2011.4.17 R4

DAC8741-2 v2 (short) 製作マニュアル
Wolfson WM8741 使用ＤＡコンバータ＜注意＞
本キットをつかって生じた感電、火災等の一切のトラブルについては、当方は責任を負いませんのでご了承ください。また、基板、回路図、マニュアル等の著作権は放棄していませんので、その一部あるいは全体を無断で第３者に対して使用することはできません。

１．はじめに
Wolfson の WM8741 の最大の特徴はディジタルフィルターを切り替えることが可能というところにあるでしょう。たとえば下図のように入力パルス信号に対して多種の応答特性を持たせることが可能で、ソースやリスニング環境に合わせたセッティングの自由度を広げることが可能です。
この基板は WM8741 をモノラルモードで使用し、２個並列（実質４パラ）にすることで高パフォーマンスを狙っています。また 44.1～192kHz で動作させるための周波数の自動判別回路も内蔵しておりますので、外部セッティングの変更無しで各種のサンプル周波数に追従可能です。
本基板は DAC8741-V2 基板のアナログ部を省略した基板になります。好みのアナログ回路を接続して音づくりに活用するのに便利だと思います。

図DAC8741 ではフィルター応答が選択可能です（パルス入力時の応答波形例）

図

完成例

２．仕様
入力
対応周波数
出力
必要電源
基板

表 主な仕様同軸入力 4ch (光入力への改造可）
44.1-192kHz(周波数自動判別回路内蔵）
WM8741 の電圧出力（抵抗にて４パラ分の出力を集約）
正５Ｖ（DAC アナログ用）、正 3.3V（ディジタル用）
両面スルーホール FR-4（１．６ｍｍｔ、70um 銅箔）、基板サイズ： 93×101mm

３．部品表部品
抵抗半固定抵抗ｺﾝﾃﾞﾝｻ

IC

No
R1-4
R5R6R7R8,9R10R11-18
R19-22
R23-38
VR1
C1-5C6C7C8,9C10C11C12-27Cp
IC1IC2IC3IC4,5IC6-9表．部品表例
規格
仕様
炭素皮膜 1/4W75Ω
炭素皮膜 1/4W
3kΩ
炭素皮膜 1/4W
47kΩ
金属皮膜 1/4W
3kΩ
炭素皮膜 1/4W
47kΩ
炭素被膜 1/4W
4.7kΩ
炭素被膜 1/4W
47kΩ
炭素被膜 1/4W
22Ω
金属被膜 1/4W
2kΩ
サーメット１回転10kΩ
0.01uF
ﾌｨﾙﾑｺﾝﾃﾞﾝｻ
1000pF
ﾌｨﾙﾑｺﾝﾃﾞﾝｻ
0.022uF
ﾌｨﾙﾑｺﾝﾃﾞﾝｻ
2200pF
ﾌｨﾙﾑｺﾝﾃﾞﾝｻ
47uF/16V
電解ｺﾝﾃﾞﾝｻ
100uF/16V
電解ｺﾝﾃﾞﾝｻ
47uF/16V
電解ｺﾝﾃﾞﾝｻ
0.1uF
チップコンデンサ
DAI
CS8416
74HC123
ロジック IC
74AC74
ロジック IC
74AC125
ロジック ICDAC
WM8741

個数411121841635112111623
11124

備考

PLL フィルター用

ダンピング抵抗

PLL フィルター用
PLL フィルター用2012 サイズ
SOP28

SSOP28４．基板の端子、ジャンパー、コネクタ機能(1)基板端子表Pin
P1
P2P3P4P5P6P7P8P9P10P11P12P13P14P15P16P17P18P19P20P21

機能V
IN0
GND
V
IN1
GND
V
IN2
GND
V
IN3
GND
GND
S1
S0
H
OSR
L
H
FSEL
L

基板端子 入力端子
説明
電源端子(光ﾓｼﾞｭｰﾙ用）(*)
信号入力 ch.0
信号 GND
電源端子(光ﾓｼﾞｭｰﾙ用）(*)
信号入力 ch.1
信号 GND
電源端子(光ﾓｼﾞｭｰﾙ用）(*)
信号入力 ch.2
信号 GND
電源端子(光ﾓｼﾞｭｰﾙ用）(*)
信号入力 ch.3
信号 GNDGND
入力セレクトＳ１
入力セレクトＳ０
3.3V
サンプルレート選択
GND
GND
入力セレクトＳ１
GND

