SONY PCM-501ES USB DAC化

SONY PCM-501ESをDAC化する話があったのでやってみた。

CDデッキはあるがCDはFLACにしているので、普段使いのパソコンで鳴らせる様にUSB DACにした。

裏側はこんな感じ。

穴が微妙に小さいのでUSB Bコネクタは品物によっては入らない。入る品物を探して使っている。

内部はこんな感じ。

どこまで取り外すか考えたが、DAC以外の部分は全て外した。ヘッドフォンアンプは残しても良かったのだが、ボリュームにガリがあったので外した。メーター部分は音に合わせてバーが動くのだが、この機能は自分でPCM録音した音を再生する時の確認用であってFLACやパソコンの音を鳴らすのには全く不要な機能と判断して外した。前面パネルで残っている部分は電源スイッチのみだ。

オペアンプやカップリングコンデンサを交換する手もあるが、交換すると昔のSONYの音らしさが無くなると意味がないので現時点では音に影響する部分は交換していない。

USBの部分は自作基板を付けた。Raspberry pi zeroにusb_sound_cardを改造したプログラムを書き込んだ。右詰めにしてside setを変えれば外付け回路は不要だ。USBコネクタの取り付けの為に基板を作成した様なものだ。

情報によると48kHzは問題ないとあるが、LPFの仕様とか考えると44.1kHzで使うのが正解だろう。かなり長期間使用していなかったはずから改造後はエージングCDを使うのが望ましいだろう。

PCM-701ESもあるのだが、この基板部分が気に食わないので基板を作り直そうか検討中。

単電源アンプにおけるZobelフィルタの考察 追加

ブログを書いてから更に考えていたのだが、下記の図で一番左の図でZobelフィルタを作るとしたら、LM380で2.7Ωの2倍の5.4Ω、他のICで1Ωのなら2倍の2Ωになる。これが2個付くわけなので、それぞれ10.8Ω、4Ωとなる。これが通電中は常時電流が流れるので、13.3Wと36Wとなり、大きい電源と発熱で現実的で無いと気が付いた。

という事で、作るなら真ん中か右になる。

単電源アンプにおけるZobelフィルタの考察

未完成の「鉄道模型用 ICコントローラー」は基板を作ってみたが思った動作をしないので試行錯誤を繰り返していた。この回路は単電源でパワーアンプICを使用するのだが、現在検討中の基板でZobelフィルタをどうするか検討していて思いついたので記録する。

LM380の様な単電源アンプICの出力にZobelフィルタを付ける場合、Zobelフィルタの接続先はGNDつまりアンプICのマイナス側に接続する。一方、両電源アンプICでは中間電位と言うか、出力が0Vと想定される電位にZobelフィルタを接続する(※両電源アンプICは電源として中間電位を接続しないのでGNDとか0VはアンプICから判別できない)。

ここで単電源を仮想グランドで両電源にした場合を考えてみる。気持ち的にはZobelフィルタは仮想グランドに接続したいが、例えば抵抗とコンデンサだけの簡易な仮想グランドの場合はZobelフィルタが正常に動作するか疑問である(Zobelフィルタの効果も疑問だが、Zobelフィルタの動作により仮想グランドにノイズが入ると考えられる)。この場合は素直に単電源のGNDに接続するのが正しいと考えられる。

ここで以前に書いた「効果があるか判らないが前々から気になっている箇所 LM380/384」を考慮してみた。以前はLM380のBYPASSを両電源(以前のページでは正負電源と記載)であると仮定してBYPASSとスピーカの部分を検討したが、今回Zobelフィルタについて検討した。

中間電位を用いず、Rを2倍して両電源に、またはCを半分にして両電源に、またはRを2倍Cを半分にして別々に両電源にする方法が考えられる。基板はこのどれかを使って作る予定だ。

参考に「効果があるか判らないが前々から気になっている箇所 LM380/384」に今回の考察を追加した。BYPASSとスピーカがコンデンサ間接続なのでZobelフィルタも同様にした。実際には0.05uFは無いので0.047uFになるだろう。念の為に書いておくが、この回路は実際に実験して動作確認してないので注意を。

