2020年7月4日土曜日

中華ES9038q2mボード+USBCombo384でデジタルアイソレーターを実装

過去にRoonBridge化したES9038とは別にES9038q2mを使ったUSBDACを作成しました。
構成は
  • 電源:スイッチング電源 12V
  • 負電源作成:NE555 250kHz チャージポンプ式
  • es9038q2m:緑ボード(Aliexpressで入手)
  • DDC:Amanero Combo384(Aliexpressで入手)
そこそこ満足して使ってはいましたが、つい、特性を測ってしまいました。
そうすると。。。



Noiseレベルが-86dBとひどい数値です。。。
このボードはCox端子があり外部DDCをつなぐことができます。
そこでCox端子で測定してみると


-98dBと、あきらかにnoiseレベルが低いです。ということはUSB(1→)DDC(2→)DACの(→)1か2の部分でnoiseが載ってしまっていると思われます。
このままCox入力で使っていてもよかったのですが、ハイレゾが98kまでの対応でDSDが使えないこと、あとはこのままでは、せっかくUSBDDCを内蔵しているのに使わないのも何となく悔しい(笑)ので何とかしてみることにしました。

対策

(1→)の部分をアイソレート
    NFJのUSBアイソレータでアイソレートしてもnoiseは減りませんでした。
なので。。。
(2→)の部分をアイソレート
    ISO7640などのデジタルアイソレータを使うにかけてみることにしました!

デジタルアイソレータを使う

Amaneroの仕様書にISO7640FMを使ったアプリケーションノートが載っていました。
これをマネすることにします。

GNDを分離してアイソレートするので電源は
  1. DDCのAmaneroから
  2. es9038q2mボードから
の二つの電源を確保することになります。
Amaneroのほうは
3Y3という表示があります。どうやらここから3.3Vの電源が取れそうです。
はたしてes9038q2mのほうはというと

V5.0とう表記があります。電源を入れてここの電圧を測ってみると、
きっちり5.0V出ていました。
さて、ISO7640FMのほうのデータシートをみてみると、VCCは2.7V~5.0Vとなっています。ただし、出力端子電圧=VCCなので、出力も5.0Vになってしまうようです。
ここの電圧をそのまま使うとレベルシフター的な動作も入ってしまいが、とりあえずやってみることにします。もしうまくいかないようだったら3.3Vへレギュレーションを考えます。


回路は単純なので、予備の電源基板の空スペースを利用して、何も考えないでざっくり配線しました。でも、簡単なんだけど、なんだかちゃんと動く気がしないのはなぜ?

さて、組込んだらチェックです。。。。。動きません(-_-;)
あちこちテスターをあてて接触不良や配線違いを探します。
あれれ、9038側のVCCに電圧が来ていない。
おかしいな。ん?
アースがXHコネクタから零れ落ちました。どうやら端子のカシメ方が悪くてきちんと接触してなかったようです。

不具合個所もみつかったので修正します。
そして、
うまくLockしました。やった(笑)

さっそくnoise levelを測ってみます。



うまく、いきました。ノイズレベルが下がっています。最大-98dB程度です。
2.5khzあたりにちょっと気になる盛り上がりがあるものの、アイソレートした効果がはっきり出ています。

とても簡単な結線で済むので回路図を改めて載せるほどではないのですけれど、ネットには意外と情報がないので覚書として載せておきます。

というわけで、めでたくアイソレーターの実装ができNoiselevelが下がりました。
静寂の中に・・・・ん、やめておこ
でも、最初の音出しの時に、なんて透き通ったいい音なんだろうと思ったのはほんとです。プラシーボ(笑)


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