AK4497


2018.03.25 AK4497と使ったDACを検討する


きっかけは音の良いDACが作りたいなと思っていた事。
私はこれまで人の作ったDACのオプション的な物ばかり作っていましたが、自分の好きな石で好きなように構成した
DACがほしかったからです。友人に音の出る基板を作ればと言われたのもあるかな。

コンセプトはとにかく
音を出す事だけに専念した物である事
シンプルな構成である事
ALLLED電源を使う事
積層セラミックコンデンサを排除する 180331追記

と言ったところです。DACチップはちまたで音が良いと評されているESS9038かAK4497にしましょう。
少し調べてみるとAK4497の方が良さそうなのでチップはこれに決定です。
過去の経験から余計なバッファーやセレクターを通すと音が劣化するのであれこれてんこ盛りにせずシンプルに構成しましょう。

AK4497のDataShieetは100ページ以上あります。まだ日本語なので助かります。下記は表紙です。冬休みから読み始めて構想を練りました。




ラズパイやDDC、I2CのDAIが接続出来るようになっています。

↓回路図はこんな感じ、FPGAは設計出来てもマイコンは使えないのでハードウェアモードにしました。


AK4497DAC基板の回路図です。 


機能は限定されますが、FPGAでレジスター設定するステートマシンを作っても、マイコンを積んでもノイズ源になってしまうので
ここも思い切ってシンプルに。プロトなので色々設定出来るように全てジャンパーpinで設定出来るようになっています。本番は要らない
ジャンパーpinは削ります。

デジアナ別電源。
作るのが難しそうなコア用1.8V電源は単独で構成しました。本番ではLEDを選別して同梱ですね。




アートワーク等はこれから順次公開して行きます。





2018.03.31 レイアウト検討。これで約70mm×80mmです。









Bschが吐き出したネットリストをEAGLEで読めるように手で編集してチェックです。







2018.04.08 ネットリストを読み込ませるとこんな感じ、これから配線です。









アートワーク完成です。







2018.04.21 基板と部品が到着しました。









試作1回目は制御出来るpinは全てジャンパーで設定を切り替えられる様にしました。
本番は切り替える必要の無いpinは全て固定としてアナログGNDを強化します。








2018.04.29 基板組み立て完了。









電源ON、あれ!DACのコア電源1.8Vが来ない!。
3.3Vが入って1.8Vが来ないから壊れちゃったかな?
デバッグの続きは明日にしようかな。






2018.05.06 取り敢えず動作確認終了。



1.8Vが出なかったのは1.8V系に電流を供給している抵抗のランドとGNDがショートしていたためでした。
普段はランドとベタGNDのクリアランスを0.2mmにしているのですが、何故かAUTOになっていたので0.18mm程度しか無かった様です。
これは致命的なので本番基板までに修正をしなくては。

原因が分かったのでまずはじんそんさんのDAI基板と接続して動作確認をしてみましょう







まずBCKとLRCK及びDATAが来ているかどうかチェックします。
DAIからは全ての信号が正常に送られてきています。
しかしMCKが全く出ません。なんでだろう?









MCKのラインを追いかけて行くと、なんと!クロック逓倍のICS570が付いているはずの場所に全然関係ないADM7154ARDZ-1.8が付いていました
寝ぼけてますね、これじゃあ動くわけない。







ICS570を取り付けたらちゃんと設定通り2逓倍されたMCKが出てきました。



どれどれ、早速正弦波を出力して確認してみましょう。






おや?なんかちょっと歪んでいますね。インタフェースが合っていないのでしょうか。


じんそんさんのラズパイと接続してみましょう。













今度はきれいな正弦波が出てきました。ここまで確認出来れば一通り動きそうです。
使っていて思ったのですが、設定はジャンパーpinで切り替えるのは面倒くさいのでDIPSWにしたいですね。
2次試作へ行く前に昔作ったIV/DSC基板と接続して差動合成してみましょう。





