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2016年2月27日 (土)

新しいDAC基板の名称はSabreBerry32  ドライバについても

基板の名称は、既に写真に写っていたかもしれませんね。 

SABRE9018Q2Cを使うにあたって、マスターモードの実装など、Linuxドライバを開発する必要がありました。 

回路構成といいますか、マスタークロックをDAC基板側に搭載してRaspberryPiをスレーブで動作させる方針は、2015年11月ころに決めましたが、私がドライバも開発していたら、今頃、悩みまくっていたことでしょう。 

今回、信頼のおける先輩がご好意でAlsaドライバを開発して頂けるとのこと。 大変ありがたく、お言葉に甘えることにしました。 

 

Sabre32b  

試作基板が到着した12月中旬、世間がクリスマスシーズンで浮かれている中、もくもくとハンダ付けしてました。。。 

とはいっても、0.4mmピッチのQFNは、手ハンダできません。。  無理ゲーっす。 

 

ものさしで測ると、幅、5mm そこに10本のランドがあります。 足はありません。

Sabre32a  

0.4mmピッチのQFPをハンダ付けしたことのある人ならご存知だと思いますが、0.5mmQFPとは完全にレベルが違います。 

そして、ハンダこての先がICの角に当たり、ランドへ達しません。。。 

 

 

ということは、想定済みだったので、SABRE9018Q2Cだけはリフローを依頼してました。 

QFN1個あたりのリフロー費用が高く、高価なDAC-ICと合わせると、それだけでSabreBerry+が買えてしまうような金額は、なんともいえないですね。 ここまできたら、エイヤで、吹っ切れてNDKの低位相ノイズの水晶発振器を2個搭載と、やってしまいました(笑

このクリスタルも意外と入手しにくく、1個900円ほど。 国内メーカの品物を海外通販で逆輸入する始末です。 

 

そんな馬鹿げたハードウェアの準備とは対照的に、Alsaドライバ開発は順調に進んで、1月初旬にはほぼ完成し、その後、若干のパラメータ変更を経て現在、動作チェック中です。 やはり、持つべきは 「頼りになる人」 ですね。 私は色んな方々に助けてもらっています。 ありがとうございます。 

 

Sabre32_010  

AlsaMixerからSabreBerry32を選択したところ。 

 

Sabre32_020  

DAC-IC内部のハードウェアボリュームも機能し、デジタルフィルタの選択も可能です。 デジタルフィルタは3種類から任意で選べます。 

Fast Roll off 

Slow Roll off 

Minimum Phase 

です。 こちらに書いてある特性と同じと思われます。 

 

Sabre32_030  

volumioからSabreBerry32を選択して、ミキサータイプをハードウェアに設定しているところ。 

 

Sabre32_040  

こちらは、同じくRuneAudioで設定しているところです。 

その他、RaspberryPi 標準のRaspbian も動作します。 

 

ソフトウェアボリュームで音量を絞ったときと、SABRE9018Q2Cのハードウェアボリュームで絞ったときは、明らかに音が違っていてハードウェアボリュームの良さがわかりました。 

DAC内部でどのような仕組みで減衰させているのかは不明です。 しかし、ダイレクトにヘッドホンを繋いで通常聴くような音量(-40dB~-20dB程度)であれば、かなり優秀といえるのではないでしょうか。 

もちろん、フルボリューム・フルスケールで出力させて、ヘッドホンアンプやプリアンプで音量を絞った方が本来の分解能が得られるとは思いますが、何段も回路を通していくよりストレートな(シンプルな)構成の良さというのもあるような気がしました。 

SABRE9018Q2Cのドライブ能力の限界があり、あまり低いインピーダンスのヘッドホンで、大音量を出そうとすると若干うるささが増すようです。 概ね50Ω以上のヘッドホンなら問題ないと思います。 150Ω、300Ω、600Ωのヘッドホンなら、かなり良い条件で聴くことができるはずです。 