ディジタル入力ch.0

ディジタル入力

ch.1

ディジタル入力

ch.2

ディジタル入力

ch.3

ディジタル入力選択

サンプルレート選択

フィルター選択

表Pin
P22
P23
P24
P25
P26
P27
P32
P33

機能
RGND
R+L+
GND
LGND
AVD

基板端子 入力端子（つづき）
説明
WM8741 出力（右-)信号 GNDWM8741 出力（右+)WM8741 出力（左+)信号 GNDWM8741 出力（左-)WM8741 アナログ電源 GND
WM8741 アナログ電源(+5V)(*)JP1 接続にて 3.3V 供給

右 ch アナログ(-)
オーディオ出力

DAC アナログ電源

P28-P31 は欠番(2)基板端子機能(a)入力 ch セレクト
基板端子 P13-15 を使用して入力 ch の選択を行うことができます。設定と対応 ch は下表を参照ください。
表選択 Ch0123

入力 ch セレクト
S1 (P14)
GND
GND
OPEN
OPEN

S0 (P15)GND
OPENGND
OPEN(a)フィルタ選択
P16-18 を使用して DAC 内部のディジタルフィルターを選択することができます。設定とフィルターの応答例は下表を参照ください。
表

フィルター選択(FSEL)

基板端子 P20 の設定によりﾌｨルターの特性を可変することが可能です。
FSEL

LOW

OPEN

HIGH

設定

P20 を P21 へ接続

P20 は無接続

P20 を P19 へ接続

設定の状態

パルス
応答

(c)サンプルレート選択
基板端子 P27 の設定により対応するサンプルレートを切り替えることができます。CN1 を使用した外部信号を入力するときに必要になりますが、本 DAC 基板単体で使用する場合は自動切り替えをおこないますので、通常は使用しません。なお、この FSEL 端子を使用する場合は必ず、JP3 を接続（OPEN）にしてください。なお、この端子を使用する場合は WEM8741 のマニュアルをよく読んで、その機能を理解してから使用してください。
表
OSR
設定
対応
周波数

サンプルレート選択(OSR)

LOW
P17 を P18 へ接続
Low rate(32/44.1/48kHz)

OPEN
P17 は無接続
Medium rate
(88.2/96kHz)

HIGH
P17 を P16 へ接続
High rate(176.4/192kHz)(2)ジャンパー(a)JP1JP1 はディジタル部の 3.3V 電源を基板端子のＶ（P1,4,7,10)に供給します。光入力モジュールを利用する場合などに利用します。
(b)JP2DAC の入力信号の切り替えをおこないます。本基板のＤＡI を使用する場合は２－３を接続します。
CN1 からの外部入力を使用する場合は１－２を接続します。かならずどちらかに設定ください。
表 JP２
１－２を接続CN1 からの外部入力を使用する。
２－３を接続本基板の DAI を使用する（推奨）(c)JP3基板端子 P17(OSR)を使用して外部から強制的にサンプルレート(WM8741 の P22)を変更する場合は、JP3 を未接続（ＯＰＥＮ）とします。本 DAC 基板単体で使用する場合は必ず「接続」してください。

接続未接続（OPEN)

表 JP３
本基板単体で使用する場合（推奨設定）。
CN1 からの外部入力があり、P17(OSR)を使用して、強制的に対応サンプルレートを変更する場合。

(3)コネクター(a)CN1
外部の制御信号を入力する場合に使用します。このコネクターを使用する場合は JP2 の 1-2 を接続します。また入力信号の周波数に応じて基板端子の P17(OSR)を変更する必要が生じます。P17 を使用する場合は、必ず JP3 を未接続(OPEN)としてください。

５．接続
5-1.信号線の接続
デジタル入力信号、信号切り替え、フィルター選択は次図を参考にして接続ください。

Ch.0

COAXIAL INPUT

Ch.1
Ch.2
Ch.3

INPUT
S1
CHANNEL
S0
SELECTFILTER SELECT
FLT3
FLT2
FLT1

図 信号線の接続

なお入力に光モジュールを使用する場合は対応する終端抵抗（CH.０はＲ１，CH.1 はＲ２、CH.２はＲ
３，CH.３はＲ４、）の７５Ωを 47ｋΩ程度の高い値に変更ください。
（注）
本 DAC 基板を単体で使用する場合は下記の設定とします。
(1)JP2:2-3 接続(2)JP3:接続

