ＨＰで紹介したＤＡＣも４作となり次回作で５作目になります。
記念！？すべき５作目の設計を開始します。
ＤＡＣ Ｆｏｕｒで採用したＡＤ１８５２は、創造以上に音がよかった！
実験中に同軸入力と光入力で切り替えて音出し試験を行ったら音の出方が大きく変わるのを確認出来た。
ＤＩＲ１７０３以降の回路は同じ。
ＤＩＲ１７０３の入力端子も同じ。
であるのでデジタル入力の差で音が変わる事になる。
オシロでＤＩＲ１７０３の入力波形を観測すると、入力信号にジッター（信号のゆらぎ）差が見られたので、多分この辺りで音に差が出ているのではないか！？
ちまたでは、デジタル信号のジッターで音が変わると言われているし、ジッター対策を施して音質向上を謳った製品も多いです。
ＤＡＣ Ｆｉｖｅもジッター対策を施した作にしようと思います。
一番簡単なジッター対策は、
入力信号をメモリーに書き込み、高精度なクロックを使い信号を読み出します。
高精度クロックで読み出した信号は、ジッターの少ない信号となり、Ｄ／Ａを駆動します。
この方式での問題点は、
入力信号が速いと読み出しが追いつかない場合がある。
入力信号が遅いと、信号落ちする可能性がある。
などが考えられます。
ＤＡＣ Ｆｉｖｅでは、メモリーの代わりにサンプリング・レート・コンバーター（ＳＲＣ）を使う事にします。
ＳＲＣの大きな特徴は、入力信号を非同期で他の周波数信号に変換出来る事です。
ここでは、非同期と言う事が重要です。
非同期と言う事は、入力と出力に周波数差があってもメモリーのような単純なＢＩＴエラーは無く、
滑らかな出力信号が生成される事になります。
使用予定のＳＲＣは、ＢＢのSRC4192です。
ＢＢ製ＳＲＣの中でも High-End Sample Rate Converter と紹介されておりオーディオ用では、最高ランク品だと思われます。
ＤＡＣは、一般的に
ＤＩＲ（デジタル信号入力処理）⇒ＤＦ（デジタルフィルター）⇒ＤＡ（Ｄ／Ａ変換）
の構成になっています。
ＤＦ部は、オーバーサンプリングを行い、サンプリング周波数を高値に変換しています。
例えば、４８Ｋ入力を８倍オーバーサンプリングすると３８４Ｋに変換されＤ／Ａへ入力されます。
これは、サンプリング・レート・コンバーターと同じ事です。
ＤＦの場合、入力信号を基準にして８倍に信号に変換しているのです。
ＳＲＣは、変換される倍数＝出力周波数／入力周波数 になります。
よって、ＳＲＣのもう一つの機能としてデジタルフィルター（ＤＦ）機能もあります。
先のＳＲＣ４１９２は、最高１９２Ｋで出力されます。
ＤＡＣ Ｆｉｖｅのクロック構成は下記のようにします。
デジタル入力は、９６Ｋまで対応です。（ＤＩＲ１７０３の制限）
ＤＩＲ１７０３で復調された信号は、ＳＲＣ４１９２へ入力されます。
ＳＲＣ４１９２への入力信号は、デジタル入力のクロック精度で入力される事になります。（ジッタ有！？）
ＳＲＣ４１９２からの出力信号は、ＰＬＬ１７０５より供給される高精度なクロックに同期して出力されます。
ＳＲＣ４１９２へ供給するクロックは、出力信号の１２８倍の周波数になります。
仮に１９２Ｋで信号出力させる為には、２４．５７６ＭＨｚのクロックが必要になります。
２４Ｍは、すでに高周波の世界です。
ＰＬＬ１７０５は、２７ＭＨｚのクリスタルを基にし、各種クロックを作りだします。
ＤＦは、ＳＲＣ４１９２からの信号を更にオーバーサンプリングにより整数倍にします。
使用するＤＦ（ＤＡ）にもよりますが、ＤＦの処理能力により４倍又は８倍の速度へ変換されてＤ／Ａ変換されます。
仮に１９２Ｋの入力が４倍オーバーサンプリングされると、７６８Ｋサンプリング信号でＤ／Ａ変換されアナログ信号
出力される事になります。
Ｄ／Ａ変換後には、高周波ノイズ削除のフィルターが接続されますが、このフィルターのカットオフ周波数を高くする事が出来ます。
