパターン(NFB電源用のパターン)です。  回路定数もES9023データシートのリファレンス回路から随分と変えている部分があります。 残念ながらNDAにより技術的な内容は公開することが出来ません。 

 

あまり深く考えずに、単なるハイレゾDACとしてご使用いただければと思います。

 

全ての部品は実装済みです。 RCA端子へ配線を繋ぐだけでOKです。 

 

基板は、こちらからどうぞ

 

 

 

 


このブログにいつも来ていただけるコアな自作マニア、自作ギークな兄貴たちへ用意した遊べる仕組みは、下記となります。 

Sabreop  

こんな感じで電解コンデンサを追加できます。(標準では付いていませんし、付けなくても良いです。) 
取り付け場所には何も目印が無いので、極性にはお気をつけ下さい。 通電状態で表側からテスターで測ると判りやすいと思います。 

Sabreop2

発振器は、(7x5mm)、5x3.2mm、3.2x2.5mmサイズを取り付けることができるはずです。 この写真は7x5mmを付けたときのものですが、さすがに、ちょっと無理があります。 また、取り付けるよりハズす方がテクニックが必要です。 

周波数は最大50MHzとなっています。 印加電圧の設計目標値は3.50Vとしていますので注意して下さい。  

改造したときの音質などは一切保証しません(笑   ご自由にどうぞ。

 

 

 

 

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SabreBerry+」カテゴリの記事

コメント

この時を待っておりましたっ!
他の基板の再頒布も在ったりお忙しい中、ご苦労さまです。

裏に秘密が有ったのかあ、思ったより遊べそうですね。
Vリファレンスの抵抗は72Ωで合ってますか?

早速、注文させて頂きました。
IrBerryとの聞き比べが楽しみです。

ちなみに、裏面の遊べる仕組みですが、写真は「SEPC6.3V560uF」x3個でしょうか。
これ以上コンデンサの容量を大きくすると外形も大きくなって、取り付けに支障がでそうですね。

CR-Xさん
corins さん

ありがとうございます。 Vリファレンスの抵抗値は220k-130kです。 この基板では120kをつけてます。 
基板裏のコンデンサは、耐圧は6.3v以上あれば容量はこれといって制限はありません。 かといって4700uFとか巨大なものを付けると突入電流で何かが壊れる可能性もあるので程々にしておいて下さい。

たかじんさん、corinsです。

ご回答ありがとうございます。了解しました。
程々のコンデンサでチューニングを楽しみたいと思います。

corinsさん

DACは電源が音に影響を及ぼす傾向が強く、コンデンサを交換するだけで、かなり音が変わります。  
このDACは、高性能なコンデンサをつけると、音源の録音の差を明確に描き別ける能力を発揮するようです。 うかつに高性能コンデンサを付けると、録音のひどいものは、本当にひどく聞こえ出す。 かつての高級オーディオっぽい面が現われるので注意して下さい。 

こんばんは。いつも楽しく拝見させていただいています。
SabreBerry+、さっそくお願いいたしました。
到着をお待ちしています。

ハイレゾ用としてraspberry pi B+を利用するので、たまにいじる
raspberry pi をどうしようかと悩んでいたら、出てましたね。
raspberry Pi 2 Model Bが。

http://jp.rs-online.com/web/p/processor-microcontroller-development-kits/8326274/

CPU増強、メモリ1GBでソフト&ハードは互換性あり(ケースもB+がOKっぽい)で500円くらいしか違わないのであれば、2を買おうか
どうしようか、また悩んでます。(笑)

MAGADENさん

これは後継機種なんですか?

5V2Aとは!

MAGADENさん
それでかあ、MSがWindows 10 for Raspberry Pi 2 って言ってたのは・・・。
http://dev.windows.com/en-us/featured/raspberrypi2support

MAGADEN さん
mr_osamin さん
CR-Xさん

こっ これは!!  BBBより更にパワフル。

今までのRaspberryPiだとGUIを使うと、とても快適とはいえない動作だったんですが、これなら良さそうですね。 
I2S端子が移動していないことを祈ってます。  人

しかし、windows 10 ときましたか。 オーディオ以外でも楽しめそうです。
Windows機でGPIOが叩けるHWって今まで無かったジャンルじゃないでしょうか。

みなさま。こんにちは。
CR-Xさん、まさにそれですね。
あと、 Raspberry Pi 2用のWindows10は無償配布のようなので
まさにMiroSD入れ替えてLinuxと両刀使いできる小型PCとしても
使えそうです。