2018.05.13 差動合成確認。



先週DAC基板単独で信号が出る様になったので今週は差動合成して最終確認をしてみましょう。
差動合成は以前作った自分のIVDSC基板のDSC部を組み立ててDAC基板と接続しました。
電源基板はこれまた自前の整流シングル基板x2と両電源基板を使います。








差動合成した波形もきれいに出ました。
DAC基板の本番バージョンと差動合成基板を起こすことにします。










2018.05.20 AK4497PROT2。



先週まででほぼ動作が確認出来たので不要なジャンパー類を削除してアナログ電源を強化した基板をCADりました。
前回よりも更に小さくなっています。
良く設定を変更するであろうデジタルフィルターの設定やフォーマットはDIPスイッチにして簡単に切り替えられる様にしました。




AK4497DAC基板2の回路図です。 




アートワーク全体はこんな感じ









デジタル系のベタGNDはこんな感じ








アナログ系のベタGNDはこんな感じ。
LRで完全にGNDを分けています。 別れたGNDがDACチップの直下で合わさる感じ







全体のベタGNDはこんな感じ
デジアナのGNDを完全に分けて DIGITAL系とANALOG系のGNDがDACチップの直下で合わさる様に配線しています。














2018.05.27 AK4497DSC基板



DAC基板が出来上がったので今度はDSC基板を作りましょう。
こちらもシンプルに構成して想定するオペアンプはAD847等です。
DCバイアス調整が付いているのでやりたい人はカップリングコンデンサーをパスしてDC構成に出来るようにしました。



AK4497DAC基板2の回路図です。 




アートワークはこんな感じ
アナログ部はあまりベタを使っていません、以前両面ベタにしたらあまり音が良くなかったことがあるからです。
両方試してみようかな。

コストはかかりますが、これもまた140umの基板にこだわって作りたいと思います。









2018.06.09 AK4497失敗と音出し



AK4497DAC基板1.1とDSC基板1.0が出来上がってきました。
なんと!重ねる事に気を取られて横に並べる位置がずれてしまいました。ショック〜 どちらも作り直さなくてはなりません。







音出しの方はもう待てないので1.0基板とラズパイを使ってスピーカーに繋いでみましょう。





うーん、プラシーボ全開かもしれないけど良いですね!
全帯域に渡って情報量が出ています、それでいてうるさく感じないですね、とても素性の良い音です。
配線がオーディオ用ではないのでまあそれなりの所もありますが、期待は更に膨らみます!

AK4497DAC基板は3枚の基板で1セットにしようと思っています。最初はDAC基板と差動合成基板で終わりにして
後はこれまでの基板で電源を供給すれば良いと思っていたのですが、全部重ねられる様にすれば場所を取らなくて
良いかなと思い専用電源基板も起こす事にしました。

一番下が電源で2段目がDAC基板、一番上が差動合成基板です。
DAC基板は0.5mmピッチのQFPがあるので140umは無理ですが、アナログ系の電源基板これは特に重要なので140umにします。
差動合成基板もアナログ系なのでもちろん140umです。ちょっとイニシャルや基板単価は高くなるけれど私の拘りとして
140umは踏襲して行きたいと思います。

これで欲しい人はいるのだろうか?
主要なICは付属でLED電源も調整が面倒くさいと言われるので選別して添付します。
全部の基板をCADり終わったらアンケートしますね。






2018.06.17 AK4497電源基板アートワーク



AK4497DACの電源基板のアートワークをUPします。
3段重ねの1番下の基板になります。
重ねなくても使えるように端子を付けました。













2018.06.24 AK4497電源基板アートワーク完了



AK4497DACの電源基板のアートワークが完了しました。
電源はGNDをたっぷりベタにしてインピーダンスを下げます。
もちろん140umの銅箔厚です。







配線が終わったところです。
DACのDIGITAL部とDACのANALOG部、DSC用の±電源は全て独立電源としました。
DAC基板上チップの下で結合します。











ベタを置くとこんな感じ。
基板屋さんに出しましょう。
出来上がってくるのが楽しみです。








2018.07.01 AK4497全ての基板が出来上がって来ました



DAC基板、電源基板、差動合成基板、全てが出来上がって来ました。
これから試作の組み立てをしなくては。

明日から熊本出張なのでさわれるのは来週の週末ですね。













2018.07.08 AK4497完成!



AK4497DACが完成しました。

取り敢えず横に並べる方式で組み立ててみました。

プラシーボ全開かもしれませんが、良い音しています!
情報量も多く上から下まで帯域バランスも良いです。
これでまだ試作の35umですから本番の140umにしたらどうなっちゃうのかすごく楽しみです。

