＜編集日：R3 2022.11.7>

Renew SRC4137 / Sample Rate convertor with AK4137
AK4137 使用 新ディジタルオーディオフォーマット変換基板
製作マニュアル
＜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
本基板は旭化成マイクロシステムのAK4137 を用いたディジタルオーディオでのサンプリングレートならびにフォーマット変換基板です。基本的にはPCM,DSD,DoP 信号を PCM あるいは DSD フォーマットへの変換が可能です。さらにフロントエンドに PCM9211 を用いており，入力信号としては PCM、DSD の他に SPDIF及びアナログ入力も使用可能です。また出力信号は PCM 変換された場合には DIT（Digital Interface Transmitter)により SPDIF 同軸出力も可能です。
すなわち，DSD 信号を受信して SPDIF への変換も可能です。
入力信号の数については SPDIF が 4 入
図 完成例
力，DSD/PCM が 2 入力，アナログが 1 入力と数多く有しています。出力はPCM/DSD は 2 ポートと SPDIF は同軸及びディジタル出力が可能です。PCM 信号出力時には 2 つのうち 1 つのポートは LR クロックを反転して出力することも可能ですので，右詰めフォーマットで動作可能なマルチビットの DAC とも直接接続することができます。
マスタークロックについては基板上の水晶発振器の他に，外部からのクロック供給も容易なパターンとしています。
本機は以前にリリースした SRC41374 基板の後継機にあたり，さらに機能的には大幅に向上させると同時に，基板サイズも一回り小さくし筐体内への実装性も向上させました。
ディジタルオーディオの入力のフロントエンドとして便利に使えるかと思います。

２．仕様
機能主な仕様電源電圧
特徴

表 主な仕様と特徴
ディジタルオーディオのフォーマット変換基板
・入力数 7(SPDIFx4，PCM/DSD×2,ANALOGx1)・入力対応周波数 SPDIF～192kHz,PCM/DSD～768kHz,DSD1024(IC スペック)
・出力数 3(PCM/DSD×2，SPDIF（DIG/CO-AXIS）×1)
・出力周波数 SPDIF～192kHz,PCM/DSD～768kHz,DSD1024(IC スペック)
・機能表示装置：20x4LCD
・赤外線リモコン対応
5V±5%，消費電流は単体で 120mA 程度
・PCM,DSD,DoP から PCM,DSD,SPDIF への多彩な変換が可能(DoP は未確認）。
・外部クロックへの変更も容易
・赤外線リモコンの学習機能有り
・PCM 出力の１つは LR 信号の反転が可能。
etc

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1

３．構成
本機での信号の流れは下図のようになっています。この信号の流れをよく理解ください。パラメータの設定では各変換器（DIR,ADC,DIT,SRC）の入出力のフォーマットを一致させる必要があります。

DIR: Digital Interface Receiver ，SPDIF 信号を PCM 信号に変換。
ADC: Analog Digital Convertor , アナログ信号を PCM 信号に変換(48kHz あるいは 96kHz)
DIT： Digital Interface Transmitter ，PCM 信号を SPDIF 信号に変換
SRC： Sampling Rate Convertor，サンプリング周波数，フォーマットを変換。

図

本基板における信号の流れ

OKIRAKU AUDIO 2022 All copyrights reserved24.回路図OKIRAKU AUDIO 2022 All copyrights reserved