パワーアンプに繋いでスピーカーを鳴らす場合は、DAC-ICの内部ボリュームで音量調整するより、フルスケール出力させた方が良いようです。 

 

MPDのソフトウェアボリュームよりSABRE9018Q2C内部ボリュームの方が遥かに優秀。 
しかし、100%能力を発揮するのは、フルスケール出力時。

という感じです。

 

 

 

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DAコンバータ」カテゴリの記事

コメント

秒読みですね。
でも価格が気になりますgood

IrBerryDacの回路図を見ると、PCM5102AのSCKは、I2Sの外部コネクターに出ているので、R9を取っ払ったら、外部クロックを入れられそうですね。
どなたか外部クロックジェネレーターを作っていただけないでかw

ドライバの開発までとは、今回のDACは気合の入り方が違いますね。マスターモードの音、楽しみです。

ちなみに、僕はK2Mの実装は、ルーペ下、手ハンダでやりましたが、きつかった。^^; しかし、たかじんさん、上記の写真はどうやって撮られたんだろう・・・、神業ですね。

Q2Cは、HPA以外はK2Mと同様な仕様のようですね。以前も投稿させていただきましたように、Volumioのソフトウェア・ボリュームをdisabledにすると、エッと言う位、音の鮮度が上がります。僕の経験では、K2Mのハードウェア・ボリュームと外付けの可変抵抗では、ほとんど違いが判りませんでした。恐らく、8xオーバーサンプリングの後にハードウェア・ボリュームが来るため、ビット落ちによる悪影響は最小限なのでしょう。\2~3,000もする高価なボリュームが買えない僕らにはハードウェア・ボリュームは財布に優しいし、バランス接続にする場合はこれがないと無理ですね。

NZ2520SDになったのは、そういう経緯でしたかw
寝かせて・・・、ではなくドライバ開発まで進められてたのですね(@_@)
これからは、ハード+ソフトが作者さんの腕にかかる時代になったのかな、ご苦労様です。

MPDのソフトウェアボリュームon/offでの音の違い、どんなものか聴き分けられるか判りませんが気になります。

Irberry.Sabreberryを持っていますが、今度もぜひ欲しいです。とても楽しみです。
ところで私はHifiberry+Proを購入しました。マスターモードで動作るもので、クロックも2個載ってます。使い方が分からなかったのですが、nabeの雑記帳のnabeさんのHPで紹介していただいたので、volumioで音出しができました。
これが実に良い音なのですが、Sabreberry32はこのDACと互換性はあるのでしょうか?フィルターの設定やハードウェアボリュームは使えないとしても、使えれば嬉しいです。

yosyos さん

価格、私も迷ってます。 ちなみにSabreBerry+で一番原価が高いのもダントツでリフロー費でした。
 
IrBerryDacのI2S入力はMCKもあるので、そこから入れられますね。 
http://nw-electric.way-nifty.com/blog/irberrydac.html
の通り、WAVE I./OというUSB-DDCで動作確認しています。 とてもに柔らかい音になるようです。

kontikiさん

私も気になってソフトウェアボリューム100%とディセーブルを聞き比べましたが、これと言って違いはわかりませんでした。 もちろん、10%以下まで絞ってアンプのボリュームを上げると、ソフトウェアボリュームの良くない面が明確にわかりますが。

9018シリーズの内部ボリュームは、下記に説明が載っていますね。
http://www.esstech.com/files/3014/4095/4308/digital-vs-analog-volume-control.pdf
ESSのデジタルボリュームは、アナログボリュームのように、ノイズフロアごと下がるらしいですね。 どんな原理なのでしょうか。不思議です。

CR-X さん

NZ2520SDは、やっぱり評判いいですね。 絶対的な精度を追い求めず、ひたすら低位相ノイズを目指した製品のようで、OCXOにも迫る勢いのノイズの低さがうりですからね。 低価格(20~40ドル)なTCXOよりも位相ノイズが低い。 
水晶メーカーが、オーディオ用として製品を開発するというのは、非常に稀だと思います。 

