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アップサンプリング D-Aコンバータ

- 1 - SRC4192_DA_111226

デジタルオーディオ実験基板応用篇

概要

SRC_4192_A

アアッッププササンンププリリンンググ

UUPP--SSAAMMPPLLIINNGG DD--AA CCoonnvveerrtteerr wwiitthh SSRRCC44119922

SRC4192(TI社)使用・非同期式サンプルレートコンバータ基板を使った

応用篇

この説明書では、非同期式サンプルコンバータIC、

SRC4192(TI社)と超高性能D-AコンバータIC、PCM

1792A(TI社)を組み合わせた、アップサンプリングD-A

コンバータの製作例を説明します。

USBオーディオインターフェイスキット(USB_DOUT2706)

から出力される、サンプリング周波数44.1kHz(または

48kHz)のS/PDIF信号を、アップサンプリングし、D-A

変換してアナログ出力します。

DD--AAココンンババーータタのの製製作作

実験の際は、PCM1792A、SRC4192(TI社)、WM8805(Wolfson社)のデータシートを入手して必ずお読みください(やさしい英文で書かれています)。

各基板キットの組み立て方については、キット付属の説明書を見てください。

この説明書は「応用篇」の説明書です。

ブロックダイヤグラム

DAIレシーバWM8805_G基板(WM8805使用)

サンプルレートコンバータSRC_4192_A基板(SRC4192使用)

PLLクロック基板CLK_1707_D基板(PLL1707使用)

3

オーディオシリアル信号

高精度、低ジッタのシステムクロック

アップサンプリングされたオーディオシリアル信号(96kHzまたは192kHz)

3

D-Aコンバータ基板DAC_1792_B基板(PCM1792A使用)

ローパスフィルタOPAMP_B基板(OPA2134使用)

L R

L R

平衡-不平衡変換BALUN_2134基板(INA2134使用)

Lチャネル出力

Rチャネル出力

USBでパソコンと接続

USBオーディオインターフェイスUSB_DOUT_2706基板(PCM2706使用)

S/PDIF信号

目次概要

主な特徴

ブロックダイヤグラム

部品表

USBオーディオインターフェイス

の製作

電流-電圧変換部の製作

DAIトランシーバ基板の製作

サンプルレートコンバータ基板

の製作

PLLクロック基板の製作

電源部の製作

接続図

資料篇

1

1

1

2

2

3

4

4

4

5

6

8

主な特徴

◎ USBオーディオインターフェイス(USB_DOUT_2706)

から出力されるサンプリング周波数44.1kHzまたは

48kHzのS/PDIF信号を、非同期式サンプルコン

バータ(SRC_4192_A基板)でアップサンプリングし、

D-A変換します。

◎ D-A変換部には、TI社の超高性能D-Aコンバータ、

PCM1792Aを使った、D-Aコンバータ単独基板

(DAC_1792_B)を使っています。

◎ スイッチ切り替えで、次のサンプリング周波数に

変換したあとD-A変換できます:

44.1kHz、48kHz、88.2kHz、96kHz、176.4kHz、

192kHz


- 2 - SRC4192_DA_111226


部品表 ※予告なく変更することがあります。

※この部品表には、ケース、つまみ、接続用のケーブルなどは含まれていません。必要とお好みに

合わせて別途お求めください。

作り方

1. USBオーディオインターフェイス基板(USB_DOUT2706)の組み立てと設定

USBオーディオインターフェイス基板

(USB_DOUT2706)を、キット付属の

説明書を見て組み立てます。

組み立てたあと、左図のように

ジャンパ設定してください。S/PDIF

出力が取り出せます。JP1(FSEL)ジャンパしません(S/PDIF出力)

