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384KHz/32bit対応小型USB XMOS DACを作ってみた

以前、192KHz/24bit対応のUSB DACを作り、現在メインのDACとして活用しておりますが、それとは別に今回気軽に使える小型のUSB DACを製作してみました、小型といえども384KHz/32bitのPCMを処理できるハイレゾ対応です。

今回は市販の基板を使っています。USB DDC基板とDAC基板を使い、I2Sで双方を接続します。

まず、USB DDCはこちらの基板を使いました。


中国の通販サイト「Ali Express」から購入したUSB DDC。$34.94でしたから約3,500円程です。XU208のXMOSを使っており、クリスタルが水晶発振子では無くシリコンMEMS発振器(水晶発振子より精度が高いそうです)になってるバージョンで、水晶発振子のバージョンよりちょっとだけ高かったです。

入力はUSB,電源はUSBバスパワー、出力はI2Sの他に+5V、及びDSD信号を受けたときに3.3Vを出力する端子があります。つまりPCM 384KHz/32bitの他にDSD 256(DoP or native)も扱えます。


このDDCに組み合わせるのがNFJで売っていたPCM5102を使ったI2S接続のDAC(1,280円)。PCM5102ですから当然この基板はPCMしか扱えません。電源は4.2Vから動作するのでDDCからの出力で動作できます。この2つの組み合わせで384KHz/32bitのPCM対応のUSB DACを作ります。


というか2つの基板をジャンパピンケーブルで接続してしまえばそれで完成なのですが、個人的な拘りとして電源をUSBバスパワーでは無く、安定化した独立電源としたいと思います。少なくともバスパワーよりは良好な結果が得られると思います。

なのでまずは2つを接続してバスパワーでの消費電流を計測します。


2つの基板を繋いでVoyage MPDを入れたPCに繋いで音出し。LinuxですからUSB AUDIO CLASS2.0に対応していますので、難なくXMOS DDCとして1発認識。良い音で鳴り始めました。


電流測定するとMAXで0.2A程度のようです。

今回はお手軽に使える小さな物を、と考えていたので、トランス式のACアダプターの出力を安定化して電源とすることにしました。一応オーディオ機器なのでスイッチング電源は避けたいと言う事なのですが、最近はトランス式のACアダプターは殆ど見かけなくなりましたね。なのでハードオフのジャンク箱を漁って適当な物を探してきました。


5.5V、0.9A、センタープラスのちょうど良い物が見つかりました(300円)。バッファローの物という事はMOドライブ用か何かかな?。


5V用の安定化電源基板を作りました。全て手持ちの部品を使いました。


USB端子を一旦基板から取り外し、1番ピン(+5V)の根元を切断、耐熱カプトンテープで絶縁し元に戻します。その後PCに接続してみてバスパワーが切断されていることを確認。(LEDが点かない)

+5Vを外部から供給するように基板裏に配線します。


セリアで買った100均のプラケースがちょうど良い大きさだったので組み込んで配線します。PCM5102はI2Sのマスタークロック(MCLK)をBCKから内部生成する機能があるので、MCLKは配線しなくても良いのですが、せっかくDDC基板からMCLKが出てるのでそれを使うように配線をしました。
Voyage MPDに繋いで視聴。充分に良い音が出ています。普段使うならもうこれで充分ですね。小型ですので持ち運びも出来ますし。

ちなみにWindowsで使う場合、Windows7以前ならドライバが必要です。Windows10ならドライバが無くてもそのまま繋げば使えますが、ドライバを手に入れて(ネット上にあります)ドライバをインストールした方が良いかなと思います。

以上、USB DACの製作でした。

超爆速Windows98マシンをジャンクCore2Duo機で作る


パソコン工房でCore2Duo機のジャンクデスクトップを入手しました。980円でした。

レサンセGT。Core2Duoの時代なので当たり前ですが元はWindows VISTA機です。
喫煙環境で使われていたらしく、中も外も汚く、タバコ臭も凄いです。

ふと「これにWindows98をインストールしてみよう」と思い、やってみることにしました。

Windows98時代からは2世代後のCPU機になります。果たして無事にインストール出来るのか?。


中もタバコのヤニと埃がビッシリで正直あまり触りたくありません(笑)。

状態はジャンクで状態表記に「時々画面が消える」とありました。グラフィックボード交換は必須と思われます。


ハードウェア構成は以下の通り。

CPU Core2Duo E8400(3GHz)

