以前のDACメニューは こちら  (OCT, 2016 より)

System72 DAC
どの部分をもって DAC と呼ぶのか定義が必要です。 mi-takeの ホームページで紹介されるDAC群は 下記概念で構成されています。

DAC基板キットと呼んでいるのは、点線内の機能を盛り込んだ基板のセットを呼んでいますが、場合によっては DAI基板を含まない場合や、制御基板を含む場合 等ありますので、出品内容を良くご確認頂きますよう お願いいたします。

なお販売基板は便宜上 kit(キット)と呼ぶ場合がありますが、大半の基板は 「部品搭載・完成品・動作確認済」です。 (未組み立て品の場合「部品キット」と表示します)


 急ぎ、現行・販売中の基板概要を知りたい場合は こちら へ .
System72 については こちら  から .


   ・DIX9211/WM8804やPCM1791/1792/1795/1796 はソフトモードICですので
      AVRマイコン等で 初期設定や動作モードのソフト設定・制御が必要です。   

 用語
 ・S/PDIF信号:シリアル・デジタル音声信号伝送の規格  SPDIFとも記述される
 ・DAI : 「Digital Audio Interface」 S/PDIF信号を PCM信号に変換
 ・DAC: 「Digital Anarog Converter」 PCM信号を アナログ信号に変換
 ・ソフトモード: 動作設定をマイコンなどで 「ソフト的」 に設定する
 ・ハードモード: 動作設定をジャンパー等で 「ハード的」 に設定する
 ・IVコンバーター: DACが電流出力の場合に 「電圧変化」 に変換する。 I/Vとも記述される。
 

参考:S/PDIF と AES の規格



では、各ブロックについて、もう少し詳細に追っていきます。
ADI ⇒ DAC ⇒ ソフト制御 ⇒ IV変換 ⇒ 平衡・不平衡
DAI
  SPDIFの信号を、音声データと再生用の同期クロックに分離・生成する仕事を受け持つのが 「DAI」 の仕事になります。 ここで生成された信号を便宜上、PCMデータと呼ぶことにします。 PCMデータフォーマットは、右詰(RightJustifiedまたはSTD)、I2S、左詰(LeftJustified)等 の形式がありますが、これは過去のDAC技術の発展過程で各社の都合によって制定されたものであり、特にどれかの形式に音楽再生上の有意差があるということはありません。 組み合わせる DACの都合で選択します。 PCM179x ファミリをDACに使用する場合、PCMの信号線は4本で構成され DATA、CHSL、BCK、SCK です。 I2S入力で使用するケースが多いようです。 
 DAI という呼び名以外に、DIR:Digital Interface Reciver という呼び方もあります  .
DAI 概念図
 

I2S信号について
DATA:


CHSL:


BCK:

SCK:
 
LchとRchのデジタル信号が交互に入っています。 16bit〜24bitのデータで構成されるのが一般的です。

上記DATAは、LchとRchのデータが交互に入ってますので、それがどちらであるかを示すための信号。  LRCK と記載される場合もあるようです

上記データの同期クロック BCLKと表記される場合もあるようです。

高度な変換処理(デジタルファイルター等)用の高速クロック。 128Fs〜256Fs位が使われることが多い様です。 MCLKと記載される場合もあるようです。
 
   現在当方で対応している DAI用のICとしては 以下のような ICがあります。 

 ・CS8416/Cirrus Logic社 〜192KHz 入力4ch ハードモードで使用可
  
 DAIとしては多分一番ポピュラーな ICで 使用例も多くあります。
 ・WM8804/Cirrus Logic社 〜192KHZ 入力1chのみ ソフト制御必須
 ・WM8805/Cirrus Logic社 〜192KHZ 入力8ch可能 ソフト制御必須
   WM8804/8805ともに Wolfson社製で Cirrus社に買収されました。
   ジッターが少ないとの評価が定着してますが 技術的個性の強い ICだとの印象です

     ハードモードでの動作例もありますが 実際にはソフト制御しないと ダメなICです。
 ・DIX9211/Txsas lnstrument社 〜216KHZ 入力12ch可能 ソフト制御必須
   高機能なICです。 ソフト制御なしには全く使えない ICです。
 ・DIR9001/Txsas lnstrument社 〜96KHz ハードモードで使用可
   ジッターが少ないとの評価がありますが、96KHzまでなので現状では出番が少ない ICです。
   入力が 5V TTLなので SPDIF アンプが必要です。  (現在取扱中止中)
 ・LC89091/ONS社 〜192KHZ 入力2ch ハードモードで使用可
   比較的安定した動作が得られます。 ソフトモードで SPDIFのクロックが判断でき重宝します。
   
 
Txsas lnstrument社については、TI社 
ON Semiconductor社については ONS社
と記載する場合があります。

DAI 基板例

左から DIX9211基板,  WM8804基板,  LC89091基板,  SC8416基板
WM8804 と LC89091は DACのソフト制御機能付きです。

