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◆ ES9018デュアルモノDAC基板 投稿者:   HomePage    引用する 
ひつじ Bunpeiさんのご好意で、ES9018デュアルモノDAC基板を拙宅のシステムで聴く機会をいただきました。
オケの再現力のすばらしさは本当に秀逸です。音の奥行き、広がり、静けさどれをとっても非の打ち用がない音です。お気に入りのバーンスタインのマーラーの2番が壮大なスケールで再生されてしばしうっとり。特に奥行き方向の音場の再生は圧巻です。時間を経つのを忘れて聞き入ってしまいました。

これは、Bunpeiさんの電源のシステム、ファインメットIVに依るところもあるとはいえ、DACのもつ能力を遺憾なく発揮されてのことだと思います。クロックの完全同期による解像度の高さは小生がこれまで使用してきたこれまでのどのDACをも上回ります。

ネイティブのDSD64,DSD256の音源ではPCMとは比較にならない情報量。DSDの本来の良さを充分に堪能することができます。
このSD Trams384とES9018デュアルモノDAC基板の見合わせは、まちがいなく世界最高峰のデジタル系の再生装置だと感じました。
Bunpeiさん曰く、まだまだ開発の途中とのこと。末が恐ろしいです。

chiakiさま Bunpeiさま。ほんとうに貴重な機会をいただきまして本当にありがとうございました。
2013/04/27(Sat) 05:15:48 [ No.1842 ]
◇ Re: ES9018デュアルモノDAC基板 投稿者:Bunpei  引用する 
さる 現在、たくぼんさん以外にも、以前からのSDTransのユーザーで、ES9018ベースのDACキットの音質改善に積極的に取り組んで来られた方々に順番に試聴して頂いています。
幸い皆様方から、「非常に分解能が高い」との感想をもらうことが出来て大変うれしい次第です。
2013/05/07(Tue) 08:33:57 [ No.1845 ]
◇ Re: ES9018デュアルモノDAC基板 投稿者:Bunpei  引用する 
さる 千明様のES9018 Dual Mono DACの試作機を試聴した感想をsunacchi様が、ご自分のブログで公表して下さいました。
http://ama-audio.seesaa.net/article/362416928.html

sunacchi様は、これまでにES9018ベースのDual Mono DACを複数導入し、しかも電源にとても力を入れてこられました。そのような方から、まずは良い評価をいただけたようですので、ほっと一安心です。
2013/05/20(Mon) 01:03:22 [ No.1879 ]

◆ ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:Bunpei  引用する 
さる これまで、私が試みたり、周りの方々が試みられて効果があったと思われる点をいくつか書いていきたいと思います。
それらの内容の多くは千明さんのアイデアによるところが大きかったりします。千明さんのDual Mono DACにはそれらのノウハウが活かされています。
2013/05/09(Thu) 23:51:52 [ No.1847 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:Bunpei  引用する 
さる その1.独立の周波数のマスタークロックをES9018に与えるのではなくI2S(BCLK)/DSD(DSDCLK)に同期したマスタークロックを与えること

私はこの方法を英語では"Synchronous Master Clocking Scheme"と呼んでいます。実は、これは千明さんがこちらの方が良いのではとおっしゃったことから発展しています。
2013/05/10(Fri) 00:02:40 [ No.1849 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:Y.O  引用する 
さる 便乗して9-bit quantizer mode のちょっと変わった使用法を
紹介します。

9-bit quantizer mode は 8つのDAC出力(それぞれ6-bit)を束ねることで成立しますが、その8つはチップの左右をまたがることはできないのでpseudo differential modeに限られます。
pseudo differential mode では差動合成後に正常なシングルエンド出力が成立するように8つのうち4つは反転させてDACBに割り当てられるようです。(+もしくは-だけでは正しい音声が出力できない)

参考
http://www.diyaudio.com/forums/digital-line-level/117238-ess-sabre-reference-dac-8-channel-4.html#post1429418

ここで、8つを同極性としパラ接続とすると差動合成しなくてもシングルエンドDAC出力として使うことができます。但し差動合成によるノイズキャンセル効果は失うかと思われます。

さらに、モノモードの場合を考えるとステレオモードの2ch分を同一chの+-に割り振ることができるので、そうするとtrue differential mode相当の出力を得ることが出来ます。

※9-bit quantizer mode については音質面で一長一短あるように思いますが、個人的には6bit8パラ差動よりも9-bitの方が好みです。
2013/05/11(Sat) 18:47:03 [ No.1850 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:Bunpei  引用する 
さる Y.Oさんへ