R2R DAC その１

3種類のDACチップとR2RのDACを作ろうと思って基板を
作っていたが、部品が揃ったのでR2R DACを組み立てた。
(順番から考えると最後の予定だったのだが。)

半導体部分は別の回路も試す予定の為にR2R部分と分割した。
ネット上に良くある回路で74HC595を使って24ビット右詰で
作った。裏側にも74HC595が4個実装してある。

音だが原因不明で大きいノイズの中に音が出る感じだ。原因を
調べる為にいろいろやっているが、右の音だけとか左の音だけ
とかを鳴らすと音がきっちり左右で分離するのでビットシフト
までは正常の様な感じだ。

基板がうまく動作するかを確認する方法を検討中だが、時間が
かかりそうだ。とりあえず動作確認をする為の基板を作ろうと
検討中。

時間がかかりそうだ。

74HCU04アンプ

前々から気になっていた74HCU04アンプを作ってみた。

片CHあたり6個くらいでいけそうな気もするが、足りな
かったら面倒なので12個で作ってみた。

なんとなく回路に問題がある気もするが、とりあえず鳴り
ました。連続運転しても問題無いかな？

AVRトランジスタテスター製作

以前「マルチファンクションテスター TC1 購入」で書いた
通りTC1を買ったのだが、トランジスタの選別を少しして
使わなくなったのでヤフオクで処分した。

去年、工作中に極性を間違えて取り付けたFETのチェックを
したくなり、再度購入を検討してGM328を注文したが在庫が
無くてキャンセルになった。

安い物でなんとかならないかと調べたら、16文字2行液晶で
自作可能な事が判った。

大昔に買って、あまり使わず放置していた液晶があったので
これを使って作ってみる事にした。

「FTDI FT232RLボード」はこのAVRを書き込む為に作った
のであった。

TC1もそうであったが、作っても置いておく時に邪魔になる
ものである。そこで、今回は液晶と同サイズにしてみた。

AVRは一番安いATMEGA8でも作れるらしいのでそれにした。

タクトスイッチは液晶を接続しても押せる様に横向きにした。

AVRの書き込み方法や、どのHEXファイルが動作するのとか、
ヒューズビットとかがよく判らなくて3日くらい悩んだ。

最終的に、どこかからダウンロードした1.12kが起動した。

相当古い液晶なので劣化して文字が薄い気がする。

極性を間違えて取り付けたFETを測定してみた。問題が無さそう
な品物と似た表示になったので、簡易的ではあるが破損して無い
だろう。

チェックが終わったのでこのトランジスタテスターは当分出番が
無いだろう。

扇風機間欠運転回路

昔の話だが、扇風機が壊れたので修理した。

この扇風機はベビー風とリズム風が付いていた。

ボタンが動作しなくなったので、モーターをAC直結でトグル
スイッチを付けた。当然、連続運転しかできない。

そこで、これまた何年か前に間欠運転回路を作った。

 

よくあるトランスレス電源＋PIC12F629＋秋月SSRキットで
作った。プッシュスイッチは間欠と連続の切り替え、LEDは
SSRの動作確認用。間欠は通電開始時に4秒で、そのあとは
５秒に２秒通電する。

適当に作ったので部品配置がおかしい。基板側もいまひとつ。

作ったCプログラムのタイムスタンプが2007年だったので、
それから15年くらい使っている様だ。

個人的に、電子工作と言うのものは作っても使わなくなる品物
ばかりなので、珍しく長く使っている。

ここ３年くらい、この間欠運転回路がもう少し欲しいと思って
いたので追加で作る事にした。

ケースを買ってそれに合う様に基板を作った。連続運転はしない、
動作確認LEDも不要なので外した。ヒューズも交換する事はまず
無いと思うので、基板に貼り付けた。プログラムを作り直すのが
面倒なのと、SOPのPIC12F629を持っていたので、そのまま不要
部分のみ修正して作った。割り込みで時間測定をしているので、
非常に無駄なプログラムだ。

