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Dual AK4490 BlueSnowDAC

       Blue Snow DAC       

電源一体型 Dual AK4490EQ DAC基板

Bsdac_02

< 製作例  OLED画面を付けて操作します >

入力はHDMI-I2S 、COMBO384(USB入力基板)、
I2S-1、I2S-2 の4系統

出力部はトランリニアバイアス完全バランス回路

 

 

Bsdac_01

< 基板は この2枚 >

入手しにくいICとコントロールマイコンを付録します。

抵抗、コンデンサ、トランジスタ、トランスなどの部品を
秋月電子、千石電商、RSコンポーネンツ等にて購入して
ご自身で組み立てる基板です。

 

 

特徴・スペック

◇ 旭化成 AK4490EQをL/R独立で2個搭載

◇ 4系統の入力(HDMI-I2S、Combo384、I2S-1、I2S-2)

◇ 5種類のデジタルフィルタ選択

◇ L/R SWAP機能

◇ Phase Invert機能

◇ デジタルボリューム -127~0dB(全域 0.5dBステップ)

◇ Combo384基板を搭載するとUSB入力できる

◇ 44.1kHz~192kHz、16bit~32bit、MCLK max=36.864MHz(49.152MHzも動作可)
 Combo384入力時に限り384kHz、DSD64、DSD128にも対応

◇ 歪率:0.0006%(10kΩ負荷、LPF20kHz)

◇ S/N比:121dB (A-Wait、10kΩ負荷、LPF20kHz)

◇ ステータス・インジケータOLED

◇ 電源トランス 25VA x 2個搭載

◇ 完全バランス回路のトランスリニア式ポストフィルタ出力段

◇ non-NFB電源リップルフィルタ(± L/R独立4回路構成)

◇ リレー式ミュートによるポップノイズレス出力

 

 

MCLK 周波数

HDMIを含むI2S入力はMCLK(SystemeClock)が必須です。対応周波数は下記の通り。

Bsdac_mclk_freq

MCLK=45.1584MHz/49.152MHzでも動作していますがAK4490EQの動作保証外です。

※ fs=32kHzは未検証です。

 

 

HDMI-I2S入力

NorthFoxDigiなどPS-Audio互換のHDMI-I2S信号入力です。

一部の中華機器のようにLVDS信号のLRCKとDATAのHOT/COLDがPS-Audioと反転している場合は、L/R SWAP機能、PhaseInvert機能を使用することで正しく再生できます。

※ DoP(DSD over PCM)信号には対応していません。

 

 

Combo384入力

USB-DDCであるAmanero Combo384を搭載することが出来ます。互換基板にて動作確認しています。

AK4490EQはDSD256に対応しているのですがCombo384はDSD256の識別信号がないため未対応です。DSD64/DSD128信号は識別できるので正常に受信できます。

 

 

3.3Vロジック I2S入力

2系統あるI2S入力は以下の信号アサインになっています。信号レベルは3.3Vです。9-10pinの3.3Vポートは100mA程度供給できます。

S/PDIF-I2S変換基板などに3.3V電源を供給することができます。

Bsdac_i2s_input

※ 5VのI2S信号はできれば入力しないでください。一応5Vトレラント対応の74VHCロジックを使用しているので壊れないとは思いますが未検証です。

 

I2S入力にSPDIFレシーバーを接続する例として以下の2パターンを試しました。

 

秋月電子「AE-DIR8416」SPDIFレシーバー基板を使用した例

 こちらからどうぞ
 曲選択時にポップノイズが出にくい
 チップ部品が実装済みの半完成品

 

お気楽オーディオ「Simple DAI for WM8805」基板を使用した例

 こちらからどうぞ 
 オプションを選択すると主要部品が手に入ります

 

 

外形図・回路図・部品表

Bsdac_04
Bsdac_05

BlueSnowDAC回路図1.2.pdf

BlueSnowFront回路図1.2.pdf

BlueSnowDAC部品表20211024.pdf

BlueSnowDAC部品表20211107.pdf(在庫なし部品の代替品を追記)

トランスの入手先はこちらをご覧ください

 

 

組み立て手順

まず背の低いICから実装します。0.5mmピッチのICは周囲に背の高い部品があると邪魔になって作業しにくくなるからです。

また、途中で電源を確認しながら作業すると、完成後に一気に電源を投入するよりも少しづつ確認できるため安心です。下の「電源の投入は順番に」の章をご参照ください。

Bsdac_ic

背の高い部品が近くにあると付けにくいので、常に順番を考えて半田つけします。

 

Bsdac_relay

リレーの足も周囲に部品がない方が付けやすい。

 

Bsdac_08

また、四角いトランジスタの実装向きに注意してください。二重線になっている側はヒートシンクに接する面です。今回の場合はヒートシンクは付けませんが、型名が印字してある面は逆側です。

