USB DAC PCM2706 バランス化計画 (その4 設計完了)

配置の見直しが終わり、基板設計リファインしました。懸案の課題を消化しました。

コンセプトは

1.USB DAC単体として動作すること。アナログ出力はアンバランスでHPAやスピーカー駆動アンプに繋げられること。

  精度±2.5ppmの高精度TCXOを使用し、非常に落ち着いた感じのする音楽再生。
  USBバス電源をレギュレータでセルフ電源として動作させる。
  オペアンプでLPFとDCサーボによる補償を兼ねたバッファとする。そのために負電源ICを搭載する。
  デジタルSPDIF/アナログ出力の他にI2S出力も切り替えにより出力できるようにする。
  ヴォリューム上げ下げやMUTE制御端子を備える。

2.オプション:その1

  別基板を上に載せることで、ディスクリート構成バランス型ヘッドホンアンプ搭載ができること。
  ヘッドホン環境を考慮し、アンバランス出力も併設する。
  このアンプの電源はDACから供給できること。

3.オプション:その2

  リチウム・イオン電池が使えること。DACの電源と切り替えも可能な機構を有すること。
  USB電源から電池の充電も行えること。

4.オプションを付けても、従来の小型・コンパクトケースに収まること。

【ケース設計図】
DAC_2706_25.jpg
幅65×奥行き90×高さ29mmのタカチ・GHA73-9Dプラスチックケースに全てが収まります。

前側に見えるのが左から、φ3.5ステレオ3軸ジャックでDAC出力(DAC単体時)、HPAアンバランス出力(HPA搭載時)を内部のジャンパー等で切り替えて出力します。その右はDAC、HPA接続ピン、次がHPAバランス出力用6PコネクターでL型ピンを細工すれば基板に簡単に配線できるようにしました。最後がHPA電源をDAC or Li-ion電池を切り替えるスイッチです。

平面図に見える青い3個の丸は、DACのボリューム上下、MUTE用のタクトスイッチ穴です。

【DAC基板図】
DAC_2706_23_brd.jpg

上下に約半分くらいの上側はDAC IC、3.3V電源レギュレータ、OPAMP2個と周辺回路です。真ん中近くはコンデンサ類を集めて配置してあります。ここに負電源レギュレータとそのコンデンサを置いてます。下側は先ほど説明した出力端子とスイッチです。

J1、J2がDAC電源からオペアンプへ電源を供給するラインを結ぶものです。オープンはオプション接続時になります。
J3、J4がDACのOPAMP出力を3軸コネクタに繋ぎます。オープン時はオプションのHPA基板から隣のCN3を通じて、HPAアンバランス出力を接続します。

配置からお判りのように、上側半分くらいは背の低い部品を配置し、この上のスペースにオプションのLi-ion電池ケース2個を配置します。 

【HPA及びLi-ion電池用基板図】
DAC_2706_24_brd.jpg

この基板がバランス型ヘッドホンアンプとLi-ion電池のためのオプションです。

DAC基板の手前側に上から載せます。ケースに収める場合は4隅の穴と、DAC基板と信号や電源ラインを接続するための6箇所のスルーピンがあります。

基板図の手前側3/5程度がバランス型HPA部分です。
終段トランジスタは在庫限りの2SA1428/2SC3668を使いました。
電源コンデンサに表面配置用の絵がありますが、ケースに収納するためには表面配置用は使えません。「通常足コンデンサを裏側に取り付けます」(よく見ると背面印刷用の逆さ文字があります)

上側2/3エリアの左側がLi-ion電池用スペースです。充電用ICや周辺部品、そして裏面にLi-ion電池保護ICを配置しています。Li-ion電池の充電用スイッチはHPA v6と同じ横側配置です。
同様に右側がDACボリューム、MUTE用タクトスイッチを載せます。右側4ピンを下の基板からスルーさせます。

その他のスルーピンの説明をします。(備忘録です)
基板最上部中央のCON2、V+  V- はDAC±電源を、同 L R はDACアナログ信号をHPAが貰うピンです。
最上部左のJP1、B_GND 5Vは USB電源をLi-ion電池回路へ繋ぎます。
最下部左のCN3、LEFT RIGHT はHPAのアンバランス出力をDAC側出力部へ繋いでます。
最下部中央はHPAのアンバランス出力をDACへ、そして中央四角エリアの6ピンはDACとLi-ion電池の±電源を相互に切り替えを行うためにスルーピンです。



さて、目論見どおりに動いてくれるでしょうか。


  




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2010/3/17 電子工作をプラスしました。

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