おそらく日本のDIYユーザで、Y.Oさん以外にquantizerのbit長を変えることの意味を理解し、実際に試して納得されている方はいないでしょう。そのため、他の人にも内容をわかってもらうにはかなりの前置きの解説が必要だと思います。

ES9018は8チャンネルのDAC機能を内蔵したDACチップです。DACチップの中でも、最終段でディジタル信号からアナログ信号に変換している部分をDA変換部と呼ぶことにします。ES9018のアナログ信号は差動出力対応になっているので、1チャンネルに+出力と−出力用の2個のDA変換部が存在します。とういうことは、1個のDACチップの中に全部で16個もの同一仕様のDA変換部が入っています。
それらの個々のDA変換部は6ビットのマルチレベル方式です。ES9018は、TI BBのPCM1704のようなサイン・マグニチュード方式のDACとは異なり、デルタ・シグマ変調方式のDACですが、DSDのような1ビットのデルタ・シグマ変調信号ではなく、6ビットのデルタ・シグマ変調信号を採用しています。その6ビットのディジタル符号をアナログ信号化するのがDA変換部です。この部分がR-2R方式なのか、それともスイッチド・キャパシタ方式なのかの詳細は公表されていません。

6ビットということは、+32 ... 0 ... -31の64レベルの信号強度が表現可能だということです。例えばPCMの176.4kHz/24bitに比べると随分少ないように思えますが、そこは高いサンプリング周波数(例えば90.2286MHzのマスタークロックだとその64分の1の1.410MHz)とノイズ・シェイピングの威力でもって十分に高い実用上の分解能を得ています。

しかし、マルチチャンネルで使うのでなく1個のDACチップをせいぜいステレオまたはモノラルで使うのなら、たくさんあるDA変換部を組み合わせて、マルチビットのビット数を大きくしたのと等価な結果を得たいというのが、quantizerのビット長パラメータで指定できるビット長の拡張機能の始まりですね。
2013/05/11(Sat) 22:08:15 [ No.1851 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:Bunpei  引用する 
さる もうひとつ、Y.Oさんの話を理解するには、True-differentialとPseudo-differentialの違いを理解しておかなければなりません。

True-differentialは正相の信号がアナログ+出力ピンとGNDピンの間に、逆相の信号がアナログ−出力ピンとGNDピンの間に現れることをいいます。この場合は、正相または逆相の信号だけをGNDピンを基準として取り出してシングルエンドで使うことも可能です。また、GNDピンが両者の基準となります。しかし、通常はコモンモードノイズをキャンセルする目的で、+と−を差動で利用し、振幅が1相だけの場合の2倍になります。

一方、Pseudo-differentialは、アナログ+出力ピンとアナログ−出力ピンの間の差動成分が出力信号となるだけの出力方式です。この場合には、GNDピンを基準として+または−出力ピンの信号を取り出してシングルエンドで使うことはできません。ライントランスを接続すると、このPseudo-differentialに容易に対応可能です。
2013/05/11(Sat) 22:27:04 [ No.1852 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:Y.O  引用する 
さる >Bunpeiさん

補足有難うございます。
どうもDA変換部はMOSFETを使ったスイッチドキャパシタのようです。

参考
http://www.diyaudio.com/forums/digital-line-level/117238-ess-sabre-reference-dac-8-channel-134.html#post1761129

追記

そもそもPseudo-differentialみたいなややこしいことを何故するのかというと、そちらの方が柔軟に設定を変えられるからではないかと思われます。8chDACとして使いつつ7-bitにしたり、ステレオモードで9-bitまで拡張する、等。

ちなみに、6-bit quantizer mode でのパラ接続に比べ、quantizerのbit数を上げていくと同一な出力のパラ数が減っていくわけですが、出力抵抗(したがって、出力電流も)自体は変わらないので、音量の大小には影響はありません。

但しダイナミックレンジで不利になることは公式に説明されています。


ちあきさん設計のDACの写真を見る限り、出力の結線はある程度融通が利きそうですので、そうするとあとはレジスタ設定だけですから、余裕があれば試していただきたく思います。
2013/05/11(Sat) 23:28:10 [ No.1853 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:Bunpei  引用する 
さる ESS社は、どうもスイッチドキャパシタという表現を特許の関係からか、嫌がっていたと読み取れる投稿を、DiyAudioのどこかのForumで読んだ覚えがあります。