2. D-Aコンバータ単独基板(DAC_1792_B)、平衡-不平衡変換アンプ基板(BALUN_2134)の組み立てD-Aコンバータ単独基板(DAC_1792_B)を、キット付属の説明書を見て組み立てます。また、平衡-不平衡

変換アンプ基板(BALUN_2134)も、キット付属の説明書を見て組み立ててください。

これらの基板は設定不要です。


- 3 - SRC4192_DA_111226


電流-電圧変換部(OPAMP_B基板)組み立て用部品表

OP

A2134

OP

A2134

2700pF

2700pF

2700pF

2700pF

R1B0Ω(変更)

R2B1kΩ(変更)

C1B2200pF(追加)

C2B2200pF(追加)

C5B2200pF(追加)

C6B2200pF(追加)

R4B1kΩ(変更)R3B0Ω(変更)

R8B1kΩ(変更)

R7B0Ω(変更)R6B

1kΩ(変更)R5B0Ω(変更)

3. 平衡-平衡アンプ基板キット(OPAMP_B)を使った、電流-電圧変換部の作り方

D-Aコンバータ単独基板(DAC_1792_B基板)に使われているD-AコンバータIC、PCM1792Aは電流出力の

D-AコンバータICです。D-AコンバータICの電流出力を電圧出力に変換するための回路を、平衡-平衡アンプ

基板キット(OPAMP_B)を使って作ります。

一部追加したり変更したりする部品があります。下の「組み立て用部品表」と組み立て図を見て組み立てて

ください。

備考欄に「変更」「追加」と書いていない部品は、OPAMP_B基板キットに付属する部品をそのまま使ってくだ

さい。

OPAMP_B基板組み立て図

「変更」「追加」と書かれていない部品

は、平衡-平衡アンプ基板(OPAMP_B)

キットに入っている部品をそのまま

使ってください。

--

++

--

++

CN1B12

3

12

3

R1B 0ΩR2B 1kΩ

CN2B

R3B 0Ω

R4B 1kΩ

C1B 2200pF

C2B 2200pF

IC1BOPA2134

IC1AOPA2134 --

++

--

++

CN3B12

3

12

3

R5B 0ΩR6B 1kΩ

CN4B

R7B 0Ω

R8B 1kΩ

C5B 2200pF

C6B 2200pF

IC2BOPA2134

IC2AOPA2134

CN5B

C9B100μF 50V

C10B100μF 50V

C3B 0.1μF

C4B 0.1μF

C7B 0.1μF

C8B 0.1μF

123

IC1BVCC

IC1B VEE

IC2B VCC

IC2BVEE

++

電流-電圧変換部(OPAMP_B基板) 回路図回路図中の部品の値は、変更後のものです


- 4 - SRC4192_DA_111226


4. DAIトランシーバ基板(WM8805_G)の組み立てと設定DAIトランシーバ基板(WM8805_G)を、キットの説明書を見て組み立てます。

DAIトランシーバ基板を組み立てたら、下の図のようにジャンパ設定してください。

JP1Gジャンパしません

TXSRCどちら側をショートしてもかまいません

M/_S1-2間をショートします(マスタモード)

SW/_HW2-3間をショートします(ハードウェアモード)

FMT01-2間をショートします

FMT12-3間をショートします 24ビット

I2Sフォーマットに設定

JP1GをUSBオーディオ

インターフェイスのS/PDIF出力と

接続するのに使いますので、

ショートピンは差さないでください。

5. サンプルレートコンバータ基板(SRC_4192_A)の組み立てと設定サンプルレートコンバータ基板(SRC_4192_A)を、キットの説明書を見て組み立てます。

サンプルレートコンバータ基板を組み立てたら、下の図のようにジャンパ設定してください。

JP72-3間をショートします(プルダウン)

JP4(LGRP)ショートします(通常動作)

JP2(MODE)2番ピンをショートします(出力側マスタモード)

JP1(IFMT)1、3、4番ピンをショートします(24ビットI2Sフォーマット)

JP5(MUTE)2番ピンをショートします(ミュートしない)