上図は、ＤＡＣ Ｆｉｖｅのおおまかな構成図です。
具体的回路設計に入る前に、本機に持たせる機能を整理しときます。
ＤＩＲ１７０３では、デジタル信号の入力、復調すると共に周波数情報、エンファンシス情報の取り出しを行います。
ＰＬＬ１７０５では、サンプリングレートに対応した、１２８倍のクロックを作り出します。
ＳＲＣ４１９２へ供給するクロックは、出力サンプリングレートに応じ変わりますので、出力サンプリングレートを決める必要があります。
出力サンプリングレートは、
４８Ｋ、９６Ｋ、１９２Ｋとする事にします。
９６Ｋと１９２Ｋは、ＳＲＣの機能を生かす為当然装備しますが、４８Ｋも実装しているのには訳があります。
それは、エンファンシス対応の為です。
ＤＦには、デジタル演算によるエンファンシス復調機能が付いていますが、入力されるサンプリングレートにより
エンファンシス復調に制限があるのが普通です。
そこで、４４，１ＫのＣＤ入力でエンファンシスが必要な場合、ＳＲＣ出力を４８Ｋにして対応する事にします。
おまけ機能で、ＳＲＣには、入力信号を処理しないで、そのまま出力させる事も出来るので、ダイレクト出力も可能にする事にします。
当然ですが、これら切り替えや状態表示も行う必要があります。
これらの制御全般には、ＣＰＵを実装して対応させます。
可能なら基板設計時にＣＰＵ未実装で、固定モード動作も可能な設計にしたいと思っています。
Ｄ／Ａに何を採用するかが重要事項です！
色々考えて・・・ＦＮ１２４２を使う事にします。ＤＡＣⅢの音が気に入り、また何とか少数入手できました。！！
メーカーＨＰで紹介さてれいるデーターシートには、出ていないのですが、何と！モノラルモードが有る事も判りました。
今回は、左右別々に１チップを使い設計する事にします。
モノラルモードへ設定する為には、ＦＮ１２４２とシリアル通信を行い、動作モードを設定する必要があります。
この為にもＣＰＵ制御が必要になります。
また、ＣＰＵ制御させるなら、デジタルＡＴＴ制御も行い、アナログ出力のボリュームコントロールを行う事も可能です。
これでパワーアンプにダイレクト接続可能になります。
上記を元にして設計を開始します。
基板を機能単位で分割する事にします。
・電源
・ＤＩＲ＋ＳＲＣ＋ＣＰＵ
・ＤＦ＋Ｄ／Ａ
・ＯＰＴＩＮ
の４枚にする事にします。
初期（暫定版）設計が済んだ回路から公開していきます。
・電源部回路 回路図
デジタル回路用の＋３．３Ｖ、＋５Ｖとアナログ回路用電源を実装します。
アナログ回路用電源部は、前回同様大容量コンデンサーを実装し非安定化とします。
・ＤＩＲ＋ＳＲＣ＋ＣＰＵ＋ＯＰＴＩＮ 回路図1 回路図2
設計上、ＣＰＵを実装して使用するＣＰＵモードと、基板上のジャンパーＳＷのＯＮ／ＯＦＦで動作を設定する
ハードウエアーモードの２通りで使用出来るように設計しました。
ＣＰＵモードでは、可能な限り高機能化を試みてみました。
各種ステータス表示は、ＬＥＤ点灯表示又はＶＦＤ表示かを選択出来るようにします。
ＶＦＤは、蛍光ディスプレイです。
液晶より高級感があります！（好みの問題！！）２行×２０桁のモジュールを使用して各種状態表示させます。
ＶＦＤの詳細は、http://www.itron-ise.co.jp/ で確認してください。
Ｄ／Ａ基板への出力信号フォーマットは、ジャンパーＳＷで各種設定変更出来るようにします。
使用するＤ／Ａにて変更出来るようにしとけばＤ／Ａ基板のみ新設計すれば他は共用で使用可能になります。
今回良い結果が出たら、今後Ｄ／Ａ以外は、同じ構成（基板）を使用する事も考慮してです。
Ｄ／Ａ基板へは、ＣＰＵ信号も接続し、Ｄ／Ａ側の制御も行う設計です。
ＤＩＲ＋ＳＲＣ基板は、汎用品として設計しますので、この部分のみの基板設計を行います。
