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日記

I2S分配のその後。。。

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2022年02月02日

前回の日記でUSBからのI2S信号を分配して光信号を同時出力させる方法を質問しました。
ケンさんとyohineさんとnitghwish_daisuさんから頂戴したアドバイスを踏まえて、下記の段階を設けてDIYしてみました。


ステップ①
USB-DDCであるcombo384からのI2S出力に対して何も付け足さずに
DAC基板とSPDIF変換基板を渡って接続する。


【その結果】
DAC基板からのアナログ音声は正常に出力されました。
が、SPDIF出力がめっちゃクチャ不安定。。。
ほぼまともに出力しない。。。
分配する事によって下流のSPDIF変換用のI2S信号が弱くなってるのかな???




ステップ②
combo384のI2S出力信号を強化するためにバッファー回路を追加する。

作ったバッファー回路

【その結果】
DAC基板のところでエラーが出る。
もちろんSPDIFも出力しない。
おーい!余計悪くなったやんけ〜!
まあ、バッファー回路の接続の仕方が間違っているのでしょう、
バッファーICの周辺に抵抗とかコンデンサとかを適宜配置しないとダメなのでしょうね。。。
そんなの設計できません。(笑)




ステップ③
こんなこともあろうかと並行して別の方法がないかとネットを調べていたところ、
DDCにも種類があってcombo384の他にXMOS(XU208)というのがあって、
これならI2S信号とSPDIF信号を同時出力してくれる様なので即購入。

XMOS XU208からのSPDIF信号を光に変換する基盤だけ追加してみました。

【その結果】
大成功!
これまで通りにI2S信号はメインDAC経由でエロナーデのメインユニット達を鳴らし、SPDIF(光)信号はmini DSP経由でサブウーファーを同時に鳴らすことが可能になりました。
ただ、なんとなくですがCOMBO384に比べてほんの少しですが音が悪くなった様な気がします。
なので、XMOS XU208のアップグレード的なバージョンのものを再度手配しました。
これは輸入待ちです。
無事に受け取れれば改めて報告します。




〈所感〉
今回は私の技術力の無さを痛感しました。
そして、オシロスコープが欲しくなりましたよ。。。
今回購入したXMOS基板にはクロックが一個もついていませんでしたが、
追加購入しているXMOSにはSITIME水晶発振器が付いています。
これによって何か音質が良くなったりするのでしょうか?
非同期型のサンプリングレイトコンバーターを使っているので変化がないのだろうと思っています。
実際はどうなのでしょう???
届いて試すのが楽しみです。


【追記】
ケンさんからのご指摘でよく見てみたら12MHzのクロックらしきものが1個だけありました。



【再追記】
ステップ①の別基板での再トライをしました。
変更した基板は
「I2S→SPDIF変換基板」+「SPDIF→光変換基板」
という2枚構成から
「I2S→光変換基板」
という一気に変換する完成基板に変えました。
つなぎ方は、COMBO384からの二股分岐接続です。


結果としては3/4成功!
成功⑴ 光出力 OK!
成功⑵ PCM192再生 OK!

成功⑶ DSD再生 OK!

失敗 DSD再生時の光出力がレンジオーバーで無茶苦茶

あと一個の不備だけ!!!
DSD再生時にもキチンとした光出力ができてサブウーファーを鳴らすことができたら完成になります。
輸入待ちのアップグレード版XMOSが期待されます!

次回の日記→

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レス一覧

  1. CENYAさん、こんにちは。

     I2Sの引き回しは中々苦労しますね。バッファ回路には電源のデカップリングコンデンサは必須かもしれません。

     USBDDCにはクロックが必須で必ず付いているはずですが?XMOSやASRC後の水晶はこれが再生音ジッタの基準になるので非常に重要です。その電源や特性などにも注意が必要でDIYINHKなどは高品質をうたっていますね。

    byケン at2022-02-03 09:01

  2. ケンさん、こんにちは!