JP3(OFMT)2、3、4番ピンをショートします(24ビットI2Sフォーマット

CN8(TDMI)ショートします

DAIトランシーバの設定◎ ハードウェアモード◎ マスタモード◎ 出力フォーマットは

24ビットI2Sフォーマット

サンプルレートコンバータ基板の設定

◎ 出力側マスタモード◎ 入力フォーマットは

24ビットI2Sフォーマット◎ 出力フォーマットは

24ビットI2Sフォーマット

6. PLLクロック基板(CLK_1707_D)の組み立てと設定PLLクロック基板(CLK_1707_D)を、

キット付属の説明書を見て組み立て

ます。組み立てたあと、左図のように

ジャンパ設定してください。

CSELショートしません(CN1Dの1番ピンから36.864MHzを取り出す)

SR、FS2、FS1SRのみショートします(※)

※FS1ジャンパには、スイッチを接続

して、サンプリング周波数44.1kHz系

のシステムクロック(22.5792MHz)と

48kHz系のシステムクロック(24.576

MHz)を切り替えて取り出します。


- 5 - SRC4192_DA_111226


7. 電源部の作り方

電源部部品表

ユニバーサル基板を使って、電源部を作ります。

※予告なく変更することがあります。

電源部回路図

AC100VIN

100V

0V

FUSE1A

+

-

36V

0V

8V

18V +

0.1uF

0.1uF

IN

ADJ

OUT

+

+

IN

ADJ

OUT

+

+

0.1uF

0.1uF

10uF

10uF

330

330

2.7k

2.7k

LM337

LM317

+12V

GND

-12V

+

+

-

0V

+

IN

GND

OUT

+

+

IN

GND

OUT

+

ケースに接続

+5VGND

+3.3VGND

2200uF50V

2200uF50V

1N4002

1N4002

1N4002

470uF35V

470uF35V

1N4002

DF06M

DF06M 470uF35V

0.1uF

7805

0.1uF

470uF25V

470uF25V

0.1uF0.1uF

470uF25V

uPC2933

電源トランスはケースに

取り付けます。

5Vの3端子レギュレータ

(7805)には小型のヒート

シンクをつけてください。

7805

入力(IN) GND

出力(OUT)

7805、μPC2933のピンアサイン

LM317のピンアサイン

LM317

ADJ出力(OUT)

入力(IN)

LM337のピンアサイン

LM337

ADJ入力(IN)

出力(OUT)


- 6 - SRC4192_DA_111226


接続図

USBオーディオインターフェイス(USB_DOUT2706)

DAIトランシーバ(WM8805_G)

GND

S/PDIF(同軸レベル出力)

JP1Gの2番ピンに接続

CN10G(OUT)

PLLクロック(CLK_1707_D)

+3.3VGND

S/PDIF(ロジックレベル)

+3.3

V

GN

D

+3.3V

GND

+5V

クロック切り替えスイッチ(ON :44.1kHz系/OFF :48kHz系)

+3.3

V

GN

D

JP

2-1

JP

2-0

×1 ×1×2 ×2

×4 ×4

4回路3接点ロータリースイッチ

サンプルレート切り替え

クロック切り替えスイッチとサンプルレート切り替え

スイッチの組み合わせで、下表のサンプルレートに

変換できます。

IOUTR-

IOUTR+

GND

IOUTL-

IOUTL+

電流-電圧変換部に接続(次ページ)

サンプルコンバータSRC_4192_A

D-AコンバータDAC_1792_B

CN5からS/PDIF信号を取り出します

BCK

DATA

GND LRCK

24.576/22.5792MHz

GND 36.864MHz GND

GN

D

オーディオシリアル信号の配線やクロックの配線は、よじって配線してください。

(1) デジタル部


- 7 - SRC4192_DA_111226


OPA2134

OPA2134

2700pF

2700pF

2700pF

2700pF

INA2134PA

IOUTL-

IOUTL+

GND

IOUTR-

IOUTR+

+12V

GND

-12V

-12V

GND

+12V

Lチャネル出力

出力LPF(OPAMP_B基板)

平衡-不平衡変換(BALUN_2134基板)