また、ＣＰＵにてほぼ全機能を制御しますので、プログラミングも必要です。
今回は、機能が多いので大きな物になりそうですし時間もかかりそうです。
基板設計を行いながら、回路の修正を行いました。
DIR SRC基板 回路１ 回路２
PU基板 回路
Ｄ／Ａ以降のアナログ部の回路設計も出来ました。
FN1242をモノラルで使った回路です。
先のＤＩＲ ＳＲＣ基板をＣＰＵモードで使用して接続する事を前提にしています。
回路
ＦＮ１２４２の出力は、バランス出力ですので、＋－ＬＰＦ出力をそのままバランス出力にしています。
＋－のバランス出力は、加算回路で合成されてアンバランス出力にし出力されます。
恒例の真空管バッファー部は、別基板化し設計する事にします。
ＤＡＣ Ｆｉｖｅの基板は、
・電源部
・ＯＰＴ ＩＮ部
・ＤＩＲ ＳＲＣ部
・Ｄ／Ａ部
・真空管部電源
・真空管バッファ部
の６枚構成です。
基板の枚数が増えると制作費が高くなりますが、最高！を目指しますので・・・
真空管バッファ部も新規設計になります。
前作までは、５５７０（ＷＥ３９６Ａ、ＷＥ４０７Ａ）を一貫して採用してきました。
Ｗｅｂで探しても中々良い品が見つかりませんので今回は、他の真空管を使用する事にします。
また左右で１本づつ真空管を使用したモノラル構成で設計する事にします。
一番の問題は、やはり真空管に何を採用するかです！
入手の難しい品は、パスします。
左右で１本づつ使用する事により真空管の差による音量差を無くす為に選別が必要になります。
また、入手出来ても高価品は、複数本用意するのが大変です！
採用真空管の条件は、
・入手性がよい。
・比較的安い。
・u（ミュー）が高い
を満たす物が理想です。
u（ミュー）が高いのが何故条件！？と思われる方向けに説明しておきます。
私の採用している真空管バッファ回路は、単純なカソードフォロアー回路です。
左右の音量差を少なくする為に真空管の選別をする必要がありますが、
カソードフォロアー回路で理想的な動作としては、入力がそのまま出力されて入出力電圧差が無い事です。
つまり増幅度１倍と言う事です。この場合、カソードフォロアー回路はインピーダンス変換のみ行い本来のバッファ機能のみに成る事になります。
カソードフォロアー回路では、uが高ければ高いほど理論的には、増幅度＝１倍に近づきます。
５６７０の場合u=33で増幅度は０．８倍程度でした。
よってuが高い真空管を採用する事により、増幅度＝１倍に近くなりますので、真空管選別時の差も小さくなるはずです。
上記の条件にピッタリくる品は・・・１２ＡＸ７・・・になりそうです。
５７５５なども良さそうですが、uが少し低いです。ただ５７５５ならＷＥ４２０Ａも互換性ありになりますが・・・
１２ＡＸ７なら、今でも沢山のメーカーから新品が入手できますし、１２ＡＴ７などもピン互換になります。
（５７５５は、ピン互換でないので差し替えは出来ないです。）
また、今回１２ＡＸ７を採用したら、安価で販売されている品も豊富にある為、当方で真空管を用意しなくても
部品セット配布可能かと思いますし・・・（大量に用意するのは、少しばかり骨が折れます・・・）
資金に余裕があれば、昔の有名メーカー品なども入手可能ですし、選択幅も大きくなります。
よって、基板設計は、１２ＡＸ７使用で進めます。
真空管バッファ回路
先日まで１２ＡＸ７専用で作成するつもりでしたが、考えてみると、真空管のピン配置が違う為、固定された真空管専用の基板を用意する事になるのです。
考え方を変えて、真空管部分のみ別基板として、回路部と真空管部を配線するようにすれば、配線を変えるだけで他の真空管も使えることになり都合が良いです。
１Ｖ（ＲＭＳ）、１ＫＨｚ波形。上：入力 下：出力
１ＫＨｚ 
２０ＫＨｚ