#ECSのRIVAより小さくできる(笑)。

たかじんさん、Windowsアプリの勉強もしなくちゃいけなくなりそうw

MAGADEN さん

RIVAっていうと、昔のRIVA TNTというビデオカードを思い出しました(笑 
それはそうと、win機で1GBメモリって実用的なのでしょうか。 少なくともwin7で2GBだと遅すぎます。 

CR-Xさん

げげっ 墓穴掘った!? win DDKで挫折したトラウマが。。。

本日基板が到着しました。

・基板にRCAコネクタを半田付け
・RasperryPi A+に基板搭載し、USB LANアダプタを接続。
・SDに Volumio1.51PIをインストール
・USBケーブルから電源投入。
・たかじんさんの解説ページの通りにセットアップ
で、問題なく、音出しできました。

これからあれこれ聞いてみて、エージングが進んだらIrBerryとも比較してみたいと思います。

この度は頒布頂きありがとうございました。

私のところにも本日基板が到着しました。
問題なく音が出てます。IrBerryに比べて繊細で艶っぽくなったような(Pi B+)。エージング後の音に期待が膨らみます。
ありがとうございました。

corins さん
Shoe さん

こんばんは。 ご連絡ありがとうございます。 無事に音がでているようでよかったです。

IrBerryDACは電源に物量投資であの音を出していましたが、今回は、オーディオ専用パーツを投入して対応しています。 音の違いはDAC-ICだけではない部分もあるかと思います。  ぜひお楽しみ下さい。

私のところにも無事、到着しました。

しかぁし!

Volumio1.5でNASのマウントが失敗します。
リモートログインしようとしても失敗・・・

おかしいなぁ(汗

 私のところでも、問題なく音が出ています。ニチコンの導電性高分子コンデンサーを追加して、24時間通電しての音ですが、lrBerryと区別できない音が出ています。

 これから、いろいろ比較して楽しみたいと思っています。

 ありがとうございました。
 

mr_osamin さん

なんででしょう? v1.51で試してみるというのはどうでしょうか。 そういえば、私はB+でv1.51を使っています。  RockDiskNextはマウントできています。

nzato さん

ニチコンも特性いいですね。 お楽しみ下さい。 

たかじんさん

あ、すいません、1.51です。

もう少しいろいろと設定をチェックしてみます。

たかじんさん

ブートディスクを作成しなおしたところ、あっさりマウントしました。
お騒がせしました(汗)

これから視聴です♪

スイッチング電源からアナログ電源に切り替えてみたところ、雑味が消え、静けさが増し、低音もドーン!と出てくるようになりました。

やっぱり電源は大事です。

興味ある方はぜひ試してみてください。
おすすめです。

mr_osamin さん

無事に動いてよかったです。
電源は、RaspberryPi上の電源の改造? それとも、入力している電源をスイッチング電源からアナログ式(ドロップレギュレータ)に変えただけでしょうか?

SabreBerry+は、5V電源からnon-NFBレギュレータでDAC用の電源を作っています。 5V電源の品質に左右されることは間違いないです。  私のことろでは、(LDOではない)普通のレギュレータで作った5VをRaspberryPiに供給してます。 

たかじんさん、mr_osamin さん、こんにちは。

OSコン1000uF (秋月で@120円)を3つ追加し、電源をしっかりした物に換えてみました。
音に迫力が増したのと、細かい音まで聞こえてくるようで、好みの方向の変化になりました。もうちょっとエージングして今後の変化を楽しんでみたいと思います。

ただ、たかじんさんのおっしゃるように、録音のためか、好きな曲なのに聴くのがつらくなったのもありました。気楽に聴けるセッティングにするか、それとも今のHifi?な感じにするかはトレードオフですね。

たかじんさん、corinsさん

電源は、5Vの入力を変えただけです。
まだ?改造はしていません。
これだけでも目(耳?)に見える変化があります。

レギュレータ電源で出音した直後は、正直少しがっかりしたのですが、
この音なら十分満足です。

mr_osaminさん

なるほど。 従来型レギュレータとLDOレギュレータ、 そしてスイッチング電源。 それぞれに得意分野があるんでしょうね。 オーディオ用としてベストは、従来型のレギュレータ(エミッタ出力)、次にLDO(コレクタ出力)かと思っています。 