D-Aコンバータ基板の出力(前ページから)

Rチャネル出力

アナログ出力

アナログ部電源に接続

2連ボリューム10kΩAカーブ

(2) アナログ部

アナログ信号の配線は、よじって配線してください。

USBオーディオインターフェイス(USB_DOUT2706)基板から、S/PDIF同軸出力を取り出さない場合は、

下図のように配線してもかまいません。

USBオーディオインターフェイス(USB_DOUT2706)

DAIトランシーバ(WM8805_G)

CN10G(OUT)

+3.3VGND

CN11からS/PDIF信号を取り出します

BCKDATA

LRCK

GND

オーディオシリアル信号出力サンプルレートコンバータ基板(SRC_4192_A)に接続

CN1Gに接続

JP1Gは1-2間をショートします

S/PDIF信号出力同軸レベル


- 8 - SRC4192_DA_111226


資料篇

1. デジタルオーディオ試作実験基板シリーズ各基板の回路図とコネクタのピンアサイン

WM8805_G DAIトランシーバ基板

CN1G CN3G

CN10G

CN12G、CN13G

CN12G、CN13Gのピンアサインは同じです。どちらをお使いに

なってもかまいません。

AVDD_G

この応用篇で使用した、デジタルオーディオ試作実験基板各基板の回路図と、コネクタのピンアサイン

です。

※コネクタのピンアサインは、この応用篇に関係するもののみを抜粋しています。詳細は各基板キット

の組み立て説明書を見てください。

1. DVDD

2. RX1

3. RX0

4. SCLK

5. GPO0/SWIFMODE

6. GPO1

7. SDIN/HWMODE

8. SDOUT/GPO7

9. CSB/GPO2

10. RESETB

11. PVDD

12. PGND

13. CLKOUT

14. XOP

DGND .28

RX2 .27

RX3 .26

RX4/GPO3 .25

RX5/GPO4 .24

RX6/GPO5 .23

RX7/GPO6 .22

TX0 .21

MCLK .20

LRCLK .19

BCLK .18

DIN .17

DOUT .16

XIN .15

IC2G WM8805

+

+

CN3G

1

2

1

2

CN1G

CN2G

1. SCLK2. GPO03. GPO14. SDIN

5. SDOUT6. CSB

7. GND

M/_S FMT SW/_HW

TXSRC

123

123

123

123

123

1. RESETB

RST_G

AVDD_G

+3.3VGND

CN5G

1. CLKOUT

R14G75

C9G0.1u

R1G75

C1G0.1u

R2G 47k

R3G10k

1 2 3 4

C2G0.1u

IC1G 74HCU04

14

7

CN12G

CN13G

+3.3VGND

C3G0.1u

C4G10u

5 6 11 10 13 129

8

CN11G

12

JP1G

123

R5G

10k

R6G

10k

R7G

10k

R8G

10k

R9G

10k

1 0

R4G10k

C5G1u

C6G10u

C7G15p

C8G15pQ1G

12MHz

R10G

33

R11G 33R12G 33R13G 33

R15G 33

CN10G CN9G

CN8G

1. TX02. GND

CN4G

1 RX42 RX53 RX64 RX7

CN6G

1 RX22 RX3

TP_GGND

1. LRCK2. BCK3. DATA4. MCLK5. GND

INOUT

123452. GND

2. GND


- 9 - SRC4192_DA_111226


1. LGRP

2. RCKI

3. NC

4. SDIN

5. BCKI

6. LRCKI

7. VIO

8. DGND

9. BYPAS

10. IFMT0

11. IFMT1

12. IFMT2

13. _RST

14. MUTE

MODE2 .28

MODE1 .27

MODE0 .26

BCKO .25

LRCKO .24

SDOUT .23

VDD .22

DGND .21

TDMI .20

OFMT0 .19

OFMT1 .18

OWL0 .17

OWL1 .16

_RDY .15

IC1 SRC4192

++CN4 CN1

GND 5RCKI 4SDIN 3BCKI 2

LRCKI 1

JP4

LGRP 1GND 2

JP7

12

3 RN1 3.3k

JP1

BYPAS 1IFMT0 2IFMT1 3IFMT2 4

_RST 1MUTE 2

JP5

RESET

R5 10k

R6 10k CN7

_RDY 1GND 2

TPGND

RN3 10k

R7 10k

C2 0.1u

R8 33

R9 33

R10 33

RN4 10k

C4 10u CN5 CN6

C2 0.1u

RN210k

R1 33

R2 33

R3 33

C3 10u

1 VCC(3.3V)2 GND

JP2MODE

2 MODE21 MODE10 MODE0

1 LRCKO

CN2 CN3

2 BCKO3 SDOUT4 RCKI5 GND

CN8

1 TDMI2 GND

1 OFMT02 OFMT13 OWL04 OWL1

JP3

SRC_4192_A サンプルレートコンバータ基板

CN5、CN6

CN1、CN4 CN2、CN3

JP2(MODE)