3５．端子機能(1)基板端子機能
本基板における基板端子機能は下表の通りです。
表Group
SPDIF-IN

SPDIF-OUT

RENC

IR

EVOL

Analog

CLK

POWER
その他

名称
G
R0
G
R1
G
R2
V
G
R3
V
G
DA+GAA
B
C
V
G
S
GS
V
L
GND
R
CLKG
SEL
GND
5V
SW1SW2SW3
SW4G

基板端子機能備考
信号 GND
RX0(SPDIF 同軸）入力
信号 GND
RX1(SPDIF 同軸）入力
信号 GND
RX2(SPDIF ﾃﾞｨｼﾞﾀﾙ）入力
3.3V 出力信号 GND
RX3(SPDIF ﾃﾞｨｼﾞﾀﾙ）入力
3.3V 出力信号 GND
SPDIF ﾃﾞｨｼﾞﾀﾙ出力
SPDIF 同軸出力(+)
信号 GND
SPDIF 同軸出力(-)
エンコーダ接続(COMMON)
エンコーダ接続(B)エンコーダ接続(A)3.3V 出力
電源 GND
IRR 信号入力
GND
可変抵抗の中点入力
3.3V(VDD)
アナログ信号 L-CH 入力
信号 GND
アナログ信号 R-CH 入力
外部クロック入力
信号 GND
クロック選択出力信号
電源 GND
5V 電源入力
SW1 の外部接続用(PARA+)
SW2 の外部接続用(PARA-)
SW3 の外部接続用(TERM+)
SW4 の外部接続用(TERM-)
スイッチのコモン(GND)

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3.3V 出力は光受信ﾓｼﾞｭｰﾙ等に使用

3.3V 出力は光受信ﾓｼﾞｭｰﾙ等に使用

光送信ﾓｼﾞｭｰﾙ用電源は別途用意必要。
G はバランス出力時に使用

本基板では使用せず

赤外線リモコンの接続端子

本基板では使用せず

入力ﾚﾍﾞﾙは最大 3Vpp

SEL 信号は下記。
L:45.1584MHz H:49.152MHz
最低 150mA 以上の容量必要

4(2)コネクタ機能(i)CN1,CN2
CN1,CN2 はそれぞれ PCM0,PCM1 入力です。
名称は PCM になっていますが DSD も入力可です。
いずれも PCM9211を経由して AK4137 に送出されます。

Pin
13579

PCM
DATA
LRCK
BCK
MCK
N.C

表 CNl,CN2 ピン配置
DSD
Pin
DATA-L
2DATA-R
4BCK
6
MCK
8N.C
10機能
GND
GND
GND
GND
N.C

(ii)CN3CN3 は 20×4 桁の LCD 表示器の接続ポートになっています。リボンケーブルでの接続を考慮して奇数ピンを中央に配置した 3 列配置としています。電源(VDD,GND)の逆接を行うと LCD が故障しますので注意してください。

Pin135791113

表 CN3 ピン配置
機能Pin機能
GND
2VDD
CONTRAST
4RS
GND
6E
GND
8GND
GND
10GND
DB412DB5DB614
DB7(iii)CN4,CN5
CN4,CN5 は PCM/DSD の出力ポートになります。CN4 の Pin3(LRCK)については，JP1 により極性を反転できるようにしています（既定値は反転側になっています）。通常は CN5 を使用して出力します。

Pin
13579

表 CN4,CN5 ピン配置
PCM
DSD
PinDATA
DATA-L2
LRCK(*) DATA-R(*)
4BCK
BCK
6MCK
MCK
8N.C
N.C
10機能GND
GND
GND
GND
N.C

(*)CN4 については JP1 で極性を変更可能です。通常は極性が非反転の CN5 を使うとよいでしょう。既定値で JP1 は反転としており，そのまま PCM 出力で接続すると左右が反転しますが，DSD
ではほとんど影響はないでしょう。

(iv)CN6マイコンの ICSP(In-Circuit Serial Programming)ポートです。開発時以外は使用しません。
(3)ジャンパー設定(i)JP1
CN4 の PIN3 の極性を設定します。既定値は INV(反転）になっていますので，変更する場合はパタンを切断して NOR（非反転）側に設定してください。
(ii)JP2
マスタークロックの選択を行います。既定値は INT となっており，基板上の水晶発振器を使用します。EXT側に変更することで外部クロックの入力が可能であり，この場合は INT 側のパタンを削除して，EXT 側をジャンパーしてください。外部クロックは CLK グループの CLK 端子に接続します(CMOS 3.3V ロジックレベル）。
要求される周波数は SEL 端子で指定されます（L:45.1584MHz H:49.152MHz）。

