2006.8.14 R.1

ディジタルオーディオレシーバ製作マニュアル
Digital Audio Receiver(CS8416) for DAC1704-4D
本基板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。
<注意>
本マニュアルに記載の内容は製作上級者の方には不要なものが多く含まれますが、製作の前に必ずお読みください。また、この基板の実装には半田付けの技量も必要です。初心者の方は、他のキットなどで経験を積まれてからチャレンジするようにしてください。

完成例

１．はじめに
本基板は DAC1704-4D 用のディジタルオーディオレシーバになります。DAI の素子として従来のテキサス社の DIR1703E からシーラスロジック社の CS8416 に変更しています。本基板は基本的には DAC1704-4D専用の DAI であり、その用途では特段のジャンパー線もなく使用することが可能ですが、高機能な CS8416を生かしかつ汎用的な DAI 基板として活用できるように基板上に拡張用のコネクタやジャンパー端子をいくつか設けています。
ディジタルフィルタは標準では DF1704(最大 96kHz)を用いることになりますが、これについてもDF1706(192kHz）に変更可能なように電圧が 5V あるいは 3.3V を選択できる構成にもしています（ただし DF1706 については動作確認はしたことはありません）。
また CS8416 の特徴として 192kHz 入力が可能になりますから、NOS(ノンオーバサンプリング）であれば 192kHz で DAC1704 を駆動することも可能です(DIR1703E では 96kHz まで）。
いずれにしても色々と用途に合わせて変更することが可能ですが、どの様に作（創）るかは製作者の自由です。この基板を活用して色々な DAC と接続してはいかがでしょうか。

２．基本仕様(a)入力 ： ４系統 （同軸あるいはディジタルＴＴＬ入力）(b)出力 ： 24BitDAC 用出力信号線(L,R 用の２系統：DAC1704-4D へ直接接続可）(c)ディジタルオーディオ復調 : CS8416 / 192kHz まで対応(IC 仕様）(d)ディジタルフィルタ: (default)DF1704 / ８倍オーバサンプリング
ノンオーバサンプリングへの切り替え可能(g)プリント基板：ガラスエポキシ両面スルーホール（ＦＲ４）
基板サイズ 109.2×83.8mm(h)必要電源：＋５Ｖ（ディジタル用）
200mA 以上
-1-３．部品表
品名
ｺﾝﾃﾞﾝｻ

抵抗IC

ｺﾈｸﾀ

番号
C1C2C3C4C5C6C7～9C10C11,12C13C14Cp
R1R2
R3R4,5R6-9
R10-14
R15-22
R23,24
R25
R26IC1IC2規格
電解ｺﾝﾃﾞﾝｻ
電解ｺﾝﾃﾞﾝｻ
電解ｺﾝﾃﾞﾝｻ
電解ｺﾝﾃﾞﾝｻ
ﾌｨﾙﾑｺﾝﾃﾞﾝｻ
ﾌｨﾙﾑｺﾝﾃﾞﾝｻ
ﾌｨﾙﾑｺﾝﾃﾞﾝｻ
電解ｺﾝﾃﾞﾝｻ
ﾌｨﾙﾑｺﾝﾃﾞﾝｻ
電解ｺﾝﾃﾞﾝｻなど
電解ｺﾝﾃﾞﾝｻ
ｾﾗﾐｯｸｺﾝﾃﾞﾝｻ炭素皮膜(1/4W)
炭素皮膜(1/4W)
金属皮膜(1/4W)
炭素皮膜(1/4W)
金属皮膜(1/4W)
金属皮膜(1/4W)
炭素皮膜(1/4W)
金属皮膜(1/4W)
炭素皮膜(1/4W)
金属皮膜(1/4W)
DF
3.3V ﾚｷﾞｭﾚｰﾀ

IC3IC4,5IC6
CN1-4DAISELECTOR
INVERTOR
ﾋﾟﾝﾍｯﾀﾞ

表４ ＤＡＩ部品表
仕様
個数10uF/10V
1100uF/10V
110uF/10V
110uF/10V
10.022uF
11000pF
10.01uF
3220uF/16V
10.01uF
21uF
110uF/10V
10.1uF64.7kΩ
13kΩ
１22kΩ
275Ω
447kΩ
147Ω
847kΩ
210kΩ
147kΩ
1DF1704E
129M331CS8416
74HC157
74HC1410P