※CN1、CN4はどちらを使ってもかまいません。 ※CN2、CN3はどちらを使ってもかまいません。

※CN5、CN6はどちらを使ってもかまいません。


- 10 - SRC4192_DA_111226


DAC_1792_B D-Aコンバータ単独基板

+

1. ZEROL

2. ZEROR

3. MSEL

4. LRCK

5. DATA

6. BCK

7. SCK

8. DGND

9. VDD

10. _MS

11. MDI

12. MC

13. MDO

14. _RST

28. VCC2L

27. AGND3L

26. IOUTL-

25. IOUTL+

24. AGND2

23. VCC1

22. VCOML

21. VCOMR

20. IREF

19. AGND1

18. IOUTR-

17. IOUTR+

16. AGND3R

15. VCC2R

+

+

+

+

+

RN1B 1kΩR2B 10kΩ

CN11B

CN3B

CN1B CN2BC1B 0.1uF

R1B 10kΩJP1B MSEL

C2B 10uF/50V

1. _RST

2. GND

1. _MS

2. MDI

3. MC

4. MDO

5. GND

1. LRCK

2. DATA

3. BCK

4. SCK

5. GND

1

2

1

2

3

4

5

C8B 0.1uF

C9B 10uF/50V

CN7B CN8B

1. IOUTR-

2. GND

3. IOUTR+

R3B 10kΩ

C5B 47uF/35V

C6B 47uF/35V

C7B 10uF/50V

1

2

3

CN5B CN6B

1. IOUTL-

2. GND

3. IOUTL+

C3B 0.1uF

C4B 10uF/50V

CN9B CN10B

1

2

3

1

2

3

1. +5V

2. +3.3V

3. GND

TP_B

IC1BPCM1792A

CN4B

1.ZER

OL

2.ZER

OR

CN1B、CN2B

CN5B、CN6B

CN7B、CN8B

CN9B、CN10B

※CN1B、CN2Bは、どちらを使ってもかまいません。





- 11 - SRC4192_DA_111226


CLK_1707_D PLLクロック基板

1. VDD1

2. SCKO2

3. SCKO3

4. DGND1

5. FS1

6. FS2

7. SR

8. VCC

9. GND

10. XTI

20. VDD3

19. SCKO1

18. SCKO0

17. DGND3

16. DGND2

15. MCKO2

14. MCKO1

13. VDD2

12. CSEL

11. XTO

IC1D

PLL1707

++

1. NC

2. GND

4. VCC

3. OUTCK_D

X1DFOX924B 27.000MHz

C7D 0.1uF

JP1D

1. SR

2. FS23. FS1

4. CSEL

C6D10uF 50V

C4D 0.1uF

C1D

0.1

uF

C5D

10uF

50V

C3D 0.1uF

TP_D

C2D 0.1uF

CN2D CN3D

CN1D CN4D

1

2

1

2

6.SC

KO

2

1.SC

KO

1

1.SC

KO

12.SC

KO

0

2.SC

KO

0

3.M

CKO

2

3.M

CKO

2

4.M

CKO

1

4.M

CKO

1

5.SC

KO

3

5.SC

KO

36.SC

KO

2

CN1D、CN4D注1 :1番ピンのSCKO1出力は、CSELにショート

ピンを差すと24.576MHz、開放にすると

36.864MHzになります。

注2: 5番ピンのSCKO3出力と6番ピンのSCKO2

出力の周波数は、SR、FS2、FS1で選択し

ます。詳細は下の表を見てください。

