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-3)

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。　ひとまず下調べのタスクは前回 Part-2までで大体片付いたんで、検討事項にしていた DigiFi誌に付録で付いてきた DACの 192KHz対応についても実現に向けて動いてみたいと思う。　今回 Part-3としてはこんな流れで行ければ良いなぁ、という感じで。

• 秋月電子製 DIRキットの評価で発覚した問題点の改良に向けて、実際に回路の修正をやってみる
• DigiFi誌付録の DACを改造し、外部から I2S信号を流し込めるようにする
• 仮のシャーシーに上記の DACと DIRキットの基板を組み立てて動かしてみる
  

はい、今回も行ってみましょ～

せっかくなので、DACと DIRキットのドッキング作業が完了して無事に動いている写真を最初に持ってきておきますかね　これから先、チューニングが必要かどうかはまだ十分に確認できていない状態ではあるものの、すんなり動いてくれたんであとは気楽に行きたいと思う

今回最初に行うのは、秋月電子製 DIRキットの改良作業から。　問題点の対応と、DACとの組み合わせに向けての使い勝手なんかも考えて、こんな感じでまとめてみようと思う。

• Opticalな受光素子は基板に装着せず、外部から信号を供給できるようにコネクタを付けておく
• ↑受光素子↑ に電源を供給していた 4.8V LDOは使わない予定なので、3.3Vの LDOに接続先を変更しておく
  
• 信号入力部分に入れられていたアッテネーターは、今回の用途には不適切なので取っ払う
• 電源系統のパスコンには小容量のセラコンしか入っていないので、電解コンを追加しておく
• GNDラインの接続、および一部の端子を信号引き出し用の GNDに転用する
• シャーシー固定用には GNDパターンの余白が少ないため金属スペーサーが使えないので、樹脂製スペーサーをセットしておく

とりあえずはこれ位かな。　それでは個別の作業について、具体的な内容を記して行こう。

説明の都合で基板の裏側が先に出てきたので、関連する作業から。

• 樹脂製スペーサーを四隅のネジ穴にセットして、ナットで固定 (ナットは金属でも良い)
• JP4 CONT2の端子のすぐ横にある GNDパターンのレジストを削って銅箔を露出させ、半田を盛って短絡。 GND端子として転用する
• JP5で DGNDと AGNDが隣り合った部分を接続したいので、半田を盛って短絡しておく
  

続いては、基板のオモテ面の作業。

• 入力部分のアッテネーターを構成している R6 24KΩを取り外し、リード線で短絡させる (R7は特に害はないのでそのままにしておく)
• Opticalな受光素子に 4.8V LDOから電源を供給している L1を取り外し、C11につながっている側にリード線を接続しておく
• Opticalな受光素子の取り付け場所 J2に、XHコネクタの 3Pin I型ポストを装着する (足が刺さりにくいので、ペンチ等で平らにしてヤスリで少し削ると良い)
  

基板のオモテ面作業の続き。

• L2の片側 (C15、C16につながっている側) に先ほど L1に接続したリード線の反対側を接続、J2の電源として 3.3Vが供給されるようにする
  
• C13、C14、C15のセラコンに、47uF 10V以上の電解コンを抱かせる (電解コンを半田付けした後で動かすとセラコンのチップに過度の応力がかかるので、位置の修正などを含めて決して動かさないこと)

DigiFi誌付録基板の改造作業も、気合いを入れてやってみませぅ。
この DACの改造箇所としては、外部から I2S信号を流し込めるよう DACのチップに至る適当な箇所をカットし、4種類の信号線を接続する作業になる。　引き出した信号線は、秋月電子製 DIRキットにそのまま刺せるようピンソケットをマウントした小さな基板を準備するほか、電源の配線なんかも必要になるので引き回しのためにハーネスも作成しておく。

最初のステップとしては、パターンカットを行う場所の検討かな。
IC303 DIR9000から IC302 PCM5100Aに至る信号線が 4本あるのを確認し、どこで切断するか。　それとどこに外部からの信号線を接続するかを検討する。

当初は R311～314の 100Ω抵抗が並んで装着されているのを外してしまえば良いかと考えたのだが、必然的に外部からの信号線接続ポイントがこの抵抗の端子になるので、場合によってはパターン剥離の原因にもなりかねない。　なるべく作業が軽い場所をという観点で選んだところがこれらの R311～314から出ているパターンが斜め右上にまとまって伸びている箇所、上記 1の矢印を入れた点になる。　パターンをカットするならやっぱりここかな、というところですな。　それと、周波数が高い信号もあるので GNDに接続した線をツイストしておきたいと考え、直近の大きめな GNDパターンである 2の付近のレジストを剥がして準備しておきたいと思う。

続いて、上記 1のパターンカットと、2のレジスト剥がしを行ったところ。
細かい箇所でもあるので、テスターを使って導通テストをやっつけて、切れ残っているパターンがないか確認しておく。

問題ないようなら、R311～314の PCM5100Aにつながっている側と、2の GNDパターンに “予備半田” をしておこう。

準備ができたら信号線の接続にかかるのだが、細かい箇所への接続なので太い線材ではやりにくいという事情がある。　私は AWG30のより線を準備したが、やはりこの位の太さでないと収まりが悪そうな気がするね。

まず最初に R314側から半田メッキしたリード線を付けて行く。　GND用のリード線は切らずに途中の被覆を剥いで芯線を露出させた黒線を 2本準備し、ばらけないようにまとめて半田メッキした状態で GNDパターンに付けると作業性が良い。

ここまで無事に完了したら、信号線 4本をそれぞれ黒線と軽くツイストした上で、1000uFの大きな電解コンが 2本ある真ん中をくぐらせて引き出しておくと良いだろう。　長さを整えた上で、この項目の最初にある写真のようにピンソケットをマウントした小さな基板に接続しておく。

電源の配線に使うハーネス、および DACへの信号線接続はこんな感じね。
少し確認し辛いかも知れないが、DIRキットの JP4に接続するピンソケット直近には 47Ωのチップ抵抗を 4本取り付けている。　それと電源基板はまだ作成していないので、配線の長さ調整や先端に装着予定のコネクタは現時点では未施行だ

アルミ板の切れ端を仮のシャーシーにして、ドッキングしてみたところ。　エエ感じですな

早速、前回 Part-2で作成した SPDIF Coaxial Outモジュールに接続して鳴らしてみた
幸いにも一発完動してくれたんで、色々とサンプリング周波数の違う音源を鳴らしてみて試聴してみたところ。　ひとまず動作確認までは OKになってくれたんで、ここから先は何か改良ネタがあるかもしれないがそれほど急ぐ必要もないかな、というところですかね

とりあえず、今後の作業予定としては、

• Opticalな受光素子との切り替え回路を作成する
• 電源回路はできればディスクリートでまとめたいかも
• テキトーなケースを見繕って格納する

・・・辺りを順次進めて行きたいと思う次第。

ではでは、ひとまず今回 Part-3としては、この辺で区切っておきたいと思う・・・