マザーボード ECS G31T-M REV1.0(socket LGA775,FSB1333/1066/800)

グラフィックボード MSI NX8800GTS(PCIE)

電源 ATX450W

ドライブ DVDスーパーマルチ(IDE)

メモリ DDR2-800 2GB(デュアルチャンネル)

HDD 日立2008年製320GB(SATA3.0Gb/s)


ハードウェアは以下の箇所に手を入れました。

まずとにかくケースが汚い。どうしようと思っていたらちょうど同じ型のケースがハードオフにジャンク(500円)であったので買ってきました。電源・ファンは無し。


このケース、実はINWINの廉価ケースで当時パソコン工房が自社パソコンに採用していた物です。同じレサンセGTですがPentium Dual Coreのシールだったので、汚い元のケースからCore2Duoのシールを移植しました。


ちょっと剥がすの失敗して美しくないですがまあいいや。


DVDスーパーマルチドライブはIDEから手持ちのSATAのドライブへ変更しました。

この時期のマシンらしくすでにFDDは付いていませんが、Windows98で使う場合はソフトのインストール時にFDDがほぼ必須です。そのため手持ちのFDDドライブを追加しました。

メモリはWindows98の限界である768MBまで積みたかったのでDDR2 800 512MBを2枚用意しました(ハードオフジャンクで2枚800円)。なぜ512MBが2枚かというと、Windows98はインストール時に512MB以上のメモリを積んでいるとインストーラーがコケてしまうからです。なので512MB 1枚を積んでインストールした後にもう1枚512MBを積んでsystem.iniを書き換えて768MBまで認識させます。


グラフィックボードは前述のとおり時々画面が消えるということで交換します。スロットはPCI-E×16が付いていますのでPCI-E×16のグラフィックボードを探します。ここで注意しなければならないのはWindows98に対応するビデオカードでなければいけません。NVIDIAならGeForce 6シリーズまで。ATIならRADEON X 3桁番台までが対応しています。ドライバはそれぞれのメーカーのHPで今も提供されていますが、PCI-Eの仕様によってはドライバのINFファイルの書き換えなどが必要な場合があります。今回私はGeForce6600(PCI-E)のカードを入手しました(2枚上の写真のHDDの上に映っているのがそれ)。ヤフオクで800円でした。ドライバは問題なくインストールできました。(このあたりはネット上にも断片的に情報がありますので参考にしてください。ただ、なかなか見つけるのが大変です)


CPUファンはCOOLER MASTERのそれなりのが付いていましたが喫煙環境らしく汚いですので交換します。


CPUファンは今回もSCYTHEの白虎を使いました。


清掃の後、CPUグリスを塗りなおしファンを装着。


電源も古いマシンな上にヤニをたっぷり吸いこんでいると思われるので気持ちよく新品に交換します(玄人志向のスタンダード400W電源)。


ケースにはファンが付いていなかったため、92mmのファンを装着。


他は内部清掃とBIOSのバックアップ電池交換及びCMOSのクリアと再設定を行いました。


BIOS設定では2カ所注意があります。


今回はHDDとDVDマルチドライブでSATAを使うので「Onboard SATA Controller」を「Compatible」に。

そしてSATAへのコネクタの接続でSATA1にHDDを、SATA3にDVDマルチドライブを接続しないとBIOSがドライブを認識しませんでした。多分SATAとIDEをコンパチブルで動かす場合のマスター/スレーブ競合によるものだと思います。もし上手く認識しない場合はいろいろやってみて下さい。。


今回はPCI-Eのグラフィックカードを使うので「Init Display First」を「PCI Express」に。

それ以外はそれぞれの環境に合わせて設定して下さい。


Core2Duo機にWindows98を入れる場合はいろいろな制約があります。あくまでも今回の場合について説明します。

Core2Duoの世代からマザーボードのチップセットにもドライバが必要になりましたが、実はこれが最大のネックで、基本的にWindows98をサポートする前提になっていません。

Intelのチップセットの場合、あくまで非公式で Northbridge i915 + Southbridge ICH6まではINFファイルが用意されています。Northbridge i945 / X38/P35/G35/G33/G31/Q35/Q33 + South bridge ICH7はINFファイル書き換えで 動作しますが、Northbridge内蔵ビデオはドライバがないのでVGAまでの出力になります。

