積分型DACのパルス生成遊び ― 2024年08月15日
最近やたらと 「素敵なDAI基板」 を使った記事ばかりになってしまいましたが、今回は積分型DAC用のパルス生成方法を備忘録かねてざっくり紹介したいと思います。
CDP-701ESでエゴサしてみると、DAC化改造で苦労されていた方が見受けられました。
なんだかちょっと申し訳ない気持ちになってしまいましてね。
あの時、ヘソ曲げずに回路図を公開しておけば・・・なんて思ったり。まぁ若かったので許しておくんなまし。
今回はCDP-701ESをI2S規格で使用できるかどうかの検証を兼ねて、USB-DDCチップのPCM2706を使って積分型DACを動かしてみたいと思います。
これが実現できれば、SPDIFに関わる変換/復調回路が省略できますので、より高音質なDAS-701ESが出来るはず・・・です！
Aliexpressで購入したPCM2706C基板です。
今となっては古いデバイスですね。端子はmicroBでした。
古いのでハイレゾ等には一切対応していませんが、その分安価で入手できますし、何より特別なドライバのインストールが不要でPCに接続するだけで安定して使える点は、我々ローレゾ界隈では大きなメリットになるはずです。
数年前になんとなく買ったまま放置してあったPCM5102基板に直結したところ、あっさり音が出ました。
これだけでDACが出来てしまいます。
ちょっとした動作確認には丁度良いですね。
実は最初に買ったPCM2706C基板はUSB端子がハンダブリッジしていました。
DELLのPCに繋いだ瞬間、PCの電源が即落ち…！
ハァ？嘘でしょ？！
幸いAC抜き差しで復活しましたが・・・これ絶対検査してないヤツじゃん。disputeぽちーっ！
中華基板は安価ですが、基本的に完成検査をしていないので要注意です。以後、USBハブを介してテストするようにしています。
それでは楽しい楽しいブレッドボードの時間です。
PCM2706Cの出力はTC9245N等とは違い、I2S規格の出力になります。
まずはこのI2S規格をRJ16と呼ばれている右詰めの旧規格に変換する作業が必要です。
こういった作業にはマイコンやFPGA等でスマートに組むのが正しいのですが、残念ながら中卒の私には全然無理ですので、時代遅れの汎用ロジックICで組みました。
上から
BCK
DATA
I2SのLRCK
RJ16のLRCK です。
ブレッドボードなので波形がイマイチなのはご容赦を。
ざっくり云うと、BCKやDATAはそのままでLRCKをBCKの17bit分シフトさせる事でRJ16にする事ができました。
試しに秋月で100円で買えるRJ16のPT8211を繋いでみたら、ちゃんと鳴りました。
これを元に積分型DACに必要なパルスを生成していきます。
まずはWCKを生成してみます。
2LRCKとも呼ばれていますが、要はLRCKの2倍のクロックです。
上が元のLRCKで、中段がシフトさせたLRCK、下が生成したWCLKです。
まず、元のLRCKを半分シフトさせます。
TC9245Nの時はBCKが32fsだったので8bitシフトで済みましたが（TC9245NはRJ16の中でもちょっと特殊ですよね） I2SのBCKは64fsなので16bitもシフトさせる必要があります。
そのシフトさせた信号と、元のLRCKとでEXOR取ったものを反転させればWCLKの出来上がりです。
シングルの積分型DACなら、これだけで動かせるようになります。
ここからが本番。シングルではなくCDP-701ESのような左右独立のデュアル積分型となるとAPTLとAPTRという信号が必要になるんですよね。
ざっくり云うと、元のLRCKとシフトさせた信号とでANDを取ったものがAPTL、NORを取ったものがAPTRになります。
上からLRCK
シフトさせたLRCK
APTL
APTRです。
APTLとAPTRはLRCKの仕様によっては左右が逆になるので、使用するDAIの仕様に合わせてLRCKを反転させるかAPTL/APTRを入れ替えれば良いでしょう。
デグリッチ信号は、IC213跡地の8pinにLRCKを、反転させたものを9pinに入れればOKです。
それでは実機で動作確認です。
ジャンクのCDP-701ESを用意して接続。
ちゃんと音が出ました！
積分型DACはBCKが32fs〜48fsで、64fsはデータシートには記載されていないので心配でしたが、ちゃんと動いてくれました。
（はっきり明記されていませんが、動くっぽい記述はありました）
webでPCM-501ESをDAC化された方の記事を拝見したのですが、なんとマイコンを使って64fsを32fsに変換していました。凄いです。CPUをクロックアップしてデータを全部書き換えるなんて・・・！
でも、残念ながらその必要は無かったのかもしれません。