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5６．部品表例
表
品名
抵抗ｺﾝﾃﾞﾝｻ

ﾀﾞｲｵｰﾄﾞ
水晶

IC

番号
R1
R2
R3,4R5R6R7,8RaRbRc
VR1
C1C2C3,4C5,6C7C8-11C12C13-16C17Cp
D1,2XT1
XT2
XT3IC1
IC2
IC3,4IC5,6IC7IC8IC9IC10規格
金属被膜 1/4W
炭素被膜 1/4W
炭素被膜 1/4W
炭素被膜 1/4W
炭素被膜 1/4W
ﾁｯﾌﾟ抵抗ﾁｯﾌﾟ抵抗ﾁｯﾌﾟ抵抗ﾁｯﾌﾟ抵抗１回転半固定ﾌｨﾙﾑ
ﾌｨﾙﾑｾﾗﾐｯｸ
ﾌｨﾙﾑ
ﾌｨﾙﾑ
電解ｺﾝﾃﾞﾝｻ
電解ｺﾝﾃﾞﾝｻ、ﾁｯﾌﾟ C
電解ｺﾝﾃﾞﾝｻ
ﾌｨﾙﾑ
ﾁｯﾌﾟｺﾝﾃﾞﾝｻ
一般整流用
HS-49UXO 発振器XO 発振器
DAI
SRC
ロジック
ロジック
ロジック
ロジック
ロジック
EXTEND-IO

IC11IC12TR1SW1-4

電圧ﾚｷﾞｭﾚｰﾀ 3.3V
制御 CPU
ﾊﾟﾙｽﾄﾗﾝｽ
ﾀｸﾄｽｲｯﾁ

トランススイッチ
基板
ハッチング部はキットの主要部品として添付。

部品表
仕様
680Ω
100Ω
75Ω
220Ω
100Ω
1kΩ
51Ω
47kΩ
1kΩ
10-20kΩ0.068uF
4700pF
15～22pF
0.01～0.1uF
0.1uF
47uF/16V
10uF/16V
47uF/16V
不要
0.1uF
ジャンパー
24.576MHz
49.152MHz
45.1584MH
PCM9211
AK4137
74125
7474
74125
7404
74245
PCA9539
あるいはPI4IOE5V9539
48M033 など
PIC-28Pin
DA102C など

Renew SRC4137

個数1121121822111221414211111122111111141

備考
PLL 用

1608,2012 サイズ
1608,2012 サイズ
1608,2012 サイズ
1608,2012 サイズ
LCD ｺﾝﾄﾗｽﾄ調整用
PLL 用
PLL 用
#2022.11.7 修正±30%＃2022.11.6 修正

1608,2012 サイズ
通常は不要(*1)

LVC など(SO-14)
LVC など(SO-14)
LVC など(SO-14)
LVC など(SO-14)
LVC など(SO-20) WIDE
SSOP-24#2022.11.7 互換品追加
7800 と同じピン配置“RenewSRC4137”(*2)(*1)LCD の制御 IC の H レベル閾値が低い場合は D1 あるいは D2 のどちらか，あるいは両方を実装して LCD の動作電源を下げて，H レベル閾値を下げるようにします。
(*2)SW1～4 を外付けする場合は，基板上に実装する必要はありません。

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6

７．接続
(1)電源および入出力の接続
下図を参照にして接続します。通常は PCM/DSD の OUTPUT1 を使用します。OUTPUT2 は LR 信号が反転していますので、非反転にするには JP1 を変更してください。
SPDIF(Co-AXIAL)RX1

SPDIF OUTPUT(Co-AXIAL)++RX0

PCM0(PCM/DSD)For Optical
Modules+

For Optical
Modules
ANALOG
L-CH+

R-CH

PCM/DSDOUTPUT1-+

PCM1(PCM/DSD)

PCM/DSDOUTPUT2GND+5V

図

電源および入出力の接続(2)操作関係の接続
下図を参照にして接続します。操作スイッチは基板上と外付けとパラで動作しますので、どちらか一方で十分です（両方でも問題ありません）。LCD の接続はピンの偶数・奇数を間違えないように注意してください。
間違えると電源が逆接となり、LCD の故障の原因となります。

TERM-

TERM+PARA-

PARA+

赤外線受光モジュール（秋月電子 I-04659)