今回のマシンのマザーボード、ECS G31T-M REV1.0はチップセットがVGA(GMA3100)統合型チップセット Northbridge G31にSouth bridgeがICH7ということなのでINFファイル書き換えでチップセットドライバが使えますが、GMA3100はドライバが無いのでビデオの解像度はVGAまでとなります。

このINFファイル書き換えですが、もちろん自分でも出来ますが、海外サイトで以前配布されていました。が、一応INFファイルは著作物なので現在は配布されていないようですが、ネット上を探せば今でも見つかります。ちなみにIntelのG31ドライバを書き換え無しで入れようとしてもインストールは途中で止まってしまいます。

チップセットドライバの探し方のヒントを。”G31 Windows98SE”でググって、1番最初に出てきたサイトの記事の中にある「閉鎖された」と書いてある海外サイトをインターネットアーカイブで過去に遡って探すと見つかります(2018年5月現在)

いろいろなケースがありますので、あくまで今回私がやったケースに限れば「マザーボード ECS G31T-M REV1.0ではINFファイルを書き換えたIntelのG31チップセットドライバが使え、なおかつビデオがVGA解像度までではゲーム等に支障が出るのでGeForce 6600(PCI-E)のビデオカードを増設した」ということでこれについては成功したという事例です。


次にソフトウェアのインストールです。

まず普通にWindows98SEをインストールします。メモリは前述の通り512MBを1枚だけ装着して下さい。



こういう警告が出ますがそのまま続行して大丈夫です。

インストール手順は以前のこちらの記事を参考にして下さい。

次にINFファイルを書き換えたチップセットドライバ→LANドライバ→グラフィックカードドライバを入れればOKです。

グラフックカードは外しておいて最後に取り付けてドライバを入れた方が確実かも知れません。

今回使用したドライバ

チップセットドライバ intelinf.zip

グラフィックドライバ(GeForce6600用・win98用)66.94_win9x_english.exe

ネットワークドライバ RTL8111.zip

サウンドドライバに関してはwindows98用が存在しないため、後日サウンドカード増設で対処します。

無事インストールが終了すればWindows98が立ち上がります。

この後、メモリを768MBまで認識させるためにsystem.iniの書き換えを行います。

スタートメニューから「ファイル名を指定して実行」を選び、system.iniと入力してEnterを押せばメモ帳が起動して書き換えが出来るようになります。

以下を書き換えます。

1.物理メモリを768MBまで認識させる

[386Enh]

MaxPhysPage=30000

2.ファイルキャッシュを32MBまでに制限する

[vcache]

MinFileCache=0

MaxFileCache=32768

書き換えが終わったら上書き保存して再起動し、正常に立ち上がるか確認する。

正常に立ち上がったらもう1枚の512MBのメモリを装着し、正常に立ち上がるか確認する。

以上でインストールは終了です。お疲れ様でした。


と、言う事で無事Core2DuoのWindows98マシンが完成しました。完成時の仕様は以下の通りです。

CPU Core2Duo E8400(3GHz)

マザーボード ECS G31T-M REV1.0(socket LGA775,FSB1333/1066/800)

グラフィックボード GeForce6600(PCI-E)

電源 ATX400W

ドライブ DVDスーパーマルチ(SATA)

メモリ DDR2-800 512MB×2(786MBまで認識)(デュアルチャンネル)

HDD 日立2008年製320GB(SATA3.0Gb/s)


今回、ビデオカードはGeForce 6600ですのでFULL HDの画面解像度(1,920×1,080)が使えます。

まあ無駄っちゃあ無駄なんですが、広い画面は良いですね。

あとはサウンドカードが無いため音が出ませんが後日増設の予定です。

ちなみに立ち上がり時間はドライバ類を読み込む時間があるため多少掛かりますが、立ち上がってしまえば動作も爆速です。とりあえず満足です。


さて、ここまでくると欲が出てしまいます。

「このマシンの極限までもっと速くしたい!」

てな訳で、元来はサウンドカードの増設だけで終わるつもりでしたが‥

1.せっかくマザーボードがFSB1333に対応しているんだから、socket LGA775版のCore2Duo中で最速のE8600(3.33GHz)を積んでしまえ!