5-2.オーディオ出力との接続
P22～P27 のオーディオ出力は差動アンプに接続します。
DAC8741-v2 基板の回路と併せて参照ください。下図は接続回路例です。

図

基板のオーディオ出力との接続

６．調整方法(1)タイミング回路
本基板では周波数切り替えのためのタイミング発生回路である VR1 の調整が必要です。以下にオシロを使う場合とテスターのみで調整する場合について記します。
(1)オシロで調整する場合
DAC にディジタル入力に信号を入れた状態で、IC22 Pin9 横の TC 部にオシロプローブを当て H レベ
ルのパルス幅がおよそ 8uS になるように設定します
（右図）。

波形例

図

（入力信号が 44.1kHz 時）

調整時に使用するポイント：ＴＣ(2)テスターで調整する場合
下記の STEP で調整をしてください。
(i)STEP1 : DAC にディジタル信号を入れた状態にします（動作させる）。
(ii)STEP2: TC 部の電圧が下記の電圧になるように VR1 を調整します。許容値は５％以内としてください。
・44.1kHz 入力の場合：1.16V ・48kHz 入力の場合：1.26V
もし、上記の電圧にならない場合は R5 を変更します。設定電圧より大きい場合は R5 を 1kΩに変更します。設定電圧より小さい場合は R5 を 20kΩに変更ください。ただし、ほとんどの場合は R17=3kΩで調整できるはずですので、設定できないない場合は DAI を含め半田付け不良が強く想定されます（うまく動作していない可能性が高い）。
(2)出力オフセット
オーディオ出力信号電圧が無入力時にゼロ電位になるように VR2,3 を調整します。なお、電源投入前には VR2,VR3 はかならず中立点にしておいてください。

７．基板パターン(a)シルクパターン

(b)配線パターン

８．回路図(a)デジタル部

(b)DAC 部（左チャンネル）(b)DAC（右チャンネル）１０．更新記録
2010.12.26 R1
2010.12.29 R2
2011.2.22 R3
2011.4.17
R4初版
回路図追加、メモリーバッファーとの接続例追加
基板 V2 用に修正
部品表修正 47F→47uF

１１．付録A.CN1 を使用してメモリーバッファーと接続する場合（注意）
本記載内容はあくまで参考にしてください。短期的な動作確認はしていますが、本来はメモリーバッファーと DAC 基板の動作電圧が異なるため長期的には不具合がでるかもしれません。異なる電位を吸収するためには DAC 基板の IC5 を 74LVC125 へ変更する、あるいはメモリーバッファーを 3.3V 動作とするなどの修正が必要になると思われます。
(1)DAC 基板のジャンパー設定
CN1 を介してデータを入力するために、DAC 基板の JP3 は解放、JP2 は 1-2 間を接続とします。

ＪＰ３は開放に設定

ＪＰ２は１－２間を接続(2)メモリーバッファーとの接続メモリーバッファーの CN1 と DAC 基板の CN1 を 10P のケーブルをつかって接続します。
(3)DAC 基板端子(P17)の設定
基板端子 P17(OSR)はサンプル周波数 192kHz 選択時はＨレベルにします。すなわち P16 と P17 間を接続します。
(4)メモリーバッファーの改造の要否について使用するメモリーバッファーについては無改造のまま（128fs)でも動作するようですが、本来の仕様からすれば WM8741 は 44.1kHz、48kHz では 128fs では動作が保証されていません。正規の仕様で動作させるための改造例を下記に示します。
表

改造により変更されるシステムクロック

fs

オリジナルのシステムクロック(128fs)

改造後のシステムクロック

44.1kHz

5.6448MHz

16.934MHz(384fs)

48kHz

6.144MHz

24.576MHz(512fs)

96ｋＨｚ

12.288MHz

24.576MHz(256fs)

192kHz24.576MHz

24.576MHz(128fs)

※改造方法(i)切断箇所（３箇所）

切断箇所（ドーターボード）

切断例(ii)接続箇所（３カ所）

図 ジャンパーを３本接続

接続例

(iii)その他
メモリーバッファーに高速版 IC を使用した場合の動作の安定化に、リードユニット（ドータボード）のコネクタCN2b の RR とＧＮＤ間に 22pF 程度のコンデンサを入れる効果があります。動作が不安定な場合に試してみてください。。

メモリーバッファー（高速版）の安定動作のためのコンデンサ（22pF)(以上）