Jiro さん

PCM512xも数少ないマスターモードつきのDAC-ICですね。 基本的にコマンドが違うので、互換はありません。 同じような手順(少し簡単)でVolumio、Rune、Raspbianその他に対応できます。 lightMPDも開発中。

たかじんさん

レスいただき、ありがとうございます。
前回の投稿、言葉足らずでした。僕も、sofware volume 100%とdisabledを聞き比べましたが、違いは聞き取れませんでした。すなわち、sofware volume 100%=disabledということだと思います。明確な違いが現れるのは、sofware volumeを絞った時です。

ESSの資料をご紹介いただき、ありがとうございます。資料を見る限り、やはり、16ビットを32ビットにオーバーサンプリングすることによってビット落ちを防いでいるようですね。
入力デジタルデータに含まれるnoiseが、digital volumeによってsignalと同様に減衰させられることによって、noise floorが下がっていること、また、9018のアナログ系ノイズが-135dBと極端に低いので、そこまでnoise floorが下がり得ることが強調されてますね。

Sabreberry+のように多少割高になっても、完成基板のほうがありがたいです。
ある程度自作に慣れていても、失敗はありますし完成基板のほうがより多くの方の門戸が開けると思います。

kontikiさん>nabeさんのHP私も拝見しました。

PCM512Xでマスターモードで動作する基板が既にあったんですね。
BBB+ブリッジ基板でマスターモードで動かす環境はあるんですが、
RPiもいよいよ進歩してきましたね。

楽しみです。

>9018シリーズの内部ボリューム
この資料はよく見るとようするにデジタルボリュームが16bit出力だと問題があると言っているだけです。
kontikiさんの仰る通り、sabreのときの図でノイズが下がったように見えるのは16bitデータの量子化雑音です。
そのsabreもアナログのSNは24bitに満たないので外部のデジタルボリュームが24bitなら問題ありません。
タネがわかるとガッカリ…

私はアナログで粗く大きく絞ってデジタルで細かく絞っています。
パワーアンプ入力で入力感度とライン信号レベルに合わせてアッテネータを半固定しておく具合です。かわりに耳と部屋の最大入出力レベルにあわせています。ハハ

kontiki さん

じつはMPDのソフトウェアボリュームと、再生しているフォーマットの関係に少々カラクリがあります。

CDをリッピングして、WAV、FLAC、ALACなど16bitデータを完全に取り戻せるフォーマットにして再生した場合、I2S信号も16bitモードで出力します。 このときソフトウェアボリュームは16bit分としてしか機能しません。 つまり、音量を絞るとすぐにビット落ちします。

ところが、元々24bitの音源や、CDをMP3にした場合、MPDは24bitとしてI2Sへ出力しています。 もちろんソフトウェアボリュームも24bit処理で減衰させてます。

つまり、本来、音が良いとされる可逆圧縮や非圧縮を使った方が、ソフトウェアボリュームで音量を絞るとすぐに悪化するのです。。。


mr_osamin さん

確かに、某所の3万円オーバーの基板をかってハンダ付けがうまくできず、音が出ない、不具合が出るってのを掲示板でみたことがあります。 勉強代としては、さすがに高いですよね。。。 


ダンベルカール さん

> 私はアナログで粗く大きく絞ってデジタルで細かく絞っています。
それがベストなのは間違いないと、私も思います。

MPDのソフトウェアボリュームは24bitで動作することもできるというのは、上で書いた通りです。 9018シリーズでは32bit処理ってことですね。 そして、24bitも32bitも、熱雑音の影響で発生する限界値から、特殊なことをしない限り違いは全くでないですよね。 
AKMは必死に32bitの優位性を証明すべく、色々とやっているようです。 が、 
個人的には24bitDACも32bitDACも同列と考えてます。


とまあ、理論的(処理的)には、MPDのソフトウェアボリュームと、DAC内部のボリュームとでそんなに差がでそうにない(どちらもデジタルボリューム)訳ですが、実際に音を聴くと明確に違いがあり、DAC内部の方が優秀であると、私は感じました。 差が僅かではない、というのが面白い発見でした。 おもわぬところで勉強した気分です。 