2.HDDも古い中古はいつ壊れてもおかしくないからいっそSSDにしてしまおう!

ということで早速開始です。


用意したのはamazonで適当に選んだ激安サウンドカード(Windows98対応・ドライバCD付き・620円)。LITEONの120GB SSD(6,980円),中古のCore2Duo E8600(3.33GHz,1,000円)。更なる最速を目指せ!。


サウンドカードは中華製ですけど使ってるチップはCMI8738で4ch対応もしており、音もゲーム用途だと充分満足できる物でした。


HDDを取り外し、マウンタを使ってSSDを取り付け。


E8400(3.0GHz)からE8600(3.33GHz)へ、数値的には微々たる違いなのですがせっかくやるならそこはこだわりたい!。


CPU換装。


組み立て完了です!


BIOSにも3.33GHzで認識されました。

SSDに換装したので再インストールを行います。

SSDは120GBをCドライブ1パーティションにしています。(Windows98は1パーティション137GBまで割り当て可能です)


この無駄に広いデスクトップ!最高です。


Windows98にはCPUはPentium3と認識されています。windows98の頃には存在しなかったCPUですからまあ当たり前ですね。メモリも767MBと認識されています。


Win98時代のゲームソフトをインストール。爆速です。ちなみにうちのモニターはワンタッチで4:3モードになりますので古いゲームでもアスペクト比を気にせずプレイできます。


以上で爆速のCore2Duo Windows98マシン完成です!

最終的な仕様は

CPU Core2Duo E8600(3.33GHz)

マザーボード ECS G31T-M REV1.0(socket LGA775,FSB1333/1066/800)

グラフィックボード GeForce6600(PCI-E)

電源 ATX400W

ドライブ DVDスーパーマルチ(SATA)

メモリ DDR2-800 512MB×2(786MBまで認識)(デュアルチャンネル)

HDD LITEON SSD 120GB(SATA6.0Gb/s)
サウンドカード ノーブランド(CMI8738)


もうこの世代より新しいマシンやパーツでは現実Windows98をインストールすることは事実上出来ないので、欲しい方は今のうちに作ってみてはいかがでしょうか?それなりに大変ではありますが。

ジャンクのPentium4パソコンをWindows98機にする


パソコン工房で1,980円を中古の日10%OFFの1,782円で売ってました。
パソコン工房製のジャンクデスクトップパソコンです。


仕様は以下の通り。

CPU Pentium4 2.4GHz(Socket478,ファンはリテール)

電源 ATX250W

マザーボード ASUS P4S533-VM(OEM用らしい)

socket478,FSB533,AC97Audio,AGP 4×-1,PCI3

メモリ PC2100 DDR-266 CL2.5 256MB DIMM184Pin(MAX2GB)

HDD Maxter 60GB DIAMOND MAX16

FDD TEAC FD-235HG(3モードだがドライバ無し、スーパーI/OがITE8707Fの為汎用3モードドライバは使えない)
DVDコンボドライブ BTC BC04016IM

LAN 100Mbps

これに今更ですがWindows98SEを入れて今となっては貴重なWin98マシンにしようと思います。


ハードウェアに手を入れたのは以下の箇所。

メモリをハードオフのジャンクから漁ってきて(300円)PC2100,DDR-333(マザーボードが対応している),512MB 1枚に変更。


ケースにファンが付いていなかったため80mmのケースファンを追加。(しかもCPUファンがCHA FANコネクタに付いていたため手直し)。


CPUファンを取り外しグリスを塗りなおし。

他内部清掃とBIOSバックアップ電池の交換及びCMOSのクリアと再設定を行いました。


ソフトウェアに関してですが、このマシンはWindows XP時代のものであるため、またもドライバ沼状態。使えるドライバを探してネットの海へ。

結果、入手できた(使えた)のは以下のドライバでした。

ビデオドライバ SiS-651dx(オンボード)

オーディオドライバ C-Media CMI9738(オンボード)

イーサネット SiS900-Based PCI FAST Ethenet Adapter(オンボード)