スイッチング式は、ピンキリですかね。 1000円以下で売っている安価なものは期待しない方が無難です。 でも医療用などでとてもノイズ発生が少ないものもあるので、スイッチング全てがNGということはないと思うのですが、そこまではテストしてません。

corins さん

よく聞き分けましたね。 さすがです。 ご想像のとおり、気楽に聴けるようにセッティングしてあるのが標準の状態です。 

たかじんさん

こんばんは。SabreBerry+ですが、順調に稼働中です(◎´∀`)ノ
Volumio1.51で構成しましたが、NAS(RockDisk)のマウントに
久々に手こずったのでご参考までに。

volumioのLibrayから手順に沿って値を入力するのは
変更ありませんが、advanced optionsで下記を設定する
必要がありました。

ro,sec=ntlm

このオプションを入れないと、read-onlyのエラーで
マウントされませんでした。ご参考まで。

MAGADENさん

>変更ありませんが、advanced optionsで下記を設定する

私もRockDiskですが、特にそのオプションは指定していないです。
ちなみにRockDiskNEXTでのことです。

アナログ電源との組み合わせ、イイ感じになってきました。
効果てきめんです。

MAGADEN さん

貴重な情報ありがとうございます。 NASの接続は、試行錯誤することが多いですね。 volumioもバージョンによって認識したりしなかったりとで初期設定には苦労しているようです。

mr_osamin さん

わが家もNEXTで、オプションなしで認識しました。 アナログ電源って名称は誤解を招きそうですね。 スイッチング電源も多くはアナログ制御ですから。 もちろんリニアレギュレータもアナログです。 

http://www.bellnix.co.jp/gold/digital.html
こちらがデジタル電源。 制御ループはADCで取り込んだ後、デジタル演算によりコントロールしてます。  見た目はアナログ式スイッチング電源と変わりません。でも初期設定を書き込んであげないと動作しないものが多いようです。(IC出荷時に代理店が書き込んでくれたりもします)

こんばんは。

>mr_osaminさん
 私のは旧RockDiskです。NFSに対応しておらず、ファイルサーバ
 として利用もいまいち(もっさり)なのでどうしようかと思ってました
 が、Volumio用のNASとして利用する事にしました。
 素直にマウントされないので、なかなか苦労がある製品ですが。
 Rock Disk Nextもかないまる氏が監修したそうですごく興味が
 あります。
 また情報があれば書き込ませて頂きます。(*´σー`)

SabreBerry+ (セイバー・ベリー・プラス)を1台購入したいのですが、
注文方法を教えて下さい。

Ostra さん

http://nw-electric.way-nifty.com/blog/pcb_market.html
こちらからどうぞ。 メールに必要事項をお書き下さい。 よろしくお願いします。

たかじんさん

アナログ電源という表現はどういう名前を使ったらよいのかよくわからなかったのですが、
発売元であるエーワイ電子の「汎用アナログ電源」という名称からそのまま持ってきた次第です。

MAGADENさん

初代RockDiskだったんですね、いろいろと仕様が違うんでしょうね。
NFS未対応とのこと、NEXTでも使えそうな仕様で、調べていたところ、
たかじんさんがコマンドラインから設定することで使用可能とのレポートをいただきました。

メーカーの公式見解では未対応、未サポートとなっているようです。

mr_osaminさん

> 発売元であるエーワイ電子の「汎用アナログ電源」という名称からそのまま
なるほど。 エーワイ電子さんの機器は、なかなか良い音がするらしいですね。

http://www.fidelix.jp/img/pfc-serenity2.pdf
こちらでは、オーディオ用の低ノイズスイッチング電源を作っているようです。 制御はもちろんアナログ式。 言い換えればこれもアナログ電源。 多分、世の中のスイッチング電源の99.9%以上はアナログ電源です。 

NEXTでNFSマウントする方法は、ちょっと裏技的ですよね。 rootログインが必要ですし。 まあ、そういう事を許していることろが、玄人志向や挑戦者のすごいところだと思います。  白箱のときは、さらにファーム書換えが出来たと思うんですが。。。 少しだけ残念。 LMSをNASに入れたいって思いました。 QNAPは高いし。

9023DACを使わせていただき、遊んでいます。
先日Xtalを交換し64MHz と72MHzで動かしてみました。驚いたことに動作します!!
音質は50→64でかなり改善されたような感じです。64→72でやや改善したと感じます。
9023が何MHzまで動作するか試されたことがありますか。 
もう少し上げてみようかと思っています。

