今更ながら PCに SPDIF Coaxial Out端子を取り付けるべく動いてみる・・・ (Part-2)

メインで使っているデスクトップな PCへの SPDIF Coaxial Out端子装着計画。　とりあえず進められるところから続編につないでおきたいと思う。　ひとまず今回 Part-2としてはこんな流れかな、と。

• マザーボードの SPDIFヘッダーから引き出した信号を RCA端子に変換する回路を作成
• 秋月電子製 DIRキットに ↑上記↑ の信号を入れてみて、復調できるか確認する
• DIRキットに添付されてきた Opticalな受光素子を装着し、192KHzの信号が復調できるか確認
• Everlight製の Opticalな受光素子と交換して、同様に 192KHzの信号が復調できるか確認

はい、早速行ってみましょ～

マザーボード上の SPDIFヘッダーからのインターフェースはひとまず簡易的なレベル変換のみとしておいたので、前回 Part-1でご紹介したブレッドボードに載っていたものと同一の内容だ。　将来的に色々と改良のネタは考えているものの、まずは全体的な動作を確認してから改めて見直そうと考えている。

まずは回路図。　SPDIFヘッダーから信号を引き出すためのケーブルを含めて、回路図を記しておく。　DCカット用のコンデンサにフィルムコン (マイラー) を使っているのだが、周波数が高い成分も多いということで、念のため積セラの 1000PFをパラっておいた。　それと、前回の波形観測で少しリンギングが気になっていたんだけど、現時点ではまだ対策は入れていない。　これも全体的な動作確認が終わってから、の予定ね。

次のステップは、秋月電子製の DIRキット “AE-DIR8416” に必要最小限の部品を取り付けて、動作確認環境を立ち上げる。　ひとまず JP4と JP5から信号が引き出せるようヘッダーを立てておくのと、JP2の I2Sセレクト用ジャンパーを実装。　それに C3の入力側に信号を供給できるようにリード線をちょん付けしておく。　電源供給用のリード線も付けておいたほうが良いかな。

セッティングが終わったら、早速 PC上の WeveGeneから信号を出してみて、DIRキット出力の波形を当たってみませぅ

一通りの信号を確認したところでは特に問題はないようだ。　とりあえず出てきた LRCLKを基準にして色々な信号を確認して行くと判りやすい感じですな。　上の波形は 96KHz 24bitと 192KHz 24bitの信号を出して、それぞれ LRCLK基準でトリガーをかけて入力信号を見たところ。　もし正常に復調できていない場合は、LRCLKが飛び飛びになったり、入力信号が静止して見えなくなったりする。

続いては Opticalな受光素子を経由して信号を受信したときに、サンプリング周波数192KHzの信号がきちんと復調できるかを確認したいと思う。　まずは準備ということで、受光素子が交換できるよう丸ピンの ICソケットを 3Pin分にカットして取り付けておく。

準備ができたらまず DIRキットに添付されていた東芝製の TORX1350を装着して試してみる、と。　ここで 192KHzの信号を加えてごそごそいぢくっていると、しばらくは OKだったんだけど、いつの間にか正常に復調できなくなってしまったではないですか

96KHzでは問題ないのと、192KHzでも少し休ませてから電源を入れ直すとまたしばらくは動くんだけど・・・ ということで、このテの症状はどこかに f特の悪化を招いている場所があるはずですな　(上の写真でブレッドボードにいくつか部品が載っているのはその対策ね：笑)

実験中にいぢくった場所について簡単に説明しておくと、まず Opticalな受光素子を簡単に交換できるよう、J2に丸ピンソケットを実装。　それと受光素子の GND端子、Out端子からリード線を出しておいた。　それと、先ほど Coaxialな端子からの信号を入れるのに使った C3へのリード線も復活だな

実のところ、私が最初にこの DIRキットの回路図を見たときから不信感を抱いていたのが下側の写真中央に見える R6とR7の水色の抵抗でしてね。　これはおそらく標準装備の受光素子 TORX1350が 5V (実際には 4.8V) 駆動だからと、CS8416に信号を供給するのにアッテネーターを入れたと思われる。　で、何が問題かというと、何れも 24KΩという高い抵抗が使われているために ICの入力容量なんかが f特に悪影響を与える危険性が高い、というところ　ひとまず仮に 3.9KΩと 2.2KΩの分圧、それにダイオードでリミットをかけるようにして実験を継続したけど、受光素子のドライブ能力を考えると恒久的には抵抗分圧にするのは止めた方がよさそうだな

あと、上側の写真で CS8416の Pin10～11の間にパターンカットしようと試みてやんぴした残骸があるんで軽く触れておくかな。　CS8416は複数の入力系統の切り替えができる機能を持っているので、もし該当の Pin10が GNDから浮かせることができるようならこの基板上で完結できるように組み立てることもできるか・・・　と最初は考えていた。　で、カッターナイフの刃先で軽くコスってみたものの、銅箔がかなり奥まであってちゃんとカットするのは無理っぽい、と早々に諦めたのが実際のところね。　では足を浮かせて・・・　とかも考えてみたけど、この DIRキットに小細工するのは見返りが少ないようにも思えてきたので、自分的には「コレの入力に別途切り替え回路を追加する」ことに決めましたワ。

今回の実験の最後は、受光素子を入れ替えた場合の信号波形を確認して、区切っておきたいと思う。
最初は、DIRキットに添付されている東芝製 TORX1350を装着している状態でそれぞれ 96KHz 24bit、192KHz 24bitの信号を供給した場合の LRCLKと受光素子の出力波形。　TORX1350は定格電源電圧が 4.75～5.25Vなので、DIRキットに 5Vを供給し、ボード上に搭載されている 4.8V LDOを通った出力がそのまま供給されている状態ね。

続いては、Everlight製 PLR135/T9に交換し、先ほどの TORX1350と同様の 4.8Vが供給されている状態。　ドライブ能力の違いだろうか、出てくる波形も傾向が違いますな。

続いては、Everlight製 PLR135/T9を装着した状態で、DIRキットに供給する電圧を 3.5V程度に下げてみたところ。　この状態で 4.8V LDOを通った出力は 3.3V程度まで落ちている。　Everlight製の受光素子は 3.3V電源にも対応しているので、電圧を下げた状態での動作も見ておきたかったんだけど、特に心配はなさそうな感じですかね

はい、ひとまず Coaxial、Opticalな経路ともにサンプリング周波数が 192KHzの信号を通せそうなのと、秋月電子製 DIRキットで問題なく復調可能なことを確認できたところで、今回はこの辺で・・・　かな