きっと購入させて頂きます。(^^;;
是非、Rpi3対応でお願いします!!
http://www.raspi.jp/2016/02/raspberry-pi-3-and-pi-4th-birthday/

たかじんさん
貴重な情報いただき、ありがとうございます。なるほど、カラクリですねえ。非圧縮音源の方が、16ビットのままでビット落ちの憂き目を見るとは・・・ volumioにはresampling機能があるので、これを使うと良くなる可能性はありますね。今回、volumioのsoftware volumeで感じたのは、noise floorの高さです。volume 100%=disabledにすると、シーンとなり、鮮烈な音になります。ダンベルカール さんの仰るように、量子化ノイズなのですね。今回のSabreBerry32は、hardware volume対応なので、すごく期待してます。

ダンベルカール さん
パワーアンプで可変抵抗を使用せず、仕様環境に合わせて、荒くアッテネータを設定する(固定抵抗を使う)というのは、すごく良いアイディアですね。今取り掛かっているパワーアンプに、そのアイディア、使わせていただきます。ありがとうございます。

mr_osaminさん
nabeさんのHP情報は、Jiroさんです。^^; PCM512Xでマスターモード、試してみたいですね。

MAGADENさん
Rpi3、出ましたね! 価格据え置きで、Rpi2の2倍の性能+無線LAN+Bluetoothがビルトイン、しかも、Rpi2と完全互換とは! たかじんさんのDACもきっと使えるでしょうね。RpiからRpi2になった時は、その起動の速さに感動しました。^^ ただ、2.5Aの電源が必要というのは、ハードルが高いですねえ。

予約したいのですが、できますか?

ラズベリーパイのスレーブモードでのI2Sのみを取り出したりできますか?

べべロンちーさん
Raspberry PIのスレーブモードは、外部からMCKやBCK、LRCKを与えて、それに同期してデータを出力させるというものなので、「取り出す」というものではないと思います。(受け売りの知識です)

yosyosさん

当方完全な言葉足らずですね。

たかじんさんの2/16の記事<3>マスターモード の図における
4本の信号線が外部出力できれば、RaspberryPiのクロックに関する問題がクリアされた上で、PCM179*などのDAC資産が生かせるかと
考えた次第です。

MAGADEN さん

RPi 3 WIFIつきになったようですね。 RPi 3 がどの程度、互換性を保って作っているか次第と思います。 

kontiki さん

強制的にBCKを64fsにすることで、16bit I2Sの呪縛から逃れられるかもしれないです。 そうやってES9018のDACに接続したという方がいらっしゃいました。
http://nw-electric.way-nifty.com/blog/2015/02/raspberry-pi--1.html

加藤 さん

もう少々お待ち下さい。 ただ今、資料の準備をしています。 (基板自体は2月上旬に発注済み) 


ベベロンちーさん
yosyos さん

おっしゃるようにマスターモードは勘違いしやすいかもしれないですね。 私も説明不足でした。 

殆どのDACはスレーブです。 PCM1792などもスレーブしかありません。 ES9018Sもです。 つまり高級機でもDACは<1>スレーブ(Sync)で使っているということです。

ただ、外部ロジックで水晶発振器からBCK、LRCKをつくりDACにもRaspberryPiにも同時に供給してあげることで、RaspberryPiからデータを出力させることはできるかと思います(ALSAドライバが必要かも)。  CD時代のようにサンプリング周波数が不変なら、回路はとてもシンプルです。 サンプリング周波数が曲ごとに変わる現代では、それに合わせて分周比を変えてあげないといけない部分が、若干面倒ですね。