    12MHzと書かれたクロックらしきものを1個見つけました。
    普通は3つくらい付いてる様な気がしますが、、、
    なんだか頼りないです。

    それとこのXMOSを使うとPCM96kHzまでしか再生できないのですよ。
    DSDもダメ。
    これではダメなので192kHzまで再生できるものに換えます。

    と、その前に
    到着が遅れていた「I2S→光変換基板(完成品)」がちょうど届いたので、これを使ってステップ①をもう一度試してみます。
    今回使った「I2S→SPDIF変換基板」はキット品でして、私がハンダミスしている可能性がとても高いのです。(笑)
    ステップ①で使ったCOMBO384はPCMもDSDも問題ないので、(今日)これからの試みが成功すればゴールとなります。
    果たして、、、

    byCENYA at2022-02-03 11:04

  3. CENYAさん 実験お疲れ様です

    ①ですが、デイジーチェーンのように「渡す」のではなくて、
    combo384の出力箇所から二又に分岐が配線長の視点かと良いかと想像します。
    既に二又ケーブルは出来上がっているので、試すのは早い?
     
    それで動作に漕ぎ着けられる保証はありませんが
    192kHzを視野に入れるならば短いに越したことはありません。
    また、ダンピング抵抗として33Ωを4本に入れてGNDはそのまま、
    あ、二又なのでそれぞれの「接続先」にだから?計8本、直列に挿入したいかも?いや、不要かな?うーんやらないと分からない。でも、44.1kHzはいいけど192kHzが駄目なときは配線長だけでなくダンピング抵抗も触ってみて下さいませ(^^)
    こういうときオシロがあると波形の肩を見れるので安心感が出ます。自分も使っているRIGOL製が安くて軽くてオススメです。

    bynightwish_daisu at2022-02-03 12:16

  4. RIGOL DS1054Z という奴。 私のブログではありませんが紹介記事です。
    https://ehbtj.com/diary/oscilloscope-rigol-ds1054z/

    bynightwish_daisu at2022-02-03 13:00

  5. nightwish_daisuさん、こんにちは!

    確かに二股ケーブルは既にありますね〜
    まずはこれを使って試してみますか!

    しかし、どこの基板までが機能できているのかどうかが判らないと原因の特定と対策が打てませんね。
    やっぱオシロよね。
    紹介して下さったオシロスコープは据え置き型で本気のやつですね。
    今の段階では使いこなせる自信はないですが、ポータブルじゃなくて最終的にはこれくらいのレベルのじゃないとダメなんでしょうね。
    電源のノイズとか波形も測れるのでしょうから、オーディオを理論的にレベルアップさせる道具として持っときますか。
    OmniMicも最初はとっつきにくかったのですが、使ってみたらシステムの進化にかなり貢献して私の必需品になったので、オシロスコープもおそらく同じでしょう。

    買ったら呼びますので使い方を教えにきて下さいね!

    byCENYA at2022-02-03 13:35

  6. 自己レスです。
    新たな実験を行なったので日記の末尾に追記しました。

    不備事項4項目に対して3項目は解決できました。
    あと1個!!!!!

    byCENYA at2022-02-03 22:31

  7. CENYAさん おはようございます

    最後の不備は、光でDSD64(2.8MHz)を正常に再生できないという事ですね?これ、もしかして同軸出力だったら大丈夫という事であれば光(TOSLINK)の限界かもしれません。

    一般に光はとっても速いイメージがありますが、オーディオのTOSLINKは、多くの人の想像よりもずっと遅いのでした。
    https://stat.ameba.jp/user_images/20190605/03/nightwish-daisuki/69/ae/p/o0673037714430002487.png
    東芝のこのモジュールは 15Mbps です。光の割に速くない。=
    多くの場合は,TOSLINKでも 24/96kHzまでは余裕です。しかし、24/192kHzとなると音が出なくなる機器が沢山でてきます。音を出すには①それなりのTOSLINKケーブル、②それなりの光送信モジュール、③それなり光受信モジュール、この3つが必要です。

    SPDIFは規格上たしか幅が24ビット。サンプリングレートから必要な転送速度を求めてみると・・・
    192kHz×24bit×2ch=9.216Mbps あれ?東芝のモジュールは15Mbpsだから余裕じゃね?と、思ってしまいがちですが、それは間違いで、よく調べるとSPDFIFは規格上「1bitを2bitで表すバイフェーズマーク方式」という奴なので2倍の速度が必要。よって9.216Mbpsの2倍の速度が要求される事から・・・さきほどの東芝のモジュールでは 24/192kは不適という事になります。24/96kHzは大丈夫。