USB2.0に関してはWindows98用ドライバは見つかりませんでした。が、上記のドライバがあればとりあえず普通に使う分には問題ありません。

上記ドライバで動くのですが、後日ビデオカードをハードオフのジャンク箱で見つけてきた(200円)のでそれを増設しました。


SPAKLE製GeForce2 MX200(AGPカード)です。ドライバはNVIDIAのHPからWindows98用が入手できました。





無事Windows98SEのインストールができました。Pentium4 2.4GHzだと申しぶんないほど快適にWindows98が使えます。貴重なWindows98機なので大事にしようと思います。

8年落ちWindows7機を修理する。


2010年のドスパラのガレリアです。もう8年も経ってしまいました。

ずっとメイン機として頑張って貰ったのですが、先日新しいマシンを入れたのでサブ機となりました。

この8年の間にメモリ増設やSSD化など少しづつ手を加えてきました。最近はグラフィックボードの調子が悪く、時々画面が出ないという不具合があったのですが、今回とうとう電源が入らなくなってしまいました。原因は明らかにマザーボードそのものの故障。


マザーボードはASRockのP55DE3。変態設計の多いASRockですが、クロックアップすることも無く普通に使ったこともあってか8年間故障することも無く稼働し続けてくれました。

CPUはCorei7の860。メモリはDDR3 2400。こんな仕様のマザーボードはもはや新品では売ってないので、同じような仕様のマザーボードを中古で探すしかありません。


近所の中古屋さんにちょうどGIGABYTEのP55A-UD3Rがありましたのでゲット。
ついでに調子の悪かったグラフィックボードも替えることに。


元はGALAXYのGeForce GTS250 512MB。これも8年間ノントラブルでした。


同じ中古屋さんにMSIのGeForceGTX600 2MB GDPR5があったのでこれも入手しました。


あとは、さすがにCPUファンもヘタっているだろうということでSCYTHEの白虎を買いました。


マザーボード交換してCPUを取り付け修理完了。


無事立ち上がりました。今となってはサブ機ですがもう少し頑張って貰おうと思います。

【1bit】シャープの1ビットデジタルアンプのクロックアップ信号接続先検証結果

以前、シャープの1ビットデジタルアンプのクロックアップ改造を行いました。

こちらこちらの記事です。

その際、クロックアップ基板からのクロック信号をクリスタルを外した後のどちらのランドに接続するのか判らないままでした。


先日の記事ではどちらに繋いでも同じように音が出たのでとりあえず写真の方向から見て右側に繋ぎました。

しかし、これが正解なのかどうか判らないため、いまひとつ気分が落ち着きません。

なので今回検証をしてみることにしました。

例によって「高速化事業部」さんにもご協力いただきました。管理人のりょうさん、ありがとうございました。


(クリックすると拡大します)

左から順に説明します。

一番左は純正の等価回路の推測です。1ビットデジタルアンプIC「IX0498AW」内部の回路は通常クリスタルを使う場合の回路と同じく恐らくこうなっているだろうと仮説を立てました。

このとおりだと仮定すると、真ん中の図のように接続するとOUT側には入力した波形と同じ波形が出るはずです。これが正解。
右側のように間違った接続をすると「入力した波形より歪んだ低いレベルの波形」が出るはずです。これでも動くのは動きますがこれは間違い。

早速実機にて検証です。


クロックアップ回路からの出力波形をつなぎ替えてみます。

結果なのですが、一番肝心な写真を撮り忘れてしまいまして。もう一回同じ事をやる気力が無いので結果だけ書きます。

上の基板の写真のとおりに接続するとOUT側には


12MHzと


24MHzの波形が正常に出力されました。

反対側に接続した場合は、写真が無くて申し訳ないのですが、非常に微少かつ不安定な波形が出てオシロスコープが同期を取れませんでした。周波数表示は7MHz近辺。

結果は仮説どおりとなり、正解は


基板裏から見た正しい接続箇所

表から見たらこちらになります。
と言う訳で正解はIX0498AWの9番ピンに接続されるランドということになりました。

なので先日の製作時に選択した方で正解だったということになります。

つまり私は1/2の賭けに勝っていたと言う事ですね。だから何だと言えばそれまでなんですけど(笑)

以上、シャープ1ビットデジタルアンプクロックアップ改造の追加検証でした。

プロフィール

缶コーラ

Author:缶コーラ
山口県在住。ローカルなネタを含めて
何でもアリで書いていきたいと思います。

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