今、はたと思いつきました。6ビット(64レベル)のDA変換部のサンプリング周波数は、マスタークロックの64分の1ですよね。ということは、マスタークロックの周波数でスイッチドキャパシタをON/OFFしているということでしょうか?
2013/05/11(Sat) 23:41:15 [ No.1854 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:Bunpei  引用する 
さる もし、それが正しいとすると、いいかえれば、マスタークロック周波数でのPDM(パルス密度変調)が行われているということになりますか?
2013/05/11(Sat) 23:44:30 [ No.1855 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:hen=shinja  引用する 
くま こんにちは

>参考
>http://www.diyaudio.com/forums/digital-line-level/117238-ess-sabre-reference-dac-8-channel-134.html#post1761129
これはSCFDACとは書いていません。
AVCCとAGNDを切り替えているスイッチ、単なるCMOS出力のようなものだと書いてあります。
これで1bitDACです。63個を約50kΩの抵抗を介して合成することで64レベルのDACになっています。
こうすると抵抗の値のばらつきが非線形性になるのでミスマッチシェーピングしているものと思います。
出力からは50kΩの抵抗が63個並列で約800Ωに見えるというわけです。

このあいだ某壷に書きましたが電圧出力でひずみが大きいのはこの抵抗の熱変調歪みが原因ではないかと思います。
>each MOSFET switch has a resistance of 50k Ohms
と書いてあるのでなんだかon抵抗みたいですけどおそらくシリーズに抵抗が入っていると思います。
下に書いたパテントにそういう図があったので

この辺の話には以下のパテントが関係ありそうです。
US7058464
US7116257とUS7379006これらはほぼ同じ内容
US7138935とUS7570693これらはほぼ同じ内容

US7570693のfig3-8のように
63個のスイッチ各々が64レベルのPWM DACとして使われているのか
fig14のような構成なのかはよくわかりません。
でも後者は他のパテントUS7116257とUS7379006もあるのでこちらのような気がします。
前者ならミスマッチシェーピングとかそういう話は間違いになりますが…

http://www.6moons.com/audioreviews/wyred4/sidebar.html
ただ一方ここではDustinさんがMCLKまでオーバーサンプリングすると書いているので
なんだかよくわかりません。

Register 12はこの辺に関係するんだと思うんですが…
とくにnotchというのは0次ホールドによるノッチのような気がします。
no notchならDSM出力レートがMCLK周波数になったりして。

AVCC regの出力は結局IVCオペアンプの出力の合計と同じだけ電流を流さないといけないことになりますが
true differentialだとA級BTLのようにほぼ直流になります。
しかしpseudoだと交流をがんばって吐かないといけないので
IVCオペアンプとAVCCオペアンプに同じものが使われているなら、AVCCオペアンプの出力段は*IVCオペアンプの出力段と同じような*歪み成分を発生すると思います。
(AVCCオペアンプはモノポーラなのでIVCの同相入力がVrefかGNDかで違ってくるのとIVCオペアンプの負荷は次段のぶんがあるため同じではない)
この歪みはループゲインぶん抑圧されますが、AVCCに歪み成分のリプルがあるとDAC出力にモロに出てきます。
(たしかdustinさんもES90xxのAVCCのPSRRはまったくの0だとdiyaudio.comに書いていました)
もちろん基本波成分のリプルもあるでしょうがこれはたいして特性に影響しないと思います。

ですからtrue differentialの利点はノイズとひずみのキャンセルだけではないと思います。
電圧出力なら電流は小さくできるのでpseudoでもAVCC regの動作を楽にできます。スペックなどトレードオフがありますが。

ご注意
ほとんど想像で書いていますし、私はどしろうとなので内容の正しさにはまったく信憑性ありません。

5月13日19時21分ちょっと編集
2013/05/12(Sun) 12:44:57 [ No.1856 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:Bunpei  引用する 
さる Quantizerという言葉の意味とそのビット数について、もう少し話を進めたいと思います。

ちなみに、この機能についてはES9018のデータシートには記述されておらず、「隠しレジスタ」の話です。

デルタ・シグマ変調を実行した直後、アナログ電子回路では連続的なアナログ信号、コンピュータ上の数値演算では整数または実数のままであり、このままでは1ビットDSDのような0,1の値ではありません。それを離散値に変換してはじめて通常の1ビットDSDのような0,1の値が得られます。ここで2値変換すれば通常のDSD、多値変換すればマルチレベルマルチビットのデルタ・シグマ変調ディジタル信号になります。
ES9018の場合、基本は6ビットのマルチレベルです。
しかし、多値変換の方法を変更しさえすれば、理屈の上では容易に10ビットでも16ビットでも任意のビット数を得ることができます。
では、9ビットにした場合、6ビットのDA変換部でそれをアナログ変換にするには、その差の3ビットすなわち8個分のDA変換部を組み合わせるとよいことになります。