基板の簡単な紹介は こちら です。

 各ICを使用した基板の詳細や 開発経緯など 下記を参照ください
 
   CS8416
 ・ WM8804/8805
 ・ DIX9211 
 ・ DIR9001
 ・ LC89091


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 DAC
 「DAI」 で生成された、PCMデータから「DAC」でアナログ信号に変換します。 DAC内部ではデジタル化された信号が人間の耳で聞こえるように変換します。 細かい仕事がなされていますが具体的な動作については ここでは取り上げません。 δ-Σ変換 や デジタルフィルタ等 の技術内容はここではブラックボックスとしておきます。 

 DAC IC の動作設定を行う方法として、「ハード」と「ソフト」 の2種類があります。「ハード」とは、ジャンパー等で設定用の端子を”H/L"に設定する形態のICで、「ソフト」とは、DAC内部の レジスタにマイコンなどで書込む事によって機能設定する形態をいいます。
DAC 概念図
 
 詳細を知りたい方は、「デジタル・オーディオの基礎と応用/河合一 著」 が
お薦め。  技術的香り漂う 一般向け解説本です。 Amazon にあります
  ともあれ、デジタル信号が アナログ信号に変わりました。 変えられる信号の種類に DACによって2種類あります。 出力のタイプが、「電圧信号」 なのか 「電流信号」なのか ということです。 電流信号出力の場合は 電圧信号に変換する 「I/V変換回路」 が必要となります。

使用しているDACのチップで、PCM1792/1794/1795/1796/1798 は 差動電流出力となっています。 差動出力にする理由としては、S/N比を稼ぐのに都合良い回路であるということです。 また 外付けで I/V変換しますので この部分にお好みのオペアンプを使用することにより 音作りが可能になります。 またトランス方式の IV回路構成も可能です。
 現在当方で対応している DAC用のICとしては 以下のような ICがあります。 

 ・PCM1794/1798 Tl社 〜192KHz 24bit 差動電流出力 ハードmode 
 ・PCM1792/1796 Tl社 〜192KHz 24bit 差動電流出力 ソフトmode 
 ・PCM1795  Tl社 〜192KHz 32bit 差動電流出力 ソフトmode 

 ・PCM1791 Tl社 〜192KHz 24bit 差動電圧出力 ソフトmode 
 ・PCM1793 Tl社 〜192KHz 24bit 差動電圧出力 ハードmode 

        
PCM179x ファミリ概要
   
     ・ ハードモード:動作設定を ハード(SWやジャンパー等)で 行うモード
     ・ ソフト モード:動作設定を ソフト(マイコン制御等)で 行うモード

     * PCM1792/1794のS/Nは、IV変換回路が4.5V出力タイプ時です

その他 PCM179x シリーズ以外の採用 DSC例
 ・PCM5200/1/2 Tl社 〜192KHz 32bit 電圧出力 ハード 5V単一電源
 ・TDA1543 Philips社  〜96KHz 16bit 電流出力 ハードmode ノンオーバ型
 ハードmode とソフトmode のチップの違いは機能設定方法にありますが、ソフトモードの方が設定出来る項目が多いです。 例えばソフトモードでは、以下の設定可能項目等があります。

    (User-Programmable Mode Controls) 
 (1) Digital Attenuation: 0 dB to 120 dB, 0.5 dB/Step
 (2) Accepts the DSD audio data formats.
 (3) Digital De-Emphasis
 (4) Digital Filter Rolloff: Sharp or Slow
 (5) Soft Mute
 (6) Zero Flag for Each Output
   お断り : (3)(4)(5)は Mi-Tkaeの制御基板では制御していません (default固定)

DAC 基板例 1

左から PCM1794基板,  PCM1792基板,  PCM1795基板

これらの基板では、I/V変換回路も搭載していますので、このままでアナログオーディオ出力が得られます。 I/V回路のオペアンプは OPA2604/LME49720/NE5532等を使用していますので実際の搭載オペアンプについては出品内容をご確認下さい。 DACとIV回路を1枚の基板に載せたタイプを便宜上 STDタイプ と呼ぶ場合があります。
STD基板の情報は こちら(ハードmode) と こちら(ソフトmode)

PCM1791/1793系は こちら



DAC 基板例 2

左から PCM1794W基板、 PCM1792W基板/PCM1795基板

モノラル動作
ちらの例は、DACチップを2個のせて、夫々のチップを左右専用で働かす、所謂モノラルモード基板です。 PCM179xのDACチップは、通常1個でLch/Rchのステレオ出力が得られますが、それをあえて+Lc/-LC又は、+Rch/-Rchというように、1個のSACを左右専用に使うことで更なる性能アップを目指した構成とあります。 この基板の場合、 I/V回路は搭載してないので、別途IV回路基板が必要となります。

  2個載せしたタイプとして、PCM1794版以外に PCM1792W、PCM1795W があります。 PCM1796/PCM1798 も搭載可能ですが、特に用意しておりません。

モノラルモードの詳細は こちら



複合基板

DAC 基板例 3 (DAI+DAC複合)

