PCM1808で遊んでみよう! 2018.4.14


 秋月電子からPCM1808のADコンバータが180円で安く出ていました。ディジキーでも250円ほどで買えるのですが、
ちょっとでも安いと買ってみようかという気になってしまいます。ということで、試しに買ってみました。

 それと、DAC用にアナログ入力のフロントエンドに簡単なものがあると便利そうなので、作ってみることにしました。

秋月で180円で買える24ビットのADコンバータです。

回路はとしても簡単なものです。


部品がとどきました

PCM1808の他にもクロック発振器も必要なので24.576MHzのオシレータもあわせて購入しました。
しかし、こうやって並べてみるとオシレータのサイズが大きいな〜。変換基板に乗るかな?

必要な部品を調達しました。

オシレータは変更!

SSOP→DIPの変換基板上にできるだけ多くの部品を載せようと思いましたが、さすがに秋月で購入したオシレータは
大きかったので、部品箱を探して小型のオシレータを使うことにしました。したの写真で右端に見えている、光った素子が
オシレータです。これを使えば、3.3Vの電圧レギュレータととも変換基板上にすべて乗せることができました。
動作モードは256fs、I2S固定にしています。すなわちFMT=L、MD1=MD2=Hとしています。
オシレータが24.576MHzなのでサンプリング周波数は96kHzです。

まずは必要な回路を変換基板上に搭載です。

接続コネクターを取り付けましょう!

DACの10Pコネクタにダイレクトに取り付けられるように、細長い基板にAD変換器とソケットを取り付けました。
基板の左側がアナログ入力になりまます。

こんな形で作成できました。


基板の裏側です。こちらが表面かな?

動かしてみましょう!

ちょうど手じかにあったDAC4490-5をつかって動かしてみましょう!PCM入力コネクタに直接接続します。
なおDAC4490-5の入力コネクタのPin9,10にはあらかじめ5Vを接続しておいて、そこからAD変換基板に電源(5V)を供給しています。

こんな感じで接続して動作確認を行いました。

発振器を接続してみましょう

アナログ入力に発振器を接続して、DACの出力を観測してみました。
96kHzのサンプリング周波数ということもあり入力周波数が40kHzでもほぼフラットな変換特性がえられました。

周波数10kHz(上:アナログ入力、下:DAC出力)


周波数20kHz(上:アナログ入力、下:DAC出力)


周波数40kHz(上:アナログ入力、下:DAC出力)

基板にするとすれば?

DACの入力に直接接続できるように小さい基版に作るとすればこんな感じかな?
面付けスペースができたときにでも入れ込んでみましょう。
コネクタの向きがどちらでも対応できるように、工夫してみました。

部品面です。サイズは45mm×18mmです。


半田面です。

さてさて基板になるかな?

もうすこし汎用的に 2018.4.18

もうすこしPCM1808を汎用的につかえる基板も描いてみました。入力にはアンチエイリアスフィルターのCRも組み込めるようにしています。
電源入力も5Vだけでなく、たとえば12Vなどの高い電圧のACアダプタもつかえるように5Vの電圧レギュレータを搭載しました。
もちろん5V入力とする場合は、このレギュレータをスルーさせて使います。
水晶も2種類とりつけて、44.1kHz系と48kHz系で切り替えられるようにしました。

もうすこし汎用的に描いてみました。

基板サイズとしてはちょうどSTDの半分のサイズになりますので、STDサイズに同じパターンを2回路いれましょう。

STDサイズに2回路いれてみました。

まちがい発見です。 2018.4.19

パターンを眺めていて、ふと間違いを発見しました。
ということで修正です。上との比較になりますが、ほんとの間違い探しです(笑)。


間違っていた部分があったので修正しました。

こんなご意見も 2018.4.21



AK5397は768kHzまで変換できる優れた素子ですが、@高価 A384kHzをうけるデバイスが少ない ということもあり、
あまり触手が動いていませんでしたが、PCM4222をつかったADCから時間も経っているので、新規に考えてみたいですね。

また違うページで取り上げましょう。

基板ができてきました。 2018.4.28

まずはADC1808miniをつくってみましょう。
この基板は小さいので3枚一組でつくっています。ミシン穴で連結しています。

ADC1808minができあがりました。

くみたてはあっという間です。部品点数は少ないですからね。

ADC1808miniができあがりました。部品面の様子です。


ADC1808miniができあがりました。半田面の様子です。

部品表はこんな感じです。

すべて秋月電子で揃います。一番高いのが24.576Mhzの水晶発振器ですね。

IC1 PCM1808 1個 秋月電子 I-12863 180円
IC2 24.576MHz水晶発振器 1個 秋月電子 P-03933 300円
IC3 3.3Vレギュレータ 1個 秋月電子 I-08749  20円
Cp 0.1uFチップコンデンサ 4個 秋月電子 P-00355 150円/100個
2012,1608サイズが搭載可
Cc 10uFチップコンデンサ 3個 秋月電子P-07526 100円/10個
3216,3225、3528サイズが搭載可
C1,C2 10uF電解コンデンサ 2個 秋月電子 P-03116 10円/個
Ra 51Ωチップ抵抗 4個 秋月電子R-06470 500円/2500個
2012,1608サイズが搭載可
CN 10pコネクタ 1個 秋月電子 C-00168 50円/個

動作させてみましょう!
さっそく動かしてみました。DAC4490-5に接続して動作確認をしてみました。
ADC1808miniには5V電源が必要ですが、この電源はADC4490-5からコネクタを介して供給しています。・

動作確認の様子です。


DAC4490−5との接続の様子です。

問題なく動きました。

ADC1808miniには発振器から1kHzの信号を入れます。そして、その出力をDACに接続して、
アナログ入力信号と最終的なDACからの出力信号を比較してみました。


1kHz正弦波入力
上:DAC出力、下:アナログ入力


1kHz三角波入力
上:DAC出力、下:アナログ入力

OKですね。綺麗に変換されています。
この基板はプレゼント企画にするかな〜。

つぎはADC1808をくみたてましょう。

ADC1808miniは直接コネクタに接続することを想定した建付けになっていますが、
もうすこし汎用的にかつ基板を大きくしたものがADC1808になります。こちらも基板ができてきているので
組み立てましょう。


ADC1808基板です。STDサイズの基板に2個入っています。

こちらも部品点数は多くありませんので短時間でできあがりました。

まずはお出かけ用の写真です。

設定は

フォーマットはI2S,クロックは256fsに設定しますので、FMT=H、MD0=MD1=Lに設定します。

セッティングの様子です。

動かしてみよう
こちらは10pのフラットケーブルで接続して動作確認です。電源はADC1808と同様に10Pケーブル経由で供給しています。

動作確認の様子です。

・・・んん?
こちらも問題なくいくはずでしたが、出力信号がみえません。
どうしたのかな?
と、基板パターンを眺めてみると、ポカミス発見です。LRCKとSCKの配線が入れ替わっていました。
パターンを切って修正が必要です。
 
黄色部分を2箇所切断します。電解コンデンサがあるとわかりにくいので取り外しました。

入れ替える配線は部品面、半田面のどちらでもいいのですが見た目の点から裏面で行いました。

LRCKとSCKの配線を入れえた様子です。途中のパッド間で入れ替えます。

無事動きました!

すこし修正があったのは残念でしたが、無事動き出しました。

動作しました。

さてさて、このADCは何につかおうかな〜という感じです。
いまはTUNERもないからな〜。あ、そうだ古いアナログプレイヤがあったはずだから
復活させるかな〜。

(つづく?)