ここで、ステレオモードかモノモードかで、1個のES9018 DACチップで実現できる内容が違ってくることになります。ここからが、Y.Oさんの話の始まりになると思います。

まず、9ビットのマルチレベルでは、
256 ... 0 ... -255 [512レベル]
を表現できなければなりません。
これを8個の6ビットのマルチレベル
32 ... 0 ... -31 [64レベル]
の加算で表現するには、例えば
<256 255 254 ... 0 ... -254 -255>
DA1 32 31 31 0 -30 -31
DA2 32 32 31 0 -31 -31
DA3 32 32 32 0 -31 -31
DA3 32 32 32 0 -31 -31
DA4 32 32 32 0 -31 -31
DA5 32 32 32 0 -31 -31
DA6 32 32 32 0 -31 -31
DA7 32 32 32 0 -31 -31
DA8 32 32 32 0 -31 -31
とすれば良いことになります。
2013/05/12(Sun) 12:47:40 [ No.1857 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:Bunpei  引用する 
さる Y.Oさんへ

ちょうど、投稿が行き違いになってしまいました。
Y.Oさんの、この考察はすごいですね。これまで、diyAudioでもここまでの話は読んだ記憶がありません。
なるほど、これでDAC出力の内部抵抗の値が納得です!
2013/05/12(Sun) 12:54:49 [ No.1858 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:hen=shinja  引用する 
くま 6bit+6bitだと、7bitには1LSB足りないですよね。
DSMの前でスケーリングして辻褄あわせてるんでしょうかね?
バイポーラゼロがずれると気持ち悪いから2LSBぶんかな。
2013/05/12(Sun) 14:11:51 [ No.1859 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:Bunpei  引用する 
さる hen=shinjaさんへ

すみません。たった今、先の2つの投稿がY.Oさんでなくshinjaさんであることに気が付きました。どうも申し訳ありませんでした。

ところで、bit数が足りないことのご指摘どうもありがとうございました。良く確かめずに、だいたいこれで合っているだろうと書いて投稿してしまっていました。

ちょっと話がずれますが、Fidelixの中川さんがES9018がうまく作ってある点として、正相と逆相が互いにキャンセルしてちょうど常に電流が一定になるようにできていると話されていたことを思い出しました。

ところで、FETスイッチがOFFしている時には、それにシリーズに入っている抵抗は内部抵抗のカウントに入らないことになりますか?
2013/05/12(Sun) 20:51:03 [ No.1860 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:Y.O  引用する 
さる >hen=shinjaさん

>AVCC regの出力は結局IVCオペアンプの出力の合計と同じだけ電流を流さないといけないことになりますが
>true differentialだとA級BTLのようにほぼ直流になります。
>しかしpseudoだと交流をがんばって吐かないといけないので

ここを読んで思ったのですが、自分が前述した9bit,pseudo differential mode, mono modeで True differential の真似事をするばあい、電流を吐き出すルートを考えると

+に設定 dac1,dac3,dac5,dac7,dac1b,dac3b,dac5b,dac7b
-に設定 dac2,dac4,dac6,dac8,dac2b,dac4b,dac6b,dac8b
のようにDACICの右ないし左の出力ピンを単極性に統一するよりも、

mono modeならば奇数DACピン(左側)も偶数DACピン(右側)
も同一chなので

+に設定 dac1,dac3,dac5,dac7,dac2b,dac4b,dac6b,dac8b
-に設定 dac2,dac4,dac6,dac8,dac1b,dac3b,dac5b,dac7b
のようにDACICの右ないし左側に同数+-を割り振った方が
(初期値により近い格好)無難そうですね。
2013/05/13(Mon) 02:39:36 [ No.1861 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:hen=shinja  引用する 
くま Bunpeiさん

>ところで、FETスイッチがOFFしている時には、それにシリーズに入っている抵抗は内部抵抗のカウントに入らないことになりますか?
なにかの出力にアナログスイッチが入っているという感じではなく
単なるHかLの出力に抵抗1本です。HiZはありません。
実際は単純なものではなくグリッチが小さくなるようにとかいろいろな工夫があるでしょう。
すべて想像ですけど…