1214

備考
DF ﾘｾｯﾄ時定数用

CS8416 ﾘｾｯﾄ時定数用
PLL ループフィルター用
PLL ループフィルター用

0.1～10uF で可2012 ｻｲｽﾞ不要。取り付けないこと
PLL ループフィルター用

ダンピング抵抗 22～51Ω

SSOP-28P
7800 と同じピン配置の同等品可低ドロップ品。
SOP-28P
DIP-16P
DIP-14P

4.入出力ピンの機能
Pin
12
3
4
56789101112131415

機能
GND
SEL0
SEL1
GND
IN0+
VL
GND
IN1+
VL
GND
IN2+
VL
GND
IN3+
VL

表 ピン機能(P16,17,18 はありません）
内容説明
GND
入力 Ch の選択端子です。
端子の状態と選択された入力 Ch は下表
入力選択 SEL0 端子
を参照ください。
入力選択 SEL1 端子
GND
ﾃﾞｨｼﾞﾀﾙ入力端子を接続します。入力 Chは[0]です。VL は光入力ﾓｼﾞｭｰﾙを接続すﾃﾞｨｼﾞﾀﾙ入力信号(0ch)電源(3.3V あるいは 5V) るときに使います。
GND
ﾃﾞｨｼﾞﾀﾙ入力端子を接続します。入力 Chは[1]です。VL は光入力ﾓｼﾞｭｰﾙを接続すﾃﾞｨｼﾞﾀﾙ入力信号(0ch)電源(3.3V あるいは 5V) るときに使います。
GND
ﾃﾞｨｼﾞﾀﾙ入力端子を接続します。入力 Chは[2]です。VL は光入力ﾓｼﾞｭｰﾙを接続す
ﾃﾞｨｼﾞﾀﾙ入力信号(0ch)電源(3.3V あるいは 5V) るときに使います。
GND
ﾃﾞｨｼﾞﾀﾙ入力端子を接続します。入力 Chは[3]です。VL は光入力ﾓｼﾞｭｰﾙを接続す
ﾃﾞｨｼﾞﾀﾙ入力信号(0ch)電源(3.3V あるいは 5V) るときに使います。
-2-

表

Pin19202122

機能+5V
GND
MODE

表

ピン機能つづき内容
説明
外部から電源を供給します。
電源＋5V
GND
CN1,2 の出力フォーマッ P21-P22ト切り替え
SHORT の場合：1fs(*)(DAI 出力)
OPEN の場合：8fs(DF 出力)(*)ノンオーバサンプリング

入力選択端子 SEL0,SEL1(P2,3)の状態と入力 Ch
選択 Ch
SEL1(P3)
SEL0(Pin2)
0
GND
GND
1OPEN
GND
2
GND
OPEN
3OPEN
OPEN

表 ＣＮ１ピンアサイン
PIN
内容
1
N.C.
2
GND
3
WCK(Word Clock)
4
GND
5
BCK(Bit Clock)6
GND
7
L-channel data
8GND
9R-channel data
10GND

表 ＣＮ３ピンアサイン(*)
PIN
内容表 ＣＮ２ピンアサイン
PIN
内容
1
N.C.
2
GND
3
WCK(Word Clock)
4GND
5
BCK(Bit Clock)6
GND
7
R-channel data
8
GND
9L-channel data10GND

表 ＣＮ４ピンアサイン(**)
PIN
内容ASRC CN2 の場合
1N.C.
DATA
2GND
GND
3N.C.
LRCK
4GND
GND
5N.C.
BCK
6GND
GND
7N.C
SCK
8GND
GND
9,10(共通)N.C
Vcc(+5V)

1N.C.
2
GND
3N.C.
4
GND
5N.C.
6
GND
7N.C
8GND
9N.C
10GND
(*)CN3 は主に DF のソフト制御の場合の取り出し線として用います。
(**)CN4 は主に DAI からの直接取り出し(ASRC の CN2 互換）として用います。

５．ジャンパーの設定
本基板を DAC1704-4D と接続する場合は基本的にはジャンパー線の設定は不要です。しかし、異なる動作モード(たとえば DF1706 を使うなど）および汎用 DAI として使う場合は、ジャンパー設定が必要になる場合があります。ジャンパーの機能をよく理解しておけば、より便利にこの基板を使えると思います。
-3-