３Aくらいならトライアックの放熱は不要だと思うが、発熱する
様ならケースにリベット止めするつもりだ。

うまく出来ている様に見えるが、実は基板は作り直しで２回目だ。

PIC12F629は発売当時はHI-TECH PICC Lite(無料)でコンパイル
出来たので発売後早い目に買った記憶がある。同様にPIC16F627
とかPIC10F200を買った様だ。いまだに使わずに残っているが。

FTDI FT232RLボード

昨年くらいからCPLDの書き込みや、その他の用途でFT2332RLや
FT2232Dボードを使っているページを見かけていた。

FT2232Dボードは秋月電子で買ったが、FT232RLは以前にICを
購入したものが数個残っていて基板を焼いて消費したいと考えて
いた。

一度基板を作ったが配線ミスがあり、今回作り直した。修正する
ついでに、USBタイプBだったのをタイプCで作る事にした。
手持ちのUSBケーブルの互換とか考えると、ミニUSBもマイクロ
USBも今更だし、スマホの充電ケーブルがタイプCでパソコンの
そばに置いてあるので都合が良さそうだと考えたからだ。

回路はネットで検索したページの配線図をそのまま使える様に、
こっそり秋月電子のFT232RL互換で作った。（こっそり作った
ものだから、この基板はヤフオクに出せないだろう。）

ICは前に作った基板から取り外して付けなおした。0.5mmくらい
しか斜めになっていないはずなのに傾いて見える。

タイプCソケットは手ハンダするのは厳しいが、厳しい要因の一つ
に推奨フットプリントがハンダこてには小さいと言うのがある様だ。
別基板だが抵抗やコンデンサのフットプリントも同様で、ハンダこて
をあてる側のフットプリントは0.5mmくらい伸ばするが良いと
思った。

AVRを書き込みたい用事があったので回路を調べようと思ったら、
ふとPICKIT2でも書き込みできるのではないかと思い検索したら
書き込めそうだった。折角作ったのに無駄になりそうだったが、
書き込みソフトからどうしてもPICKIT2が見えないから結局この
ボードを使って書き込む事にした。

書き込みはできた様だが、全部の部品を載せていない為かどうも
ちゃんと動いていない。こっちもちゃんと動作したらブログに載せる
だろう。

2023年春 基板作成、小ネタ ラグ板風プリント基板

今年の冬は色々検討して6枚作製した。

検討はしているが、前に作成した基板の修正もあるが、
今回の基板も思い違いで作ってしまった部分もあり
一度でキッチリできないのが悩みだ。

今回からなるべく基板の角を丸くする事にした。ケガとか
でなく、余剰基板を破棄する時にビニールに穴が開かない
様にする対策だ。

とりあえず小ネタ。

プリント基板作成時に形状を自由に切り出しできるので、
ふとラグ板って高いと思ったらラグ板状のプリント基板を
作れると思って作ってみた。

最初は市販のラグ板と同一サイズにしようと思ったのだが、
8ピンのICを取り付け可能にしたら面白いと思い、2.45mm
ピッチで設計しなおした。

8ピンのIC1個用、2個用、無しの3種類作った。

裏はこんな感じ。

8ピンIC版は電源用のパターンを用意した。ラグ板の場合、
対向するラグを銅線で接続する事があるので電源パターンと
干渉しない様にした。端は半固定抵抗を取り付けれる様に
した。一方、IC無しは長い時に基板を切断する事を想定し、
切断時に取付穴に困らない様に取付穴を並べてみた。

作る前から判っていた事だが、基板をラグ板状にカットする
事には意味が無い。四角い基板に白線のシルクでラグ板状の
線を引いておけば良いだけだからだ。(基板をカットする時
のみ、切断が楽になる程度だ。)ついでに書くと、ラグ板状に
する為に使わなかった部分にパターンを追加すると使いやすく
だろう。つまり、この基板はあまり意味のない品物だろう。