>正相と逆相が互いにキャンセルしてちょうど常に電流が一定になるようにできている
これは90年代のいわゆる1bitDACのころからだいたいそうでした。
1bit 4DACなんて謳ってたりしましたが。

それで思い出しましたが、ES90xxの電圧出力のときの歪みの原因はオン抵抗の電圧依存性もありえることに気がつきました。
90年代の雑誌でそのころの1bitDACの一部はオン抵抗と電源リップルが鬼門だと読んだ記憶があります。

簡単に言えばFETのD-S間電圧が変化するとオン抵抗が変化してしまうので
次段のオペアンプのゲインが変わってしまい歪みが発生します。
ES90xxの電流出力の場合はバーチャルショートでドレインの振幅をなくして歪の発生を防いでいます。

熱変調歪は間違いかもしれません。いろいろ考えていたらよくわからなくなってきちゃいました…

Y.O.さん
なるほどここまでは気がつきませんでした。
AVCCとAGNDは左右で分割されているんでした。
後者のほうが電流ループが小さくできて良さそうですね。
2013/05/13(Mon) 18:27:21 [ No.1863 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:Bunpei  引用する 
さる 高いレベルの話が出来て大変有益だと感じています。
しかしスレッドが長くなって、内容が錯綜して、私は少し混乱をきたしてしまいました。

そこで話が替わりますが、Y.OさんのdiyAudioのES9018のスレッドの最後辺りの投稿はRaymond(RayCTech)の投稿をきっかけにしていて、彼は9 bit quantizer でもTrue differentialが出来ると主張しY.Oさんの結論は出来ないということになっていると理解しています。その辺りについて彼からプライベートメッセージか何かが有りましたか?
これまでの私の経験では、Raymondは「俺はこんなことが出来ている」と自慢するのですが、問い詰められと途端に黙ってしまうという行動パターンで、言うこと全てを信用することは出来ないと感じています。
2013/05/14(Tue) 08:34:51 [ No.1864 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:Y.O  引用する 
さる >Bunpeiさん

上記と同じような内容をDiyAudioに投稿したあと、RaymondさんとPMをやりとりする機会がありました。

注)DiyAudio.comでは 自分のID名はwktk_smileで登録しています。

レジスタをtrue differential mode に設定した場合には9-bit quantizer mode は正しい音声信号を出力できないことはPMでも触れたのですが、特に反論等はなかったことに加え、
pseudo differential mode で true differential mode っぽく動かす方法にしても「うまくいってる?」的なことしか言われませんでしたから、彼の主張する 9bit true differential というのも結局似たようなものであるか、ほぼ同じなのではないかと思います。
2013/05/14(Tue) 17:54:45 [ No.1865 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:Bunpei  引用する 
さる 早速のご返答ありがとうございます。
なるほど、そうでしたか。

ところで、9 bit quantizerでtrue-differentialがダメというのは、1個のチップをステレオで使う場合も、2個をそれぞれモノモードで使う場合のどちらでもダメだという認識で間違いないでしょうか?
そこでの、true-differentialがOKか否かのテストは、GNDを使った差動を試して歪むならNG。もし、GNDを関与させない+と-だけの差動でOKならばpseudo-differentialは大丈夫であるということでY.Oさんの認識と合っているでしょうか?

ところで、本当に6 bitではなく9 bitになっているというのは、どんな測定で確認できるのでしょう?
2013/05/14(Tue) 23:15:47 [ No.1866 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:Y.O  引用する 
さる > ところで、9 bit quantizerでtrue-differentialがダメというのは、1個のチップをステレオで使う場合も、2個をそれぞれモノモードで使う場合のどちらでもダメだという認識で間違いないでしょうか?

9bit quantizer mode に設定したとき、8つのDA変換部を使って9bitまで拡張するわけですが、true differential mode の
場合、モノモードであってもDAC1〜DAC8ピン、あるいはDAC1B〜DAC8Bピンを使って9bitとすることができず、虫食い状態のような”半完成の”音声出力を奇数DAC、奇数DACB、偶数DAC、偶数DACBで計4つ出力するだけになるようです。

> そこでの、true-differentialがOKか否かのテストは、GNDを使った差動を試して歪むならNG。もし、GNDを関与させない+と-だけの差動でOKならばpseudo-differentialは大丈夫であるということでY.Oさんの認識と合っているでしょうか?
>

加えて、9-bitでtrue differentialを真似る際には+出力だけをアンプのシングルエンド入力に送って確かめました。
その際9bitの半完成状態のようなあからさまな歪み等は発生していません。

> ところで、本当に6 bitではなく9 bitになっているというのは、どんな測定で確認できるのでしょう?