PS Xtalは 京セラ 1SigmaJitterが4ps程度のものです。

年金生活さん

面白い情報、ありがとうございます。
確かに、私も24MHzと50MHzとで比べたときには50MHzの方が良く聴こえました。 
デバイスのバラつきもあるでしょうから、50MHzをちょっとでも超えたら動かないということは無いとは思います。  全てのデバイスで72MHz動作するとは限らないでしょうね。

また、過剰に高い周波数で使っているとデバイスの寿命にもひびく可能性もありますから、考慮した上でお楽しみ下さい。 

SabreBerryPuls 無事に届いていて,毎日楽しんでいます.
DIYINHKのES9018K2M基板も年末に購入してラズパイに接続していました.

しかし私の耳にはSabreBerryPulsの方が音が好ましく聞えます.
価格半分以下でこの音質とは驚愕に価します.
小さくて純正ケースに入れられるのも素晴らしいです.

このたびは誠にありがとう御座いました.

SabreBerry+とRPiの電源を別にする場合、
SabreBerry+への電源はGPIO2番と
6番の位置に5vでよいでしょうか?

アイソレータ通したらソリッドで精緻過ぎて余りにモニタ的になったので、0db HyCAAをプリとして使ったらなかなかアナログ風味が足され色気のある感じになって宜しいです(^o^)丿

yosh さん

http://www.element14.com/community/servlet/JiveServlet/previewBody/68203-102-6-294412/GPIO.png
これをみると早いです。 J8 ヘッダの2pinと4pinが5Vです。
ここに繋がっている部分を切断してから、DAC基板の5V部分へ電源を入れると分離できます。

切断は、基板上のパターンをカットしても、ピンヘッダのピンをニッパーで切ってもよいと思います。

 

シャン さん

無事に動作しているようでよかったです。
DAC-ICだけでは音が決まらないということでしょうね。 特に電源を外から入れなければならない仕様のDAC基板ですと、その電源の取り回し、GNDの接続の方法、配線の長さなど、音質に影響のあるファクターが沢山あります。 特に複数種類の電源を入れる場合は気をつけなけいとハムノイズを誘発します。 

CR-Xさん

> アイソレータ通したらソリッドで精緻過ぎて余りにモニタ的になった
そういう変化がでるんですね。 面白いですね。 
もしかすると電源の影響もあるのかもしれません。 基板上のディスクリートレギュレータはそれなりに定数や部品を検討してバランスをとってます。 

教えてください。
piCoreplayer1.19を設定しようとしたら、うまく設定できません。(Volumioでは問題なく設定でき良い音で鳴っていたのですが・・・)
SDにプログラムを焼き直したり、何度か設定し直したのですが・・・。
Main Pageに赤丸と「Squeezelite is not running」と表示されたままです。

SabreBerry+でpiCoreplayerを使われてみえる方、設定方法をご教示ください。

たなごさん

RPi 2用とそれ以外用との2種類があるようです。 
https://sites.google.com/site/picoreplayer/home/download

RPi 2 ではセッティングで I2C-Audio generic を選択したくらいで音が出ました。

たかじんさん

早速の回答ありがとうございます。
思い込みで「I2S-audio+ HiFiberry DAC+」で設定を繰り返していました。
「I2S-audio generic」では一発で設定できました。
正常に稼働しています。ありがとうございました。

たなごさん

良かったです。 I2CじゃなくI2Sですね。 間違えてしまいました。 スミマセン。
気のせいかpiCoreplayerの音、以前より良くなっているような。。。 

たなごさん
たかじんさん

>気のせいかpiCoreplayerの音、以前より良くなっているような。。。 
RPi 2を購入する理由ができました、ありがとうございます。

tx2 さん

以前のは、随分前のバージョンなので、何とも言えません。 そもそもDAC基板もちがうし(笑
個人的にはLMSもRPi 2で実行してPCレスで使いたいです。 
素直にQNAPを買えば解決するんでしょうけど、2台も3台もNASがあっても使いこなせないですし。。。 