興味本位で作ったが、そもそも私は品物に合わせて基板を作る
ので、この様なユニバーサル基板は使わない。

作る前からヤフオク行きが決まっていたので、出品中。

ダブルボイス(DVC)スピーカー完成

作りかけのスピーカーを完成させた。

MDFの接着は、サーチエンジンで作り方を見たページを参考に
ゼリータイプの瞬間接着剤を使った。合計で８ｇくらいだった。

VP管を付けようと思ったら、先日のブログの通りCNCの切削を
間違えた為に穴が大きかった。やむなく合成ゴム系接着材で
隙間を埋めてとめた。

吸音材を接着するのに木工用ボンドを使った。木工用ボンドを
買う必要があったのだから、本体も木工用ボンドで良かったかも
しれない。吸音材を付ける時に、ついでに箱の内側から角に
木工用ボンドを塗っておいた。VP管の位置を考えてなかったので、
底面は吸音材を貼れなかった。

VP管は長さのみでバスレフの周波数が決まると思っていたので、
思ったより長くなってしまった。適当に作ってしまったが、もっと
径を細くすれば良かっただろう。長さは適当に10cmで妥協した。

冬季で乾くのが遅そうだから、数日放置してから全面を取り付けた。

前面のMDFを取り付け、スピーカーを取り付けた。ケーブルは面倒
なのでバスレフポートから出した。

アンプは前に作った品物で試験した。

回路図の要点はこんな感じだ。片CHを2つのアンプで電流と電圧で
スピーカーを駆動する。

動作試験をしたところ、想定した効果が出ている事を確認した。
音質については少しエージングをしないとダメそうだ。

CNC3018でスピーカーの穴の切削

試験結果を参考に穴は円でなく八角形をベースに上下左右を
小さめにしてRを付ける事にした。これはぎりぎりに切削した
時にカッターで斜めに削る部分を少なくなる様にこの形状に
した。初めは歯車形にしようと思ったが、ネジ止めのつばの
部分で隠れるので、隠れる部分は直線で問題無さそうと判断
した。

直線部分がある為か、Candleで全切削ライン表示できた。

切削結果。1枚約18分。

スピーカーを嵌めてみた。DVCスピーカーだ。

試験時に1mm程度穴が小さかったので、なんとなく測定した
数値の下書きに切削線を引けばちょうど良いと思い込んで切削
してしまった。エンドミルが1.6mmなので予定より0.6mmも
大きく穴が開いてしまった。少し小さめでカッターで修正する
つもりが、そのまま入ってしまった。穴がスピーカーのふち
より小さかったので良かったが失敗するところだった。

1枚削って問題無さそうなので翌日に2枚目を削った。

タッピングとVP管を買って来よう。

効果があるか判らないが前々から気になっている箇所 LM380/384

前々から気になっていた事がある。BYPASSの10uFと
出力の直流CUTの470uFだ。よく見かける回路はどれも
普通にGNDに接続されている。

特にBYPASSは以前書いた通り中間電圧の安定化の為に
付いている気がする。正負電源で考えるとコンデンサは
片側接続ではなく両側接続だと思う。

だからLtspiceでシミュレーションしてみた。

Ltspiceでは5uFと235uFでシミュレーションしたが、現物は
E3系列で4.7uFと220uFになるのでこちらの数値で回路図を
書いた。

シミュレーションしたら上記回路で5uFと235uFにすると
片側接続の10uFと470uFと波形が重なった。各々の接続に
付けられている総容量が同じなら同じ結果になりそうだ。

違う部分は12Vの電流量の差だった。正弦波で調べが、今回の
回路ににすると最大電流と最小電流の差が半分くらいになる様だ。
シミュレーションでは電源は無限大だが、実際の電源は有限で
スピーカーの様な低抵抗に接続すると電圧降下するだろう。

電圧降下すれば音が悪くなる可能性があるので、実際に聞いて
みないと判らないが普通の回路と今回の回路では音質差が出る
可能性がある。但し、今回の回路の方が音が悪くなる可能性も
ある。

色々検討しているのが貯まってきているので、そのうち何個かは
実際に試験したいとは思っている。

何か思いついたので記録 LM380/384

もうネタも出ないと思っていたのだが、急に思いついたので
記録として書いておく。(注意：テストしていません。)