    長くなりましたが、同軸ケーブルのSPDIFで音が正常で、TOSLINKで音が異常な場合は前述の①~③が、速度についていけてない事が原因として考えられます。ケーブルならAmazonから192kHz動作保証と書かれたものをセレクトする、モジュールなら速いものに交換するということになります。下記のモジュールなら計算上は192kHz(およびDSD64)に適合します。
    https://bispa.co.jp/1530
    当然の事ながら、このモジュールでもDSD128やそれ以上は全く無理です。この規格が古すぎてハイレゾに対応しきれなかった辺りが、かつてのデジタル伝送で主流だったSPDIFが廃れて一気にUSBに株を奪われた要因の一つかもしれませんです。

    豆知識でした m(_ _)m
    .

    bynightwish_daisu at2022-02-04 08:04

  8. PCMとDSDのデータ量の違いは「SoundFortのいい音紀行♪」というブログでよくまとめられていますので紹介します。

    『DSD形式の DSD64, DSD128 や DSD 2.8MHz, DSD 5.6MHz は何が違う?』
    https://soundfort.hatenablog.com/entry/2016/08/27/120000


    豆知識だと?そんな事は分かってるんだよ!!と、
    どうか怒らないで下さいね(汗)
    話題に付いてこられない第三者様向けに基本的な事項から書いてみたのでした(^^;
    .
    .

    bynightwish_daisu at2022-02-04 08:30

  9. CENYAさん、こんにちは。

     大分改善が進んだようで良かったですね。ケーブルの引き回しは状況によるので結果オーライです。192が駄目なのはnightwish_daisuさんが言っているようにTOS-deviceの問題かもしれません。

     1個タイプの水晶の場合はUSBがCLASS1の古いタイプでPLLで再生音のクロックを作っているのでお勧めできません。3個載っているのが正解です。

    byケン at2022-02-04 08:43

  10. CENYAさん  ケンさん  こんにちは
    水晶3個というキーワードにつられてまた書き込みます。DIYINHKのXMOS基板の写真を見直しましたらケンさんの言う通り3個でした。当時そこまで気にしていませんでしたが勉強になりました(^^)
    https://ameblo.jp/nightwish-daisuki/entry-12468887904.html
    .

    bynightwish_daisu at2022-02-04 09:11

  11. こんにちは。
    やってますね(笑
    DSD再生時に光出力がでない件ですが、DSD信号は光伝送できない仕様でだと記憶しています。DSD信号をPCM信号に変換すれば大丈夫です。PCM信号への変換はP2D基板が必要で旭化成が火事なのでAK4137チップが入手困難です。

    なおI2S出力はジャンパー線の場合5センチ以下にしないとノイズがのる場合があります。ステップ①、②はそのために出力されないのだと思います。撚線よりもGNDと信号が交互に配置されたフラットケーブルの方がノイズが乗りません。私はフラットケーブルを使っています。これですと10センチくらいでも問題がありません。参考まで。

    byマイペース at2022-02-04 10:43

  12. マイペースさん こんにちは nightwish_daisu側の誤記修正再投稿です


    >>DSD信号は光伝送できない仕様でだと記憶しています。
     


    こちらですが、PCMに変換 D2P(DSD to PCM)せずとも、
    PCMフレームの中に隠ぺい DoP(DSD over PCM)にて、
    光伝送も可能な・・・はずです。


    ■SPDIFへのDSD(DoP)出力例(FiioのFAQ)
    https://www.fiio.jp/faq/spdif-out-dop-d2p/


    ■SPDIFからのDSD(DoP)入力例(OPPO UDP-205 仕様表の入力欄)
    https://www.oppodigital.jp/discontinued-product/udp-205/


    参考資料:
    「2種類のDSDネイティブ」
    https://soundfort.hatenablog.com/entry/2017/02/15/170000

    .

    bynightwish_daisu at2022-02-04 11:22

  13. 原点に立ち戻ると・・・
    「成功⑶ DSD再生 OK!」とはいうもののminiDSP の入力は PCMしか無理。
    DSD信号(DoP)は非対応という問題が。何が問題かというとサブウーファーはDSD再生時に鳴らせない。

