2017年4月18日火曜日

ES9038PRO 音出し成功

やなさんのESS9038PRO DM DACの音出しにようやく成功した。

今回は、かなりハードルが高かった。

まず部品点数が多い。ICは方向を絶対に間違えずに、ランドのピンに上下左右ほんの数ミクロの違いもないよう完璧に配置して(ここが一番肝心、少しのずれも許さず完璧に合うまで何度でも繰り返す)、フラックスをたっぷり塗って半田付けしていく。

チップ抵抗、チップセラコンは、各値、容量のものがあちこちに分散していて、ランドの場所を探すのにかなり時間を要した。どれだけ探しても見当たらない場所もあり、何度も見直しようやくこんなところに!と言うことも度々あった。

数の少ない値・容量のものから順番に付けていき、いよいよ58個の0.1μ、28個の1μに取り掛かる。時間をかけて基板上の場所を探しひたすら半田付けをし、目がちょろちょろになりながらもなんとか最後の1個になったところで、衝撃的の事実が発覚!

なんと手元に0.1μが1個残り、基板上に0.1μのランドはもうない。代わりに1μのランドが1つ空いている。ああー、付け間違いだ!チップには文字も数字も書いてないので探しようがないと青ざめる。

それでも0.1μと1μのチップの色の僅かな違いを頼りに1個1個ルーペで確かめていく。ノートに番号を書き、確認済みを消していく。4分の3程進んだところでようやく付け間違えの1個を発見した。疲れた。これだけで1晩費やした。

部品を全て半田付けし終わり、最後の仕上げで、左右の差動アナログ出力4chの+、ーをそれぞれ1出力に纏めて、ライントランス1010に繋ぐ。結局+、-それぞれ8chの出力をすべて合成したので、出力電流は120mAにもなる。通常のオペアンプは使えないが、1010なら全く問題ないだろう。

このDACは電圧出力と電流出力の両方に対応しているとのことだが、どうやって切り替えるのかと思ったら、接続先のインピーダンスがローだと電流出力、ハイだと電圧出力となるらしい。9038は1CH当りの出力インピーダンスが202Ωで8CHすべてまとめると25Ωとかなり低くなる、1010のDCRは80Ωくらいだし、その先には真空管アンプがあり入力インピーダンスは100KΩだから、接続先の方がハイで電圧出力になるのだろう。

DDCと電源を繋ぎ、いざ、音出し!

・・・・ 全く音が出ない。

LCDが「I2C ERROR 1-W-2」及び「I2C ERROR R-R-2」を交互に繰り返し表示している。
マイコンとES9038PROとPCAL9539AとのI2C通信がうまくいっていないようだ。これがうまくいかないとMCLKがDACに入らず音がでないとのこと。この二つのICの半田付けをやり直す。

それでもエラーが消えない。音も出ない。オシロでI2S信号を追うと、9038の入力までは来ていることが確認できたので、やはりI2C通信関係だ。

制作マニュアルにある出力電圧のチェックをしてみると、右CHの2つのポイントで3.3Vが2.5Vとなっている。電圧が低くICが動作していないのかもしれない。そこで、関連のある電源ICの半田付けをやり直す。ついでに、全ての部品の半田付け状況を確認し半田の薄いところや怪しいところをやり直す。

これでどうだと電源を入れると、おお(感涙)音が出た!

相当慎重に半田付けしたのに、それでも問題個所があったということだ。内心、ICを壊したかもしれないと思っていたのでほっとした。まだまだ未熟と慢心を戒める。

しかし、音は出ていると言っても、左は綺麗な音だが右はザーというノイズまみれだ。
なんで右が?再度、半田付けの状況を確認するも問題個所は見当たらない。

そこで、右CHのあちこちを指で触ってみる。すると9038裏面GNDランドを指で強く推した時ノイズが消える。ピンセットを当ててもワニ口を当ててもノイズは消える。そのままワニ口を半田付けしようかと思ったが、ここが原因とは思えないので、再度他のGND回り調べる。

デジタル部と右アナログ部のベタGNDを繋ぐ一点架け橋のFB11に関係があるかもしれないと、取り付けてあったファインメットビーズを外し普通のフェライトビーズに代えてみると、

ビンゴ! なんとノイズが消えた!

しかし残念ながらモコモコという籠った音になり聴くに堪えない。

だが、ここに何か問題があることは間違いない。そこで、フェライトビーズも止めて半田ブリッジで直接繋いで見ると、なんとノイズが消えて綺麗な音が出てきたではないか。まさか、こんなところがノイズの原因だったとは!

何故この場所なのか?何故フェライトやファインメットビーズではダメなのかはよくわからないが、とにかく問題は解決した。

この間やなさんには何度も助けていただきました。ありがとうございました。

音出しに成功したので、やっと詳細な設定や音質の確認などに進める。