結局のところ信号入力がGNDより低い電圧になっても動作する
のに対して出力がGNDより低い電圧にならないので、帰還する
場合コンデンサを入れる必要がある。

以前ブログで書いた検討は電圧を微妙に調整したり、バイアス
電圧をかけたりして回避する方法を考えた。

今回はLM380/384はGNDが2個あるが、この電圧を変えたら
どうかと考えた。GND1にショットキーバリアダイオードを
挿入して約0.3Vくらい高くする事だ。これにより入力電圧は
上がり、帰還電圧の振りと調整すればコンデンサレスで非革命
アンプが作れるのでは無いかと言う話だ。細かい計算はして
いないが、帰還の分圧抵抗の関係で恐らくLM380/384は20V
程度で動作させる必要があると思う。

素人アイデアで実際に動作するかは判らないが、書いておけば
そのうち誰か検討してくれる事を期待しよう。

小ネタ LM4871アンプ

製作したDACの試験をしようとすると適当な機器が無いので
いつもヘッドフォンアンプを出してくる。

ちょっと試験するのに適当な軽いアンプとスピーカーがあれば
だと思い市販のPAM8403を参考に手持ち部品の消化も兼ねて
アンプを作った。

先に書いておくが、手持ち部品があったから作ったが当然ながら
市販のPAM8403を買う方が安く済むだろう。

手持ちにNJM2113のSOPがあったと思ったのだが、個数が足りず
Aliexpressで買ったLM4871を使用した。偽物なら中身は8002A
だろう。(8002Aも結構持っているのだが。)

大きさはPAM8403より一回りくらい大きくなった。適当に作った
ので、入力と出力が左右逆になった。市販のPAM8403も逆だから
気にしないでおこう。

不良在庫のスイッチ付きボリュームが消費できて良かったが、どう
見てもボリュームの代金で市販のPAM8403が買えるだろう。

この品物の利点は無い、但しNJM2113で作れば12Vで使える。私と
しては12Vの方が便利だ。そのうちNJM2113に交換しよう。

2022夏 基板作成

基板屋がセールしていたので４種類作った。もう１種類作ろうと
思っていたが、セールがいつ終わるか判らなかったので諦めた。

全部で13.3ドルくらいだったので、そうとう安かった。

涼しくなってきたので、少しずつ作る予定だ。

食わず嫌いの Philips TDA1543A USB DAC

昔の話だが、最初にCD用のDACを作ったのはバーブラウンPCM1702x8の
EVM-1702だった。この頃、知り合いに話を聞いたり雑誌のDACの記事を
読んだ。当時の評価として当然PCM1702は良い音がすると書かれていたし、
PCM1702を作ったのでTDA1543系は全く興味が無かった(今でも無い)。

当時は別のDACを作ろうと思い、PCM61辺りを買ったが挫折もした。
今と違い安価でプリント基板を自作できなかったので仕方がないだろう。
当時、プリント基板を簡単に作れていれればTDA1543系も作ったかも
しれないが・・・。

まあ、今でもTDA1543系は興味が無いのだが、音も聞かずに食わず嫌いと
言うのはなんなので基板を作ってみた。

I2SのTDA1543を買えば良かったのだが、ビットシフト基板も作ったし
安いAliexpressのTDA1543Aを買ってしまった。

とりあえずIV変換はデーターシートの回路を通り。DIPのちょっと高めの
オペアンプは断捨離で処分してしまったので、とりあえずTL071を付けた。
単電源DACの為、出力カップリングコンデンサが必要なのはマイナス要因
だろう。音？、出ましたよ。

TDA1543Aの罠はビットシフトが右詰16bitでなく右詰24bitにする事だ。
(PCM1704用の回路で動作する。)

THS4631があるはずなので後日交換する予定。抵抗IVも可能みたいだが、
どうも興味がわかない。

ESS ES9038Q2M ボード購入

前々から気になっていたのと、オーディオをハイレゾ化して
CDデッキを処分しようと思いES9038Q2Mボードを買った。

一番安いのを買ったが、入力切替とボリュームはスイッチで
なくジャンパー切り替えの方が良かった。買ったのでこれを
使うが・・・。

前に作ったアンプの空き箱と、手持ちの部品で組み立てた。
気に入れば箱を買って3.3Vと5Vは別電源にしよう。

ES9038Q2M基板はコンデンサの高さを下げる為に容量が
減るがOSコンの100uFにした。オペアンプは前に買った
ジャンクのディスクリートオペアンプを修理した品物が
あったので付けてみた。