CN1D、CN4Dは、どちらを使ってもかまいません。


- 12 - SRC4192_DA_111226


USB_DOUT2706 USBオーディオインターフェイス回路図

17. DOUT

18. FUNC2/SCKO

19. FUNC1/BCKO

20. DGND

21. VDD

22. D-

23. D+

24. VBUS

25.ZG

ND

26.A

GN

DL

27.V

CC

L

28.V

OU

TL

29.V

OU

TR

30.V

CC

R

31.A

GN

DR

32.V

CO

M

8. HID2/MD

7. HID1/MC

6. HID0/MS

5. FUNC0/LRCKO

4. FUNC3/DIN

3. HOST

2. VCCP

1. PGND

9.FSEL

10.TEST

11._S

SP

ND

12.XTI

13.XTO

14.C

K

15.D

T

16.P

SEL

USB

1

2

3

4

+

+

1

2 3

4

1 5610

T1FC13-31

CN1C11uF

C21uF

R1 22Ω

R2 22Ω

R3 1.5kΩ

R41.5kΩR14 1kΩ

X1 FOX924B12.000MHz

R5 10kΩR

616Ω

R7

3.3

kΩ

R8

3.3

kΩ

R9

16Ω

R10

3.3

kΩ

R11

3.3

kΩ

R12 1.5kΩ

R13 75Ω

S/PDIF OUTCN11

+ C4 10uF 50V

C5

0.0

22uF

C7

0.0

22uF

C6 100uF 16V

C8 100uF 16VC9 1uF

C10 1uF C11

0.1

uF

C12

0.1

uF

C3 1uF

C13 0.1uF

C14 16V 10uF(BP)

IC2a IC2b IC2c

IC2d

1 2

3

4 5

6 8

9 10

11

12 13

IC1a

IC1b

IC1c IC1d

1 2

3

4

56 9

108

12

13

11

1. S/PDIF+

2. S/PDIF-

CN6I2S OUT

1. DOUT

2. LRCKO

3. BCKO

4. SCKO

5. GND

CN7I2S IN

1. DIN

2. LRCKO

3. BCKO

4. SCKO

5. GND

CN5 OPT

1. VCC

2. DOUT

3. GND

CN10

1. VCC

2. GND

TP

GND

GND

7

14

IC1

IC27

14

IC1:74HC00

IC2:74HC00

JP1 FSEL

1

2

HID2

HID1

HID0

FOX924BVCC

CN4 Analog Out

L

G

R

IC3 PCM2706

PCM2706VCCP

_SSP

ND

DT

CKLED1

CN5 CN11

※ロジックレベルの出力です。※同軸レベルの出力です。

2. 参考になる書籍、資料など

◎ John Watkinson, An Introduction of Digital Audio(2nd. edition), Focal Press, 2002

デジタルオーディオのしくみについて、ごく初歩的な理論から本格的な応用まで、しっかりと解説した

良書です。日本語版は今のところないようですが、やさしい英語で書かれていますし、図解も豊富です

ので、ぜひ読んでみてください。洋書を扱っている書店で取り寄せてくれると思います。

◎ TI社 SRC4192、PCM1792A、PLL1707のデータシート、及びアプリケーション資料

◎ Wolfson社 WM8805のデータシート、及びアプリケーション資料

d-aコンバータの製作 - kyohritsuアップサンプリングd-aコンバータ-5-...

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