    この問題にぶち当たった場合は、マイペースさんの言うように、PCMに変換してからminiDSP。そうしないとDSP(デジタル信号処理)不可能。
    DSDはデジタルのようでデジタルでないのでデジタル信号処理できない(編集できない)。プロの現場でも?DSD音源を作るのに途中編集段階ではPCMに変換して編集して最後にDSDに変換とか・・・。本当の意味でのDSDは『一発録り』でしか実現できず。何ともいえない歯痒さが残ります。

    bynightwish_daisu at2022-02-04 11:57

  14. ケンさん、こんばんは。
    水晶1個タイプはやはりそうだったのですね。。。
    水晶3個タイプのCombo 384に変えたら深みとかグラデーションの描き方が良くなった様に思います。
    安定感が増した感じもします。

    あとはXMOSの水晶3個タイプがCombo384に勝てるかどうかが楽しみです。

    byCENYA at2022-02-04 19:47

  15. マイペースさん、こんばんは。

    P2D基板!
    まさにそれが模範解答の様に思います。
    なるほど〜

    そういえばなんかそれっぽい基板の在庫があるぞと思って確認してみたらやなさんの「リニューアルI2Sリクロック基板」でした。
    P2Dじゃなかった!
    なんか惜しい!
    それっぽいのがなんかやけに悔しい。。。

    DSD再生にこだわりを見せたのは、今後のDIYプランとして中古のSACDプレーヤーを購入して、I2Sを取り出して、今のDACを使ってということを妄想していたからなのです。
    P2D基盤の追加利用の案を採用させていただきます。
    ICが流通するのを気長に待ちます。

    byCENYA at2022-02-04 19:58

  16. nightwish_daisuさん、こんばんは。

    私のしたいことや悩みの本中点を正確に理解して下さいますね〜。
    いつものことながら感心します。

    そう、miniDSPがネックなんですよ。
    AD→DSP&XOVER→DA
    としても良いっちゃ良いのですが、左右のアンプを完全にセパレートしている現状の拘りを貫くためにはminiDSPを2個にして左右を別けたくなるしなあとか。。。
    んん〜、miniDSPをTA-DA5800ESの空きスペースに組み込んでしまうのもありだなあ。。。
    ありかも。

    XMOSの良いやつなら、PCMに加えてDSD64の時にもSPDIFはキチンと出力してくれたりするんでしょうか?

    byCENYA at2022-02-04 20:10

  17. CENYAさん こんばんは

    >> XMOSの良いやつなら、PCMに加えてDSD64の時にも
    >> SPDIFはキチンと出力してくれたりするんでしょうか?



    こちらですが、格安のXMOSでも SPDIF出力が付属しているなら
    PCM再生のときにはごく普通のSPDIF(中身はPCM)として、
    DSD64再生のときにはDoPなSPDIF(中身はDSDなので特殊)として、
    出力してくれるはず・・・です。
    前者は一般のDACでアナログ変換できますが、後者はDoP対応の
    DACじゃないとまともな音が出ません。SPDIFに流れてくるDoPに
    対応したDACには
    OPPOのUD-205とか、基板で良ければAmazonで数千円で売っているES9038Q2MのDACボード(光もDSD64対応と書いてある)です。

    SPDIFなんだからDSD入力してもPCM信号に変換して出力してよーって思うかもしれませんが、そういうXMOS基板は探してみたところでは見つかりません(^^;
    .

    bynightwish_daisu at2022-02-04 21:36

  18. nightwish_daisuさん

    DoP、なんちゃってPCMですね。
    PCMの皮を被ったDSDとか。
    DoPの信号で一応はminiDSPは反応して(騙されて)へんちくりんなことになっていたのでしょうね。
    腑に落ちました。
    しかし、なんだか痒いところに手が届かない感じです。笑

    miniDSPのデジタル入力を諦めれば話は早いし、この方がスマートかもしれないですね。

    byCENYA at2022-02-04 22:18

  19. CENYAさん、遅いレスすいません。

    デジタルはクロックとIS2信号が重要とは聴きますが、アナログな私は既製品を検討しております。
    幸いこの手の信号にめちゃくちゃこだわってそうなメーカーがあるので。
    コロナが落ち着いたらまた交流したいですね。

    byニッキー at2022-02-12 09:39

  20. ニッキーさん、レスありがとうございます!

    故障をきっかけにI2SとSPDIFについて勉強し直して、より良くして装置に組み込みたいと奮闘しています。
    で、「これ良いんじゃね!?」というブツを見つけたので昨日ポチりました。
    これが3月中旬くらいに入手できると思うので、上手く組み込めたら相互オフ会しましょうねー。

    byCENYA at2022-02-12 10:34