20x4 LCD

図

操作関係の接続

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7８．基板パターン(1)シルク図
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シルク8

(2)配線パターン（部品面）

図

部品面パターン

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9(3)配線パターン（半田面：部品面より透視）

図

半田面パターン

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10９.操作方法
この基板の制御ソフトはセッティングオリエンテッドな構造になっています。すなわち，セッティング番号が１～８まであり，それぞれのセッティングに個別のパラメータが与えられています。パラメータには入力信号，変換方法及び変換周波数などが含まれます。この構造のためセッティング番号のすべてを同じ入力（例えば SPDIF-RX0)として，セッティング番号で変換周波数だけを変更するといった使い方が可能です。
以下に，パラメータ項目とパラメータ値の変更方法について説明します。
1)基本操作
基本的な操作方法は 4 つのスイッチ(TERM+,TERM-，PARA+,PARA-)を使用して行います。4 つのスイッチの機能は下記になります。項目は 1～20 まであります。パラメータ数は項目によって異なります。
＊パラメータ変更＊項目変更：SW1/PARA+(INC)，SW2/PARA-(DEC)：SW3/TERM+(INC)，SW4/TERM-(DEC)2)パラメータの初期設定値
機能としてはフロントページでセッティング番号を１～8 で変更します。それぞれのセッティング番号について各々17 個のパラメータを有しています。初期値としてはそれぞれのセッティングについて下表の変換となるようなパラメータが設定してあります。
表セッティング番号12345678

セッティング初期値
入力
変換内容
RX0(SPDIF 同軸）
PCM→PCM， I2S フォーマット 192kHz 出力RX0(SPDIF 同軸）
PCM→DSD256
RX0(SPDIF 同軸）
無変換
CN1,PCM0(I2S)
PCM→PCM，I2S フォーマット 192kHz 出力
CN1,PCM0(I2S)
PCM→DSD256
CN1,PCM0(I2S)
無変換
ANALOG
PCM→PCM，I2S フォーマット 96kHz 出力
ANALOG
PCM→DSD2563)各パラメータの変更方法
各セッティングでのパラメータを変更するには，FRONT PAGE にてセッティング番号を PARA+あるいは PARAで変更したのち，項目を TERM+あるいは TERM-で設定して，各項目に応じたパラメータを変更します。変更したパラメータはその場で EEPROM に記憶されます。
表No
FRONTPAGE

LCD 表示例

LCD の表示とパラメータの変更方法
表示＆設定内容

1

フロントページ
通常はこの画面が表示されます。セッテイング番号と主要な情報が表示されます。左画面例では下記の状態を示しています。
セッテイング：１(S1) （１～８まであります）
変換(CNV)：PCM 入力ｰ>PCM 出力入力(INP）：RX0（SPDIF 同軸） 周波数は 48kHz
出力(OUT)：マスタクロック(MC)は 24.576MHz
出力 FSO は x128
フォーマットは I2S,192kHz 変換
セッテイング１のパラメータ変更(1/20)
変換スタイルを設定。パラメータは下記から選択。
PCMー＞PCM
PCMー＞DSD
DSDー＞PCM
DSDー＞DSD
DoPー＞PCM
DoPー＞DSD
PCMー＞（無変換）
DSDー＞（無変換）

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11

2

セッテイング１のパラメータ変更(2/20)

3

入力を設定。 パラメータは下記から選択。
RX0 (SPDIF 同軸）
RX1 (SPDIF 同軸）
RX2 (SPDIF ディジタル）RX3 (SPDIF ディジタル）PCM0（CN1 入力，PCM,DSD 兼用）
PCM1（CN2 入力，PCM,DSD 兼用）
ADC (ANALOG SIGNAL 入力）
セッテイング１のパラメータ変更(3/20)

4（SRC)AK4137 の PCM 入力フォーマット設定。 パラメータは下記から選択。
I2S
LJ（左詰め）
RJ24（右詰め 24 ビット）
RJ32（右詰め 32 ビット）
セッテイング１のパラメータ変更(４/20)