左から CS8416+PCM1791+制御 基板,  
SC8416+PCM1792 基板,  LC89091+PCM5200 基板
です。

・上記の PCM1791基板は制御機能も搭載したいわゆるオールインワン基板です。
 PCM1793を搭載したオールインワンタイプもあります。

・2枚目のPCM1794基板は電流出力タイプですので IV変換が外付けになります。
  DACをPCM1798搭載としたタイプもあります。

・3枚目のPCM5200基板は、32bitDAC 5V単一電源のオールインワン型となります PCM5202を搭載したタイプもあります。

PCM1791/1793 All in one は こちら

PCM520x は こちら

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追加

AK4480とES9023        AK4495DAC
 

旭化成 AK4480DAC基板 と ESCのES9023DAC基板が
追加です。 ES9023は、5V単一で動き クロック表示付きです。
AK4480、4495は、DSD対応。

AK4480は こちら
ES9023は こちら
AK4495は こちら



USB DDC

DAC 基板例 4 (USB DDC+DAC複合)

PCM2706(USB DDC) + TDA1543パラレル 基板 です

本基板は、基板増設(亀の子)によって
TDA1543の 4パラレル動作が可能です。




 PCのUSBからの信号をPCM2704で、I2S信号に変換し TDA1543 でアナログ信号に変換します。 TDA1543 は 2個搭載し パラレル接続しています。 本基板では、オプションで TDA1543 が 4個のパラレル接続が可能です。 TDA1543は 俗に ノンオーバータイプとも呼ばれる構造で、現在の主流をしめる オーバーサンプリング型と比べると 力強い音質傾向を持っています。

 USB I/F として使用している PCM2706は、TIのUSB Audio I/F チップです。 使用クロックが 44K/48K までの対応なので ハイレゾ音源には対応出来ませんが、Windowsの標準ドライバーで 動作しますので 安定した動作が期待できます。 CD等からリッッピングした音源では、44.1KHz/16Bit ですから、まずは PCオーディオの手始めとして、とても手軽に使用でき お薦めです。 また、PCM2706は 内部に DACを積んでますので、PCM2706単品でも アナログ出力可能です。 本基板では ジャンパーを切り替える事で、PCM2706の 内部DAC出力が使用可能です。 TDA1543との比較も 一興かと思います。

PCM2706+TDA1543パラの詳細は こちら


sub基板として PCM1798版も作ってみました こちら



 用語
 ・DDC: 「Digital Digital Converter」 PC USB信号を PCMデジタル信号に変換

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 I/V変換
 電流出力型のDACを使用した場合は、通常のオーディオ用アンプにつなぐ場合は 電圧出力に変換しないといけないのですが、この部分を I/V変換回路といいます。 定石通り オペアンプを使った変換回路を実装しています。 採用オペアンプとしては、音質的に高評価な BBの OPA2604(FET構成)を使用していますが、OPA2604以外にも、LME49720 やNE5532等も使用する基板があります。 (前記オペアンプの 1ch入りタイプ OPA604、LME49710、NE5534 を使用する場合もあります)
I/V 変換回路例

DACの差動(平衡)電流出力を受けて不平衡電圧出力に変換。
クロック信号等を除去する ローパスフィルターも兼ねています。


I/V変換 基板例

I/V変換専用基板です。
PCM604(1ch入りタイプ)x6搭載した基板例です。
オペアンプは LME49710、NE5534を搭載した基板もあります。


トランスを使用しても IV変換が可能です。 トランスの
個性が出やすいですが 落ち着いた音質傾向になりますので
真空管アンプ等と相性が良いようです。



トランス自体が 高周波を通しにくい 特性を生かし、ローパスフィルターを省略することも可能です。 


 トランスIV の詳細は こちら 

LUNDAHLのトランス使用例は こちら

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 ソフト制御基板
ソフト制御を前提としたソフトモード DAC IC を使用する場合に その制御を行うための基板です。 使い勝手をよくするため LC89091/DAI 及び WM8804/DAI IC基板のマイコンで 制御出来るようにしたものもあります。 これらの制御基板の対象DACは、
PCM1791/PCM1792/PCM1795/PCM1796 です。 また、これらのDAC ICは DSD信号にも対応可のですので、PCMとDSD切替に対応した基板もあります。


制御基板v2.3 例

・PCM1791/1792/1795/1796 DACの制御が可能です。
・DSD切替付き ですので Combo384の接続が可能です。
・Combo384との接続にアイソレータ ICを使用していますので
 PC USB からの ノイズ回り込みが 低減できます。
・DAI ICの搭載はありませんが 外付けDAI切替が可能です。

 詳細は こちら


WM8804低ジッタDAI搭載

WM8804 soft mode DAI基板例

・PCM1791/1792/1795/1796 DACの制御が可能です。
・WM8804によるDAI出力(I2S)付きです。
・DSD切替付きですので Combo384の接続が可能です。


 詳細は こちら


S/PDIFクロック表示可能

LC89091/DAI基板例

・PCM1791/1792/1795/1796 DACの制御が可能です。
・LC89091によるDAI出力(I2S)付きです。
・DSD切替(Combo384対応)はありません。

 詳細は こちら


 
 

以前のDACメニューは こちら  (OCT, 2016 より)



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