 

 

ランドがない部品

フロント基板のロータリーエンコーダーの足の部分に0.1uF(Cx1、Cx2)のセラミックコンデンサを付けます。

Bsdac_front_cx12

エンコーダーを高速に回したときの盛大なチャタリングを吸収するコンデンサです。ソフトウェア検証時に発覚したため基板に実装するランドがありません。忘れずに付けてください。(付けないでエンコーダーをぐりぐり高速回転させると誤動作します。)

 

 

基板内配線、基板間配線

フロント基板への配線は10pinリボンケーブルを使用します。

このとき1pin同士が接続するようにします。リボンの1pinは赤色になっています。またフロント基板のピンヘッダはOLED画面と裏側になります。

Sbdac_w1

 

以下のようにOPAMP部の±電源を配線ジャンパーで繋げます。太さAWG22からAWG24あたりが取り回しやすいです。
A->A、B->B、C->C という具合に接続します。配線する前に下記の「電源の投入は順番に」を一読ください。

Sbdac_w2

各配線の長さは現物合わせで行ってください。全て同じ長さにすると束ねたときに綺麗にまとまらないので適当に長さ調整します。

※ CとDの中間にある「GND」は、テスターで各ポイントの電圧確認などする時の基準点になります。

 

 

電源の投入は順番に

全ての半田付けを終えて、一気に電源を投入すると予測不能な自体になる可能性がありますので、要所要所で確認しながら組み立てていくことを推奨します。

以下の3ヵ所で電源をせき止めることが出来ます。

 

1.U13(LM2940T-3.3)を実装しなければ、3.3V電源は供給されません。U13への入力の5Vが問題ないことを確認します。

 U13の出力の3.3V電源はマイコンや入力セレクタIC、AK4490に供給されます。

 

2.AK4490EQの近くのQ29、Q34(TTC004B)を実装しなければ、手前までの電圧を確認することができます。Q29、Q34のコレクタ端子に6.2~6.4Vが来ていること、Q29、Q34のベース端子に5.6~5.7Vが来ていることを確認します。

 Q29、Q34を実装するとAK4490に5V電源が供給されます。

 

3.配線ジャンパーA~Fを付けない状態でA,B=+9V、C,D=0V、E,F=-9Vが正常なことを確認する。

 配線ジャンパーA~F(6本)を付けるとOPAMP部に±9V電源が供給されます。

 

それぞれの箇所を個別に確認することで、万が一のときの被害を最小限にとどめることができます。

※電源トランス部にはAC100Vが来ているため感電にはくれぐれもご注意ください。

 

 

OPAMPの選択について

2回路入りのOPAMPの外付けでトランスリニアバイアス回路を搭載しています。エミッタ抵抗がなく擬似A級動作のメリットがある反面、通常の回路より発振しやすくなっています。

高速なOPAMPや位相余裕の少ないOPAMPは発振すると思ってください。以下は私がテストしたOPAMPです。

  使用可能 使用不可(発振)
OPAMPの型番 OPA2134、OPA2604、NJM4558、NJM4580、MUSES01、MUSES02、MUSES8820、MUSES8920、LT1112、LT1013 NE5532(TI)、NE5532(NXP)、NJM5532DD、NJM2114DD、LME49860、LME49720

「MUSES8920」がAK4490の音色にもぴったりです。孤高の音が好みでしたら「OPA2134」あたりでしょうか。

 

 

メニューと機能

プッシュ機能付きロータリーエンコーダーを押す度にメニューが変わっていきます。

メイン画面
  ↓
入力切換
  ↓
デジタルフィルタ切換
  ↓
サウンドセッティング切換
  ↓
L/Rスワップ
  ↓
位相切換
  ↓
 初期化
  ↓
メイン画面へ戻る

 

メニューが切替った状態でロータリーエンコーダーを回すとメニュー内容が変化します。

その状態でロータリーエンコーダーを1秒間長押しして決定します。 長押ししないでシングルプッシュするとメニューが先に進みます。(直前に変化させた表示は決定されません)

6~7秒ほど触わらないとメイン画面へ戻ります。

メイン画面時にロータリーエンコーダーを回すとATT値(アッテネーター/再生音量)が変化します。

入力切換の時だけ長押し決定した直後にメイン画面へ戻ります。(すぐにATTを可変できます)

ATTはロータリーエンコーダーをゆっくり回すと0.5dB刻み、高速に回すと3dB刻みで増減します。

 

ATT値や入力切換などの設定は電源OFFする瞬間にEEPROM内容とコンペアして変化があるところだけを書換えて、次回電源ONしたときに復帰します。

EEPROMの書換保証回数は10万回ですので、ATT操作などEEPROM書換えが発生する電源ON/OFFを10万回以上しない方がよいです。(1日10回として27年間)

 

 

 

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