久しぶりにLMS触りましたが、やっぱりUIは逸品です。

お礼のメールです。
真空管一筋50年、リタイヤしてからPCオーディオを始め、ラズベリーパイにたどり着きつきました。
先月、貴殿のサイトを拝見しスイッチサイエンスさんから購入しました。
気に入った点は電解コンデンサー不使用で、ES9023直だしのシンプルな構成です。
現在、A+にWiFiドングルとエネループ4本の電源で6時間程度ですが作動させています。
SDカードの領域を拡張し、お気に入りのCDをコピーして再生しています。とても気に入った音が出ています。
Volumioのラジオも良い音質で楽しんでおります。
私にでも理解できる解説でUPしていただき、ありがとうございます。
                          敬白

chabo さん

ご報告ありがとうございます。 
A+は、いいですね。 余分なものがついていない分、ノイズも少なく、消費電流も少ない。 エネループで6時間とは、すごいですね。

SabreBerry+は新型ラズパイ3でも動作するでしょうか?

aya さん

hifiberryが動作しているようなので、大丈夫だとは思います。
ただ、volumioやRuneAudioがまだPi3対応版をリリースしていないようです。

Pi2版をSDカードに焼いても起動しないです。 ご注意ください。

はじめまして、たかじん様

私は自作アンプを15年ほど嗜んでおります。
このたびDAコンバータ基板を自作しようと
研究がてらにsabreberry+とHiFiBerry DAC+ Proを
購入して聞き比べてみました。

DAC+ PROも美音を奏でるもsabreberry+の
音楽性には敵いませんでした。

そこで質問がございます。
sabreberry+の音の調整はどのようにしているのでしょうか?

電源はディスクリートという以外、全て
セラミックコンデンサを使用していて、この音が
でてくる要因が理解できません。

大変厚かましい質問になってしまい申しわけ御座いません。
お答えいただけると幸いです。

KATO さん

ベテランですね。 

DACは、電源に左右される部分が多いと思います。 
Hifi-berry社は、とりあえず配線を繋げたという手抜きな設計のため、参考にする箇所は少ないかもしれないですね。

Sabreberry+は、低ノイズ大電流なトランジスタを使ったレギュレータでエミッタ出力としてあります。 LDOなどコレクタ出力よりも低インピーダンスで出力できるため、負荷電流の変動に対して強いです。

あとは、セラミックコンデンサも、1608サイズで1uFや10uFという超高誘電率なものは使わず、あえて3216サイズという大きなサイズで誘電率の低い品種を選んでいます。  

誘電率が高い製品は、DCがかかったときに容量の変化(目減り)が大きいのと、圧電効果も大きい傾向があるという話もあります。


音質に関しては、本来であればMCKを基板上のクロックをマスターにして動作するDAC+ Proの方が有利なはずですが、Sabrebery+に使っているDAC-ICにはジッター低減回路が搭載されているので、PLLを基準にしてもソコソコの品質で再生できるのだと思います。

他にもSabreberry+の方が良いと言ってくださる方がいらっしゃいました。 結局は好みの違いなのかもしれません。 TI社とESS社のDAC-ICの鳴り方は傾向が異なります。 

こんばんは、たかじん様

ご回答ありがとうございます。
ES9023はどちらから購入可能でしょうか?

聞けば聞くほどsabreberry+の懐の広さに魅了されていきます。
特にオケの楽器ひとつひとつの違いが見えてくるようで素晴らしいの一言に尽きます。

宜しくお願いいたします。

KATO さん

sabreberry+を気に入っていただいているご様子で嬉しい限りです。

HiFiBerry DAC+ Proは残念な基板のようですね。 他の方も同じICを使ったなべさんの基板の方が良いとおっしゃっていました。 ICだけでは音が決定されない良い例だと思います。

さて、ES9023の入手先ですが、個人で1個を買おうとすると中国のショッピングサイトを利用するしかないかもしれません。 調べてみると物が届かないとか偽物が入っていたなどの情報もヒットするので、あまりお薦めできません。

私が試作で使った余りが2個ほどありますから、メールをいただければ適価でお送りいたします。
new_western_electric@yahoo.co.jp までお願いいたします。

たかじん様

ES9023のチップをお譲りいただき誠に有り難う御座いました。

オペアンプ追加でバランス出力仕様として稚拙な自作バランスアンプへと接続したいと思います。

KATOさん

DAC直後からバランスで転送するのはメリットありますね。 ES9023は、ゾクゾクっとする独特の雰囲気を持っているので、面白いDAC基板になると思います。

OPAMPの電源をどう用意するかが悩みどころかと思いますが、頑張って挑戦してみてください。

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