(i)入力端子における電圧変更（ＪＰ１）
JP１は基板端子の P6,9,12,15 の出力電圧を変更することができます。主に光入力モジュールを使う
場合はこれらの端子が必要になりますが TORX178/179 を使う場合は+5V に設定します。3.3V 動作の光入力モジュールの場合はジャンパーを変更ください。
表 ＪＰ１の設定
JP1
設定内容
3.3V
P6,9,12,15 にかかる電圧は 3.3V
5V(DEFAUTL)
P6,9,12,15 にかかる電圧は 5V（注）ＪＰ1 は部品面のパターンが DEFAULT の状態になっています。変更する場合は該当パターンを切断の上、変更ください。
(ii)CS8416 のロジック電圧の変更（ＪＰ2）JP2 は CS8416 の Pin21(VL)に加わる電圧を変更します。接続先の電圧に合わせて変更します。DEFAULTは 5V になっており、DF1704 を接続することを想定しています。
表 ＪＰ２の設定
JP２
設定内容
3.3V
CS8416 Pin21 VL=3.3V
5V(DEFAUTL)
CS8416 Pin21 VL=3.3V（注）ＪＰ2 は部品面のパターンが DEFAULT の状態になっています。変更する場合は該当パターンを切断の上、変更ください。
(iii)DF170X の動作電圧の変更（ＪＰ３）
JP３は IC3(DF170X)の動作電圧を変更します。IC3 の種類に合わせて変更します。DEFAULT は 5V になっており、DF1704 を接続することを想定しています。
表 ＪＰ３の設定
JP２
設定内容
3.3V
IC3 動作電圧 Vdd=3.3V (DF1706 をつかう場合）
5V(DEFAUTL)
IC3 動作電圧 Vdd=5V (DF1704 をつかう場合）（注）ＪＰ３は部品面のパターンが DEFAULT の状態になっています。変更する場合は該当パターンを切断の上、変更ください。
(iv)出力フォーマット等の変更（ＪＰ４）JP4 は各ピンのプルアップ・プルダウンを切り替える役割をもっており、CS8416 の動作状態を決めることができます。なおプルアップ・プルダウンの状態ははリセット信号の立ち上がり時に検出されますので、動作時に変更しても切替わりらないことに注意しなければなりません。表には、主に使う設定についてまとめてみました。
ここのジャンパーの理解には CS8416 のデータシートを一読することをお勧めします。
（注）ＪＰ４は部品面のパターンが DEFAULT の状態になっています。変更する場合は該当パターンを切断の上、変更ください。

図 JP4-4-

NV/RERR
AUDIO(SFSEL1)
96kHz
RCBL
U
C(SFSEL0)
TX
SDOUT

表 ＪＰ４の設定例
24Bit
24Bit
IIS ﾌｫｰﾏｯﾄ
左詰めﾌｫｰﾏｯﾄ
256fs
256fs

24Bit
右詰めﾌｫｰﾏｯﾄ
256fs(DEFAULT)
LH
LHL
LL
L

24Bit
右詰めﾌｫｰﾏｯﾄ
128fs 出力←L←L←H←←
LL←←←
←
LH←
←←←
HL
←
←

(*)DF1706 をつかう場合の注意点
DF1706 はサンプリング周波数が 176.4kHz 以上の場合は 256fs では動作せず、128fs のシステムクロックが必要です。
また 96kHz 以下の場合では 256fs とする必要があります。すなわち DF1706 を ASRC などと接続する場合では 96kHz 以下とそれを越える場合には出力 fs(上表 JP4 の U)の設定を変更し、電源を入れ直す必要があります。

(v)CS8416 のデータ信号を直接取り出す場合。
CS846 の制御信号(DATA、LRCK、BCK)を取り出す場合は、P21 を GND にショート状態(1fs)に設定すれば CN1 あるいは CN2 の端子出力から得ることができます。しかし、システムクロックを含めて取り出す
場合、あるいは ASRC 基板の出力とピンコンパチで得たい場合は CN4 をつかうと便利でしょう。この場合は、ジャンパー線が必要ですが、信号を取り出すためのパターンが設けてあります。また、ダンピング抵抗も挟むことを想定したパターンになっています。図を参考にしてジャンパー線を接続ください。
この配線を行うことで、CN4 を直接 DAC1794D-woDAI に接続することができます。

22～47Ωのダンピング
抵抗を４個実装

図

図

ダンピング抵抗の取り付け

ﾁｯﾌﾟ抵抗を取り付けた場合

図 1/6W 抵抗器をとりつけた場合

-5-

図

ジャンパー線の配置（４本で接続します）

図

ジャンパー線の配置の様子(vi)ディジタルフィルタをソフトウエア制御にする場合下図にしたがって、ジャンパー線を接続します。CN3 をマイコン接続用に使用すると便利でしょう。
ソフトウエアモードにするときには基板裏面に"CUT”と指示されたパターンを２本切断します。
ディジタルフィルタをソフト制御することによりディジタルアッテネータなどの機能を実現することが可能になります。