今回の検証回路で使ったデバイスはHC595を4個、HC02（NORとAND）、HC74、HC86（EXORとNOT）の計7個の汎用ロジックICです。HC86以外は秋月で安価に揃います。
デグリッチのLRCKやAPTL/APTRは変換タイミングの基準となる大切な信号ですので、できればHC74等でBCK基準で叩き直してあげたほうが良いです。HC74なら反転した出力も取れるので便利ですしね。
CDP-701ESオリジナルのデグリッチ回路もIC213でLRCKを叩き直してから出力とその反転を利用しています。
今回はあえて叩き直さない方法で組んでみましたが、ブレッドボード上でも問題なく動作しました。
基板化すれば波形もビシっと安定するでしょう。
今回餌食となったジャンクのCDP-701ESですが、電源ONでいきなり右chから強烈なピー音が出て焦りました。
LPFを軽く叩いたら消えましたが、やっぱりもう限界ですので互換LPFに交換予定です。
DAS-701ES出戻り ― 2024年05月22日
前にDAC化したCDP改DAS-701ESですが、右chからノイズが出るとの事で戻ってきました。
十分すぎるほどエージングして（楽しんで）からOK出して発送したんですけどね・・・
症状からしてLPF不良が濃厚ですが、まずは症状の確認作業から始めます。
スペースの関係で立ててセッティング。
なんか、ツインタワーのX68000みたいでカッコイイですねー！
これは・・・有りかもしれない・・・！
さてさて、困った事に症状が出ません。
それならと、作った互換LPFが付いている私の機体と音質勝負！
これなら記憶の中の音とではなく、リアルタイムで比較できます。
じっくり試聴。
いやー、同じ音に聞こえます。空間の広さ高さ、雰囲気も全く同じ。
面白味は無いけれど、我ながら満足ですわ。
それにしても症状出ないなぁ～困ったなぁ～って2時間くらい流しで聴いていたら、右chからブツっボツッっと！！
ほんのり温まってくると症状が出る傾向ですかね。
LPFの手前までの信号は正常で、LPF通過後には盛大にノイズが乗っています。
これでスッキリ、LPF不良確定です。
オーナーさんに修理内容について2通り提案しました。
① オリジナルのLPFの修理を試みる （ただし失敗したらごめんなさいねという事で）
② 私が製作した互換LPFに交換する
そしたらですね、速攻で②を指定して頂きました。
フフフ、そう来ると思ってましたよ。
それではLPFの取り外し作業に入ります。
裏面のコンデンサ達が結構邪魔なんですよねぇ。
これが無ければすごくラクなんですけどね・・・
あとGNDラインのジャンパ線を固定している接着剤！！
これが残ったままハンダ吸引するとノズルが・・・もう大キライですよ。
外した純正LPFです。
片方は生きていますが、時間の問題でしょうね。
互換LPF基板の残り8枚を全部組みました。
毎晩寝る前にコツコツ少しずつ・・・けっこうしんどかったです。
このLPFに使っている抵抗とコンデンサは誤差5%の一般的な市販品を使用しているのですが、この5%が総合的にどの程度のバラつきになるのか確認したいのです。
8個測定した結果、5%の誤差は問題ないと判断しました。
測定器レベルで、わずかに確認できる程度です。
具体的には20kHzでの減衰量が1～2dBの差といったところです。
まぁ～ 「普通の」 人間には、少なくともわしの耳では判別不能な帯域なので問題ないでしょう。
この作った8個の中から最も特性が近い物でペアを取って使用する作戦です。
そこまでする必要は無いのですが、出来る範囲の最善策・・・というか自己満足ですね。
ホイ、換装完了っ。
素敵なDAI基板と互換LPFユニット両方搭載したのはこの機体が初めてになりますかね。
まさに理想形というか、いずれはCDP-701ESの最終形態になるのではないでしょうか。
オリジナル状態に拘ってあの手この手でCD再生を目指して修理する事はロマンがあって私も大好きですが、肝心な光学ピックアップの新品はもちろん、程度の良い中古品すら入手できなくなりましたので、CDプレーヤーとしての修理は限界なのではないでしょうか。
転売や動態保存コレクション目的ではなく、純粋に音響機器として愛用するのであれば素直にDAC化がベストなのではないかと勝手に思っています。
再びツインタワーセッティングに。
前回仕上げた時はじっくりたっぷり時間をかけて動作確認をしてから発送したのですが、その長時間動作がLPFの寿命を縮めてしまったのかもしれません。
今回は新品で組んだ互換LPFですから、そういった心配もなく存分に楽しめると思います。
1週間～くらい、エージングを兼ねてじっくりたっぷり楽しませて頂いて、問題がなければオーナーさんの元に発送予定です。
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