5（SRC)AK4137 の DSD 入力 FS 設定。 パラメータは下記から選択。
64FS
128FS
256FS
セッテイング１のパラメータ変更(５/20)
マスタークロックの設定。 パラメータは下記から選択。
49.152MHz ～ 5.6448MHz まで８段階で設定(48kHz 系と 44.1kHz 系）

6

セッテイング１のパラメータ変更(６/20)

7

マスタークロックの FS 出力設定。パラメータは下記から選択。
64FSO
128FSO
256FSO
384FSO512FSO
768FSO※多くは 128 あるいは 256，512 設定です
セッテイング１のパラメータ変更(7/20)

8SRC（AK4137）の PCM 出力フォーマットを設定。パラメータは下記から選択。
I2SLJ
RJ※出力ビットは次で設定します。
セッテイング１のパラメータ変更(8/20)
SRC（AK4137）の PCM 出力ビットを設定。パラメータは下記から選択。
16202432＃通常は I2S で 32 ビット設定で良いでしょう。
マルチビット DAC(PCM1704 など）を直接つなぐときは該当するビットに設定します（PCM1704 では 24Bit，PCM1702 では20Bit，PCM56P では 16bit など)

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12

9

セッテイング１のパラメータ変更(9/20)

10SRC（AK4137）の PCM 出力のディジタルフィルタを設定。パラメータは下記から選択。
SHARP ROLL-OFF + NORMAL DELAYSHARP ROLL-OFF + SHORT DELAY
SLOW ROLL-OFF + NORMAL DELAY
SLOW ROLL-OFF + SHORT DELAY#LCD での表記は省略形になります。
セッテイング１のパラメータ変更(10/20)
SRC（AK4137）の DSD 出力 FS を設定。パラメータは下記から選択。
64FS
128FS
256FS
＃数値が高くなると高いクロックになります。BCK の周波数は
FREQ＝マスタクロック周波数(*1) x FSO(*2) x FS(*3)(*1)パラメータ変更(5/20) (*2)パラメータ変更(6/20)(*3)このパラメータ11

セッテイング１のパラメータ変更(11/20)

12SRC（AK4137）の DSD 出力クリップを設定。パラメータは下記から選択。
OFF-6dB-9dB
セッテイング１のパラメータ変更(12/20)
DIR（PCM9211）の出力フォーマットを設定。パラメータは下記から選択。

13I2S
LJ
RJ16（右詰め 16bit)
RJ24（右詰め 24bit)#SRC と連動させる場合は SRC 入力フォーマットと一致させる必要があります。
セッテイング１のパラメータ変更(13/20)
DIT（PCM9211）の入力フォーマットを設定。パラメータは下記から選択。
I2S
LJ
RJ16（右詰め 16bit)
RJ24（右詰め 24bit)

14#通常は I2S でいいでしょう。SRC(AK4137)の出力であるパラメータ(7,8/20)との整合性が必要です（PCM 出力のみ）
セッテイング１のパラメータ変更(14/20)
DIT（PCM9211）の入力 FS を設定。パラメータは下記から選択。
128FS
256FS
512FS
#通常は I2S でいいでしょう。SRC(AK4137)の出力であるパラメータ(6/20)との整合性が必要です（PCM 出力のみ）

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13

15

セッテイング１のパラメータ変更(1５/20)

16

ADC（PCM9211）の出力フォーマットを設定。パラメータは下記から選択。
I2S
LJ
RJ16（右詰め 16bit)
RJ24（右詰め 24bit)#通常は I2S でいいでしょう。 SRC と連動させる場合はの SRC
入力フォーマットと一致させる必要があります。
セッテイング１のパラメータ変更(1６/20)

17ADC（PCM9211）のサンプリング周波数を設定。パラメータは下記から選択。
96kHz(256FS)
48kHz(256FS)#どちらも 256FS なので出力システムクロックは下記の通り
96kHz 時で 24.576MHz，48kHz 時で 12.288MHz.
セッテイング１のパラメータ変更(1７/20)
ADC（PCM9211）の入力ゲインを設定。パラメータは下記範囲から 0.5dB ステップで選択。
-100dB～20dB