そろそろ本番基板の発注に向けてどのくらい欲しい人がいるのかアンケートをしなくては。
来週あたりアンケートを開始します。












2018.07.16 AK4497完成2!



AK4497DACのスタック版が完成しました。

縦にスタックして省スペース型で組んでみました。
これならタカチのHENに入ります。


まずは1段目AK4497POWER(電源基板です)140umです


AK4497POWER基板の回路図です。

AK4497POWER基板の部品表です。










次は2段目AK4497DAC(DAC本体基板です)70umです


AK4497DAC基板の回路図です。

AK4497DAC基板の部品表です。










最後は3段目AK4497DSC(差動合成基板です)140umです
これで全部完成です。



AK4497DSC基板の回路図です。

AK4497DSC基板の部品表です。









2018.07.16 AK4497DACセットのアンケートに向けてのコンセプト確認。




・コンセプトは、AK4497を使ってシンプルに音を出すだけに的を絞った基板。
・ノイズ源となるCPUやFPGAを排除したハードウェアモード。
・音質の良いALL LED電源。 ・140umの基板の方が音がいい事はこれまでの経験で分かっているので、アナログ部は140umに拘る。
・DAC基板は0.5mmのQFPが載るので140umは諦めましたが70umということで泊厚には拘る。
・アイソレータを搭載してラズパイとDACを分離給電することで音質の向上を図る。

インターフェースについて ラズパイはjinsonさんのラズパイでの音楽再生 をjinsonさんの許可を得て使わせてもらっています。

一般のDAIからも信号を受けられます。
動作はjinsonさんのDAIボードfor jinonラズパイDACで確認しました。私のオリジナルDAIもそのうち出す予定です。

この他にDDCXU208 xmos usbカードインタフェースがダイレクトに挿さる

ちなみに私は
DDCXU208 xmos usb
を買ってみました。USBでPCに挿すだけ、ドライバーは勝手に認識しました。後は音楽ファイルをダブルクリックするだけで再生出来ます。
超簡単でお手軽です。




2018.09.17 AK4497にフィルター基板を付けてみました



エージングが終わりNOSDACモードで素晴らしい音で鳴っているAK4497にフィルター基板を付けてみました。

これ必須です!

ノイズレベルが下がり、静けさの中から音が飛び出して来ます。音の粒立ちが良いですねー
特にピアノがピアノらしく聞こえます(前にも書きましたが)ピアノのアタック音が
なんともシャープで立ち上がりの良い音になります。
うーん、付けちゃったら外せないですね。ちょっと今品切れ中ですが、数日以内に在庫を補充します。
フィルター基板に使うASCの0.1uFは海神無線さんでオールドタイプ(PROSTが使っているやつ)がお勧めです

今回の写真は神奈川県のMKさんのアイディアで電源と音楽信号のコネクターを少し寄せると
写真の様に取り付きます。これだとフィルターの設定を簡単に変えて楽しめますね。
なぜかフィルターのON-ON-OFFモードは音が大きくて歪みますね、この設定は使えないです。













2018.08.19 AK4497DACの組み立てマニュアルを公開します。





全体の組み立てマニュアルです


組み立てマニュアルです2018.09.02update。



AK4497POWER基板の回路図です。

AK4497POWER基板の部品表です。



AK4497DAC基板の回路図です。

AK4497DAC基板の部品表です。



AK4497DSC基板の回路図です。

AK4497_DSC基板の部品表です。






緊急告知:全員の分4.7kΩ12個の所に33Ωを送ってしまいました。すぐに4.7kΩをお送りしますのでお待ち下さい。


DAC基板の裏付けのR25とR28は基本は取り付けないで下さい。







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