ちょっと想像がつかないですね。
本当に6-bit(つまり一つのDA変換部)を複数使って7-bit 以上とみなしているのか、の確認ではないですよね?
2013/05/15(Wed) 01:24:29 [ No.1867 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:hen=shinja  引用する 
くま 話題を脱線させてしまってすみません。

quantizerが変わったか確かめるのは
ミリボル程度でできるかもしれません。

IVしてフィルタをかけていない信号には高域に山盛りの量子化ノイズがあるはずです。
量子化ノイズは6bitから7,8,9bitにするにつれ6dBずつ減っていくはずですから
信号に十分小さい-90dBとかを再生してquantizerを替えるとミリボルの示す値が減っていくとおもいます。
2013/05/15(Wed) 19:15:46 [ No.1868 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:hen=shinja  引用する 
くま raymondさんの言うとおり各ピンに64個のDACがあるっぽいですね。
US7379006のverilogコードもそのようです。
以前の投稿は間違いでした。すみません。
2013/05/16(Thu) 20:39:20 [ No.1869 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:Bunpei  引用する 
さる shinjaさんのquantizerの確認方法はおもしろいですね。
そういわれてみると、ES9018のDACのアナログ出力の周波数スペクトルを1MHz付近までの広い範囲で観察したことがありません。
ミリボルを使うというのは、ある程度の周波数区間を積分するという意味ですよね。

1 bitのPWMのDACが64個パラレルになっているとして、そのモジュレーションの様子とパラレル接続の等価回路が想像できません。インターネットに出ているような回路図のうち、shinjaさんが想像されるものに、これが一番近そうというのがありましたら、教えていただけませんでしょうか?

それにしてもRaymondがいう「1,024個のDACを自由に構成できる」というのは彼流の誇張した表現で不正確だと思います。各ピンに64個ずつ割り当てられていたら、それだけで制約が出ます。

Y.Oさんは、9 bitではTrue-differentialはダメとおっしゃるし、Raymondは9bitはもとより10bitのTrue-differentialができると大言壮語しています。私はRaymondのいうことを疑っています。
2013/05/16(Thu) 23:11:12 [ No.1870 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:hen=shinja  引用する 
くま >1 bitのPWMのDACが64個パラレルになっているとして
分解能NbitのPWMDACならわかりますが
1bitのPWMDACという言い方はちょっと変です。

それに以前の投稿でわたしはPWMDACかもしれないとも書きましたが
今raymondさんや私が考えているのはPWMDACではありません。

sabre white paperやUS7379006などにはPWMという言葉が出てきますが
US7379006がそう書いているのはこのミスマッチシェーピング方法だと各エレメントの出力がPWMっぽい波形になるため
普通のDWAなどと比較して各エレメントのon offが少なくなるのでスイッチングノイズやグリッチも少なくてすむというところがポイントなんだと思います。
ちょっとほんを斜め読みしただけなのでこれ以上むずかしいことはわかりません。

各エレメントのしくみとしてはElectrartさんの原理DACが似ています。
フリップフロップの出力を抵抗で合成しているだけです。

もちろん入力データとエレメントの数もElectrartさんのものが1bitを1サンプルずつ遅延した16個ぶんなのに対し
ES9018は6bit入力で64個という違いがあります。
(64個だと65レベル表現できるはずなので、63個だと思っていたんです。)

またElectrartさんのではアナログFIRのため抵抗を係数の比に選んでいますがES9018はすべて約50kΩです。

各ピンに64個で合計1024個というのには何か問題がありますか?
ただしas you likeにというのはquantizerとpolarityの許す限りという意味だと思います。
また左右のチャンネルをあわせて1024レベルとして使うのはそもそも設定にないので
10bitは彼のウソかわれわれの読み違いでしょう。彼もYOさんと同じく9bit差動なのではないでしょうか。
つまり1024レベルと言うより、512レベルが2ch分で
応用でモノラルモードならその2ch分を2パラもしくは差動としても使えると。

bunpeiさんすみません
5/18 11:55に編集しました。
2013/05/17(Fri) 19:47:21 [ No.1871 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:Bunpei  引用する 
さる Shinja様