べべロンちーさん

そういうことでしたか。それならばPCM5122は800円程度なので、手軽なクロックジェネレーターになるような気がしますね。

たかじんさん
レスいただき、ありがとうございます。
過去ログ見ました。いや~、僕以前にも16Bit再生時の雑音を指摘されていた方がいらっしゃるのですね。よく調べておくべきでした。すみません。
やっと時間が取れたので、対策を行ってみました。今回の雑音は、ES9018ではなくRpi2とSabreBerry+の組み合わせで起こっていることですが、まず簡単にできることからと思い、VolumioのPlayback設定の一番最後のResampling設定をdisabledから24bit/44.1kHzへ変更してみました。効果抜群です! 気になっていたジジジというノイズはすべて消えうせ、hardware volumeと同様の鮮烈な音になりました。
過去ログでは、ALSAドライバの設定であるAlsaOutputPlugin.cxxにおいて16bitをコメントアウトするという対策が紹介されていますが、上記のようにvolumioの設定変更で簡単にできます。ただ、この対策は、Rpi2だからできることで、CPUパワーの足りないRpiでは無理のようです。Rpiでは、たかじんさんの紹介された対策が有効と思われます。
以上、取り急ぎ報告します。

Yosyos さん

そのとおりですね。 ついでにDACとして機能して音もでます(笑
TIの PLL1706/8あたりを使うという手もあるかもしれません。
27MHzのクリスタル1個で、オーディオ用各種クロックを生成する便利なPLL-ICです。

kontiki さん

たしかに、MPDのリサンプリングを使うのもいいですね。
DAC本来の性能を出すには、フルスケールで出力させるのが基本ではあります。 でもリモートで音量を調整できる使い勝手も捨てがたいですね。 

sabreberry+をつい最近購入されていただき、
良い音に感動しています。
sabreberry32も期待してます。
piCorePlayerでもマスターモードで動作可能でしょうか?

購入されて->購入させて
失礼しました。
sabreberry+とともに初めてLMS, piCorePlayerを使用して
とても気に入っているのです。。。

xyz さん

sabreberry+のご利用、ありがとうございます。 気に入っていただけているようで、大変嬉しいです。 

piCorePlayerは、Microcore linuxという特殊なディストリビューションを使用しているので、少し敷居が高いかもしれません。 
基本的には、使っているカーネルのソースコード一式と、カーネルビルド環境があればドライバをコンパイルできます。 Microcore linuxでのカーネル構築方法などの情報があれば使える可能性はありますね。 

さっそくの返信ありがとうございます。
Microcore linuxコンパイル環境の構築、
がんばってみます。

たかじんさんこんにちは
特に詳しいわけではないのでチンプンカンプンのこともありますが
いつも楽しく拝見させていただいております
Moode Audio PlayerでSabreBerry32は使えますでしょうか?
ご教授よろしくお願いいたします

xyz さん

かなり厳しそうです。 ネット上にほとんど情報がないです。

ハマー さん

とりあえずmoodeで音が出ることを確認できました。 後日、情報をUPできればと思っています。 それにしてもmoodeはバージョンUPが早いですね。 カラーも選べて、使い勝手も良いです。 

こんばんは
検証&サポートありがとうございます
これで購入決定です!!
楽しみにしております

ハマーさん

Moode Audio Playerでのセッティング方法を確立しました。

インストールスクリプトも作って公開いたしました。 よろしくお願いいたします。

こんにちは。いつも楽しみに拝見しています。
Sabreberry32は完全に乗り遅れましたが、今取りかかっているZero+Sabreberry+の組合せで遊びながら次回を待ちます。
また、Moode対応もありがとうございます。2.5でなぜか音がしっかりとした印象で、Sabreberry+との相性がさらに良くなった感が。

h.imagineさん

Pi Zero いいですね。 私も欲しいのですが、なかなか売っていません。 秋月で1000円以下で販売しないかな~ と待っています。 先にPi 3 が来る?

ただ、Pi 3 はWifiなどノイズ源が増えているのがどの程度影響がでるか。 そもそもI2Sで接続可能かなど、現時点では不明な部分が多いです。

Moodeは、今後、流行るかもしれませんね。 安定度もかなり良くなって不安さがありません。 

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