カップリングコンデンサはCDデッキから外した高そうな
コンデンサがあったので使ってみた。別基板なので抵抗が
必要だったので手持ちの使っていないRMG抵抗を使った。
ここにだけ入れても音は良くなるとは思えないが、今後
使う事も無さそうな抵抗なのでまあ良いだろう。

手持ちのamaneroのピンは下側に付いていたので基板は
裏向きになった。

ノイトリックのパネル用USBコネクタが高かったが、箱に
ノイトリック用の穴が開いていたので仕方がない。

音は鳴るが良いかどうか良く判らなかった。スピーカーを
キッチリ合わせないとダメだな。

とりあえずCDデッキはヤフオク行き。

没作品 PIC32MX AD1860N DAC

SANYO LC7881 DACを作っている時にPIC32MXのサンプル
プログラムを変更せずに動作するDACが作れないかと考えて
作ってみた品物。うまく動けば雑誌に投稿しようと思ってた。

雑誌投稿を考えてDIPで作成した。

マイクロチップ社の元々ののPIC32 USB DIGITAL AUDIO
ACCESSORY BOARDはDACチップとしてAK4645Aが載って
おり、PIC32MXとI2Cで接続されてMCKの分周もAK4645A
の担当だ。これらを何とかする回路が必要だ。

I2C機器が接続されていると見せかける回路と外部分周回路を
作った。これでI2S 32bit信号になるのでAD1860N用に右詰め
16bitに変換すればAD1860Nが鳴る。

まあここまで作って音が鳴る様になったのは良いが、どうも
AK4645Aの録音側のI2S入力に関係するノイズが出る様だ。
SANYO LC7881 DAC その16に書いた割り込みかもしれない。

と言う事で没作品になった。I2C機器が接続されていると見せ
かける回路が参考になるかもしれないので紹介だけした。

SANYO LC7881 DAC その１９

トロイダルトランスが届いたので電源系統を組み立ててみた。

+5V、+6Vはちゃんと出るのに-6Vが出なかった。調べると
Aliexpressで買ったLM337が偽物だった。LM317も一緒に
買ったのでこっちも偽物でAMS1117の様な品物かもしれない。

仕方がないからLM337をDigikeyで買おうと思ったら最近の
半導体不足の為か品切れだった。半導体不足なので、たぶん
Aliexpressで買っても偽物が届きそうなのでどうするか悩んで
いた。メイン基板やり直し、TO-220用電源小基板作成など。
とりあえず79L05で-5Vを作ってLM337が入手するまで使う
事にした。

基板はこんな感じになった。

後はソフトウェアの調整だけでブログに書く程の重大な修正は
無いだろう。

SANYO LC7881 DAC その１８(Visual C++編)

PIC32MXを複合デバイスにしたので、それと通信するソフトを
作成した。

元々HIDとの通信は過去にやった事があるので、そのファイルを
探してきた。Visual Studioで作っていたが、作ったのは５年前
だった。Visual Studioを使ったのはこのプログラムだったので、
長いことWindowsプログラムはしていなかった様だ。

以前は使用するパソコンとの関係で、Windows XPでも動作する
様にコンパイルしていたが、もうWindows 10より古いOSは使わ
ないだろうから試しにVisual Studio Community 2022 Preview
を入れてみた。

5年前のプログラムなのですっかり忘れていたがC++言語部分は
同じなので、とりあえず動くものが出来た。HIDのコントロール
方法はうっすら覚えている部分もあるが、プログラムの通信部分
の内容は全然判らなかった。

PIC32MXとHID通信し、各種情報やバッファのサイズ等を取得し、
ログをファイルに保存する様にした。

PIC32MXと通信するのでVisual StudioとMPLABを同時に起動して
プログラムを調整するのはなかなか面倒だ。

HIDが追加された為に処理時間が増えたのか、バッファの数値に
バラツキが増えた様だ。