いろいろなご説明・ご指摘どうもありがとうございました。おかげ様で、Analog DAC部分のかなり具体的なイメージを持つことができるようになりました。

1. 1 bit DACが64個で6 bitデータを変換
Shinjaさんの投稿にあったUS Patentでは PWMの四角い箱がいたるところにあったのでそれが頭に焼き付いて、そのように書いてしまいました。PWMは4または6bit用の話ですね。
なるほど、抵抗の重み付きのDA変換器ではなくて、64個の同じものを並べてそれぞれをON/OFFして加算し、それで64レベルを得るという、かなり力任せの方法を採用している。その理由はというと、同じものを複数並べるほうが回路的に均質なものを作れるから。その64個のうちのどれをONに使うかは、順列組合せ的に多くの使い方があるわけですがそれをDEM(Dynamic Element Matching)でシャッフルして平均化していると推測しています。

2. 個々の1 bit DACの構造
CMOSロジック回路と同じという意味が理解できました。AVCCからFET素子を通り、さらにシリーズに入っていると思われる抵抗を通って出力ピンに流れる電流がFET素子のスイッチングでON/OFFされるのですね。各素子からの出力電流はピンのところでワイヤード加算され、これがいくつに増えてもよい。この場合、出力側からみた有効内部抵抗が出力値によって変わるということではないのでしょうか?

3.1024個の1 bit DACのグルーピングと入力データの渡し方
まだ、この部分を厳密に考えていないのですが、I2SやDSDの入力のRedirectionと同じメカニズムを使って、Quantizer bit lengthを拡張した場合も、DA変換部にデータが送られるのではないかと考えます。
そこからの制約のために、9 bitのTrue Differentialはうまく動作しないのではないかと推測します。

いずれにせよ、お二人のお蔭で私の、このDACチップの構造の推測の精度が格段に上がったように感じています。本当にありがとうございました。

ところで、US Patentの内容は、Embodymentがたくさん書かれているため、実際のチップに実装されている回路とはかなり異なっていて、US Patentの内容からは可能性は推測できるが、特定や絞り込は難しいと感じました。
2013/05/18(Sat) 00:39:34 [ No.1872 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:hen=shinja  引用する 
くま 今のハイファイオーディオDACは私の知る限りすべてDEMで精度出してますよ。
たぶんお読みになったことがあるでしょうけど
PCM179xのドキュメントjajt042にいろいろ書いてあります。

ただES9018がほかと違うのは単純な電圧出力としている点です。
このせいでPSRRがほぼ0となってしまっています。
jajt042の図17では電流源をスイッチしていますよね?
これはPSRRを高めるのとスイッチのオン抵抗の影響を受けにくくする意味があります。
バイナリ重み付けDACでも電圧出力は同じような問題を抱えていますがバーブラウンは昔から電流出力でした。
ADIのAD1955なども電流出力ですから仕組みは似たようなものでしょう。
一方ソニーの1bitDACはあるときからカレントパルスDACというものになりました。
これにはまあそんな感じの理由があったんでしょう。

>出力側からみた有効内部抵抗が出力値によって変わるということではないのでしょうか?
PchFETとNchFETのオン抵抗に依存しますがわれわれは変わらないと考えてよいでしょう。
重ねて書きますが、オープンドレインもhiZもないですよ。

9bitでtrue differentialに設定するとDSM出力9bitをデコードした上位か下位の256レベルだけD/Aされて変な出力になるのでしょう。
どうせこれは使えないから気にする必要ないですよ。
気になるのはquantizerを変えたとき、各64個でDEMしているのか、128,256,512でDEMしているのかです。
前者だと歪みの原因になるおそれがあります…
2013/05/18(Sat) 17:44:54 [ No.1874 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:Bunpei  引用する 
さる Shinjaさん、早速のご説明ありがとうございます。

わかりかけてきたと思ったことが、またわからなくなってしまいました。すみません。
1 bit DACの等価回路はとどのつまり、ElectrArtさんのDSD原理基板のFIRフィルタで使われているTC74VHC574Fのデータシートにある入力等価回路と同様の形をしていると理解していました。ここでNMOSとPMOSがコンプリメンタリ接続されていますが、PMOS側のスイッチが閉じているときにAVCCから、シリーズ抵抗を通じて電流が出力ピン側に流れ、その電流が、パラレルになっている1 bit DACの数の分だけ単純加算されて出力ピン側に流れ出す。
スウェーデン人の知り合いで、Buffalo IIの左右4パラずつの出力の電流を、1mΩの抵抗をシリーズに入れてその両端の電圧として測ってみた人がいます。
その人の測定結果では、以下のように聞いています。

AVCC on this Buffalo2 = 3,463 V
Freqeuency used = 997 Hz at 0 dBFS.