18

デバッグ情報（参考）
入力信号のクロック情報。約 1ms でのクロックのカウント値を表示しています。＃厳密な値ではありません。

19

デバッグ情報（参考）AK4137 の設定レジスター表示.レジスタは 0ｘ00～0ｘ06 までの７個あり，すべて表示しています。表示の形式は４桁のう
ち上位２桁はアドレス，下位２桁が設定値です。
最後のＥＭＭＮＮはＭＭが EXT-I/O の DIO0，NN が DIO1 です20

デバッグ情報（参考）PCM9211 の設定レジスターです。レジスタは 0ｘ20～0ｘ7E までありますので，PARA スイッチ(SW1,2)で変更します。 表示の形式は４桁のうち上位２桁はアドレス，下位２桁が設定値です。

4)赤外線リモコンの利用
本機では赤外線リモコンが使用可能です。パラメータ変更(PARA+,PARA-)と項目変更（TERM+，TERM-）に関
わる 4 つのスイッチについて任意の赤外線リモコンのキーを学習して割り当てることができます。
赤外線リモコンの学習をさせて使用可能とするためには，PARA+(SW1)を押しながら電源を投入してください。LCD 画面に“IRR LEARNING MODE”と表示され学習モードとなります。そのあとは，指定された内容のキーを割り当てる赤外線リモコンのキーを押します。なお学習には，“学習”とその“確認”がありますので，同じキーを２回づつ押すことになります。
なお，使用可能なリモコンは国内メーカの家電協フォーマット，NEC フォーマット，SONY フォーマットのみです。海外メーカのリモコンは使用できません。また，国内メーカでも学習できない場合があるかもしれませんが，その場合はリモコンを変更してください。また，リーピートキーには対応していません。ただ最近のリモコンではリピートコードを出すものはほとんどないと思います。
5)初期化方法
本機では設定情報などを出荷時状態の初期化することができます。TERM-(SW4)を押しながら電源を投入してください。このとき，画面に初期化の確認のメッセージがでますので，PARA+(SW1)を押すと初期化されます。初期化をしない場合は，PARA+(SW1)以外のキーを押してください。設定パラメータが多いので，初期化には確認プロセスを追加しています。なお，初期化を行うと赤外線リモコンの学習内容も破棄されます。
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14１０．基板寸法
本基板サイズは”STD“になります。なお寸法については誤差が生じる場合があります。必ず現物で確認ください。
表 寸法 単位 mm/(mil) ※1mil=25.4/1000mm
ABtHa119.443.2
1.63.5111.8(4700)(1700)(138)(4400)
119.4
81.3
1.6
3.5
111.8(4700)(3200)(138)(4400)
81.3
59.7
1.6
3.5
73.7(3200)(2350)(138)(2900)
144.8
101.6
1.6
3.5
137.2
(5700)(4000)(138)(5400)

name
STD-S
✔

STD
STD-H
WIDEb35.6(1400)
73.7(2900)
52.1(2050)
94.0(3700)

c,d3.8(150)
3.8(150)
3.8(150)
3.8(150)

None

Aadcb

B

Ht

１１．注意事項
１）PIC 等のソフトウエアについては，その仕様を予告なく変更する場合があります。また，ソフトウエアの瑕疵については，機器全体が動かないなどの重大なものを除き有償での修正及び交換となります。
２）技術的な質問については必ず BBS にて問い合わせください。個別のメールでの問い合わせはご遠慮ください。

１２．その他
本基板の使用については従来機の SRC4137 の資料が役に立ちますので，そちらも参照ください。
マニュアル：
http://www.easyaudiokit.com/bekkan/manual/SRC4137Manual.pdf
検討記：
http://www.easyaudiokit.com/bekkan/AK4137/ak4137.html
http://www.easyaudiokit.com/bekkan/AK4137/ak4137-2.html
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15１１．編集履歴
Revision
R1
R2
R3

DATE
2022.10.26
2022.11.6
2022.11.7

CONTENT
初版
部品表修正（C12 を 10uF に変更）
部品表修正（C3,4 を 15～22pF に変更）
、互換部品を追加

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