-6-

図

ディジタルフィルタをソフトウエアモードで動作させるためのパターンカットとジャンパー線

６．製作方法(a)製作手順
部品表と基板の部品配置図、シルク印刷を参照し、部品の向きや位置を間違えずに取り付けて半田付けしてください。慣れた方には説明不要なところですが、部品の取り付け順番によっては、後の部品の取り付けが難しくなる場合があります。基本的には背の低い部品、軽い部品から取り付けることが常道ですので、初心者の方は下記を参考にしてください。
(i)最初は表面実装部品を取り付ける
表面実装部品を一部につかいます。文字通り基板の表面で半田付けをするため、周辺に部品をつけた
あとでは半田ごてのこて先がはいりにくくなる可能性があります。したがって、まず最初に表面実装部品から取り付けるようにしてください。
・フラットパッケージＩＣを取り付ける
周囲のチップコンデンサを取り付けた後での半田付けは難しくなりますので、最優先でとりつけます。
この IC のなかにはピン間 0.65mm のものがありますので注意して取り付けないとピン間で半田ブリッジが起きます。できるだけ細い半田（0.3mm のものを推奨）を用意ください。まず細く切ったセロハンテープで IC を仮固定したのちに半田付けしたほうがよいでしょう。IC のピン間で半田ブリッジが生じた
場合は半田吸い取り器や半田吸い取り線をつかって慎重に取り除いてください。セロハンテープは pin
すべての半田付けが終わってから、IC を押さえながらはがします。１、２本の pin を半田付けした状態
でセロハンテープをはがすそうとするとパターンがめくれ上がったり、IC のピンが曲がる可能性があります。半田付けであると便利なものがフラクスです。半田の表面が活性化し、表面張力によってブリッジがしにくくなります。半田の前に塗布するとよいでしょう。乾燥を待たずに半田付けしてしまいましょう。

図ＳＳＯＰの半田付け方法。一旦セロハンテープ等で固定すると作業しやすい（図は別の基板です）-7-半田付け後は基板を透かして見てブリッジがないかよく確認しましょう。ルーペで半田不良のところもよく確認ください。必要ならテスタ等で調べましょう。部品を全部つけたあとでは修正はきわめて難しい作業になります。
表面実装部品の取り付けのコツを掲載したＨＰもありますので参考にしてください。その他、探せばいろいろとでてきます。
http://www.picfun.com/flat01.html
http://optimize.ath.cx/cusb/handa.html
・チップコンデンサを取り付ける
この基板には 2012 サイズのチップコンデンサを使います。
チップコンデンサの半田付けの方法は色々あるかと思いますが、私が好む方法を１つ紹介します。まず基板上の片側のPAD（パッド）に予備半田をしておきます（半田を盛りすぎないように）。そしてピンセット等でチップ部品をつまみ、位置をあわせながら片側のみ半田を溶かして固定します。位置が決まれば反対側を半田付けします。

片側のパッドに予備半田。

図

チップコンデンサ（取り扱いにはピンセットが必要）

ピンセット等で部品を配置

部品位置を合わせながら半田を溶かして固定（つけすぎに注意）

完了

図

反対側を半田付

チップ積層セラミックコンデンサの半田付け方法(ii)次に小物部品を取り付ける
小物：抵抗、IC ソケット、フィルムコンデンサなどを取り付けます。
(iii)背の高い電解コンデンサと大きめのフィルムコンデンサをとりつける。
(iV)ＩＣを挿し込む
最後にソケットに IC を差し込みます（IC を直接半田付けする場合はその限りではありません）。

-8-

７．基板シルク-9-

８．基板パターン- 10 -

APPENDIX.CS8416 単独動作させる場合
CS8416 を単独で動作させる場合はﾃﾞｨｼﾞﾀﾙﾌｨﾙﾀ以降の回路部品は必要ではありません。下の写真を参考に部品を実装ください。１つ注意点があり、CS8416 の DATA 信号は DF1704 に接続するまでに INV ゲー
ト(IC6)を２つ挿入している都合上、IC6 を未実装とする場合は、IC6 の半田面近くのジャンパーを接続してください。

図CS8416 を最小構成で動かす場合の実装例（入力は CH2,3 のみ使用）

図CS8416 を最小構成で動かす場合のジャンパー線

DRAFT 2006.8.1
R.1 2006.8.14- 11 -