DC Current = 8,05 mA
AC Current = 5,413 mArms (= 15,31 mAp-p)

According to the datasheet the output current with 3,463V AVCC into a virtual GND is
(3,463 * 0,924) / 195 = 16,4 mAp-p.


これまで、私は言葉の上でだけそう記憶していたという話でしかないのですが「ES9018は、純粋な電圧出力でもなく電流出力でもなく、後続の回路の入力インピーダンスが十分低いと電流出力的に振る舞い、高いと電圧出力となる。S/N比特性は電流出力的動作のほうが優れている。」と思っていました。

Shinjaさんが「ES9018がほかと違うのは単純な電圧出力としている」とおっしゃるのは、上記のこととはまた別のことを指してそうおっしゃっているのでしょうか?

ところで、ES018の場合、シリーズ抵抗の後ろにはまったくアナログフィルタやキャパシタはなく、そのまま出力ピンに繋がっていると想像して良いとお考えですか?

Y.Oさんへ
Raymondの話を読んで思い出したことがひとつだけありました。Y.Oさんは実験にBuffalo IIIではなく、そのままのBuffalo IIを使っておられると理解しています。Buffalo IIの場合、DAC1-8の入力ピンはBuffalo II流の固有のタイ接続がなされていますが、Raymondは自分でDACを組み立てているのでBuffalo IIIのように、入力・出力各8チャンネルを自由に接続しています。このあたりの接続の細工と隠しレジスタの設定で9 bit True Differentialが本当に実現できるという可能性はないでしょうか?
しかし、9 bit True Differentialを実現するには16のDACを8個ずつの正相と逆相のグループに割り当てなければならず、LとRを超えてグループを編成することはできないという制約があるとすると、どうやってもまったく実現可能なこととは思えませんが。
2013/05/18(Sat) 19:22:45 [ No.1875 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:Y.O  引用する 
さる >しかし、9 bit True Differentialを実現するには16のDACを8個ずつの正相と逆相のグループに割り当てなければならず、LとRを超えてグループを編成することはできないという制約があるとすると、どうやってもまったく実現可能なこととは思えませんが。

9bitかつtrue differentialのレジスタ設定ではまともな出力にならないとした理由はまさしくこれです。

現在使用中のデュアルモノBuffaloIIは
+出力 DAC1,3,5,7,DAC2b,4b,6b,8b パラレル
-出力 DAC1b,3b,5b,7b,DAC2,4,6,8 パラレル

としていますが、9bitかつtrue differentialでは明らかに歪みます。

(DAC1-8パラレル、DAC1b-8bパラレルでも同じ現象を確認したような気がしますが記憶がはっきりしません。)
2013/05/18(Sat) 21:03:49 [ No.1876 ]
◇ Re: ES9018 DACを良い音で聴くために 投稿者:hen=shinja  引用する 
くま >ただES9018がほかと違うのは単純な電圧出力としている点です。
すみません。言葉が足りず誤解を招く表現でした。
ここで言いたかったことはPCM179xやAD1955などのようにアナログ回路を作りこんだ電流出力DACと比較しての意味でした。
単純な、というのはアナログ回路はこれだけで定電圧源も定電流源も内部に持たないからそう書いてしまいました。
各エレメントのつくりは私もbunpeiさんの理解と同じく考えています。

アナログフィルタやキャパシタですが
dustinさんがES9008にはほとんどアナログ回路はないと書いていましたし、各エレメントもPCM179xやAD1955とは異なり単純なはずなのでほぼないと考えています。
オペアンプの帰還Cは寄生容量をキャンセルするためだと思いますが、AD797のデータシートにあるAD1862のアプリケーションのような感じの可能性もないとは言えないような…

測定の結果が16.4mAppより少ないのはΔΣ変調器の安定のために変調器の前でゲインスケーリングしているからかもしれません。
sabre white paperによると通常は変調度90%だそうなので
90%より少し大きいですがそれっぽいかも…
この話はむずかしいので実はよくわかっていません。適当に書いてます。
(じつはそれっぽい用語とかもよくわからずに使っています。すみません。)
2013/05/18(Sat) 22:16:37 [ No.1877 ]

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