FreeDSP Classic SMD A/B plus IIBoard Building up page |
 |
FreeDSP Classic SMD A/B plus IIBoard Building up page |
|
オールインワンというコンセプト、別の言い方では「寄せ集め」ともいいますが、実際に使って便 利なものにしようというのが一番のコンセプトでした。 ケースに入れた際に普段の配線類は全て後ろ側に廻すことで全面側をフリーにして、PCと接続して書 き換えするときだけ接続すると想定し、その際にはフロント側のほうが便利だろうということで、このようなレイアウトになっています。 一応画面上で慎重に 配置を したつもりですが、実際に作ってみると意外と思ってたのとは違っている事があるので、いつもヒヤヒヤしながら組み立てをしています・・・
2020年9月頃をめどに中国JLPCBにver0.1基板を10枚発注する計画を進め。 希望者が５名以上集まれば、一枚あたり２千円程度で殆どの表面実装部品が載った状態の基板を手にすることができるので、期間限定で人柱参加者を募った甲斐あって、めでたく 10枚全ての基板が行き先が決まりました。
ほとんどの部品は変更なくマウントするだけで良いのですが、一部PCBAで載せることができな かった部品があったのでリストの変更が必要でした。AZ1117互換の電源レギュレターは電圧分割用の抵抗値を変更して3.3Vと5.0V品に変更して対 処。なぜたか村田のフェライトビーズとMOSFETがPCBAで部品表から弾かれてしまって後付けになってしまいました（基板CADで表面実装部品に属性 を指定していなかったのが原因でした）、それでも殆どのSMD部品は実装済みなので、残りの部品は千石通商と秋月電子だけで揃ってしまいました。
Casing
この基板を収めるケースですが、加工が楽なタカチ製のPF15-3-10Dを想定して基板外形
を設計しました。
たまたま秋葉原ラジオデパート2Fの鈴蘭堂で製造終了のテイシン製TO-13Bが処分価格で 売ってたので速攻でゲットしました、下の画像がケーシング完了した状態です。基板は5mmのスペーサーで底面に取付けています、シンプルなア ルミ製なので加工も楽でした、まだ在庫あればオススメです。 本来の向きではなく横向きに使うので基板を組み上げた後ではフタを閉じるこ とができないのでフロント側を切り抜いて対処しました、ポッカリ空いた隙間はホームセンターで買った幅30mm厚さ2mmのアルミバーを加工して作ったフロントパネルを増 設して隠しまし た。 ブラザーのラベルプリンターP-touchで印刷した透明地黒インクのシールをインスタントレタリング代わりに貼っていますが、ア クリル板の裏側にプリンターで印刷した紙を貼って作るのも透過照明にできるのでデザインの自由度があっていいと思います。
全ての部品が実装できたら、特に狭ヒ?ッチ ICのピン間にハンダくずや導電性のゴミが残っ
ていないか拡大鏡でよく確認してみてください、意外と多くのゴミが見つかるものです。問
題なさそうだったらDC12Vで1A程度が供給できるACアダプター（＋センターピンφ2.1mm、スリーブφ5.5mm)を接続し電源を投入しま す。
基板上のLEDが点灯したら電源が供給されているので、以下の電源とGND間の電圧を チェックします。
ほとんどの部品は変更なくマウントするだけで良いのですが、ver0.1基板では一部変更が必要でした。
ミュートが解除されC38のマイナス端子に負の電圧が出力できていたら、次はオペアンプの動 作点を チェックします。
ここまでで問題なければJP4とJP5 にショートピンが付いていることを確認したうえで mini
USBケーブルでSigmaStudioを立ち上げたパソコンと繋ぎ、ボードを認 識させます。
認識できUSBiの文字が緑色になれば、後は普通に書き込み動作ができるはずです
続いて以下のリンクから、テスト用のファームウェアをダウンロードしてください
Test Firmware Download：ダウンロードリンク
Just Through ADC to all DACs (For measurement Frequency Response or distortion
上記のファイルの一部は圧縮されているのでSigmaStudioに読み込む前に予め解凍 しておく必要があります。
Download: OutPutTest (20Hz
Square Wave、20Hz矩形波, fs=48kHz)
Download: ThroughTest (fs=48kHz, Input0 →Output0, Input0 →Output2, Input1 →Output1, Input1 →Output3 )
この段階ではDSP内のRAM上で実行されているのでDSPボードの電源を落とすとプログラ ムは消えてしまいます。 問題なくボードにコードを転送でき動作したならば繰り返しすぐ使えるようにA側のEEPROMに書き込んて?しまいましょう 、書き込みの方法は Hardware Configuration タフ?を選びAUAU1701モジュールの IC1の 上(赤丸部分)で右クリックします、
同様にスルー動作テス ト用のファームウェア“ThroughTest.dspproj” をロード、コンンハ?イルしてから、SW1を切替えて今度はB側のEEPROM に書き込みます。
ここまできたらFreeUSBiは必要ないので外してしまいます。プログラムは不揮発性 のEEPROMにコードが保存 されているので電源投入の度にSW1で選んだ方の処理がスタンドアロンで実行されます。
上記のプログラムか?走っていればDSPのpin16には48kHzのクロックが出力 されますから、 チャージポンプが動作してミューテイング解除用の負電源として約ー11V〜ー12Vを 出力しているはずですので。以下のポイントを測定します。
ここまで来たらEEPROM B側て?立ち上け?て実際にADC→DACのスルー動作を行い ADCを含めたオーバーオールの性能を確認します、 最後に2Vrmsのサイン波を入力し各チャンネルのゲインや最大出力レベルの歪みを確認します。
アナログ入出力までの基本動作の確認は以上でおわりです。
出力のフィルターで使用しているコンデンサをMLCCのままで、96kHz動作にてADC〜DAC の1kHzサイン波スルーで歪特性を測ってみました。
ADAU1701内蔵ADC --> ADAU1701内蔵DAC の周波数特性です。可聴帯域はほぼフラットでした。
DSP内蔵のDACと外部のDACではデータの転送に掛かる時間に加えてDAC内部処理の時 間が必要なために、両者のアナログ出力には微妙な時間的ズレが生じる場合があります。 このズレの量は動作しているサンプリングレートやDSPのプログラ ムに よって異なる場合がありますから、時間や位相ズレにシビアなアプリケーションの場合には両者のズレを補正（早い方に遅延処理を追加する）する必要がありま す。 確認する方法として両者から同じインパルス等のコンテンツを出力して2chのオシロで両者を比較するとか、逆相で出力したものをミックスして音が消 えるように設定 するなどの方法があります。遅延量はプログラムの最適化処理やSchematicの書き方等で変化する可能性が高いので、以下は参考程度の情報だと思って ください。
以下に実際に動作させてみた例を示します。
| 48kHz |  |
PCM5102Aの方が40uS(2サンプル)程先に音声出力が現れている CH1:ADAU1701内蔵DAC, CH2:PCM5102A DAC出力 CH3: LRCK CH4: MUTE |
| 96kHz |  |
PCM5102Aの方が約120uS(約11サンプル）ほど遅れて出力されている CH1:ADAU1701内蔵DAC, CH2:PCM5102A DAC出力 CH3: LRCK CH4: MUTE |
| 192kHz |  |
PCM5102Aの方が約80uS(15サンプル)ほど遅れて出力されている CH1:ADAU1701内蔵DAC, CH2:PCM5102A DAC出力 CH3: LRCK CH4: MUTE |
CNCフライスの練習がてらにNC加工してみました。 文字彫刻の切削条件が良くなくて綺麗に彫れていませんね・・・
