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UAC3552A+TA1101Bのゲイン調整法

秋月の隠れた名商品、UAC3552A+TA1101B基板。りんご社が設計ミスの基板を大量に作ってしまったものが流れてきたらしい。そのため改造が必要なものの、USBDACと10Wx2のD級アンプがまるごと入ってなんとお値段600円。

DAC部分は24bit50kHz。48kHzって書いてあるけどWindowsとMac双方で50kHzに設定可能。
割と普通のDACの標準的なスペックと言ったところ。32bit192kHzのハイレゾ対応の製品は高額で少ないためDACとしては48kHzが割と以前普及している感じであるが、最近のオンボードのオーディオがさりげなく24bit192kHz対応だったりするのでこれをわざわざ使うかっていうといまいち微妙かもしれない。
ただ、オンボードオーディオのフロントパネル出力ピンヘッダからフロントのイヤホンジャックまで伸ばしてくると凄まじいノイズがやってくるのでDAC基板をフロントに設置するとノイズ混入を最小限に抑えることができる。
ケツのラインアウト端子から延長ケーブル引っ張ってくれば解決するのだが、デスクトップPCの機能はできるだけ内部で完結させないと美しくない派としてはこういう方法を取ることになる。
また、Mac OSをごにょごにょしてオンボードオーディオがしょっちゅう認識されなくなる問題に対してもApple純正のこの基板を使うと必ず解決できる。

手始めの音出し改造はネットに腐るほどあるので特に説明も不要か。
solvemute.jpg
黄色いところの抵抗(0Ω)を外すとUAC3552AのミュートのGPIOが解除され、水色のところの空きランドをショートさせるとTA1101Bのミュートが外れる。

これによってひとまずイヤホンジャックとスピーカー出力の双方で音が出るようになるが、いずれの場合も予想の斜め下を行く音量しか出ないのでゲインを調節して音量を上げてゆくことにする。
この情報が意外と乗っていないのだ。DACについてはわざわざオペアンプでポストアンプをつけている人もいる。
でもそんなことをしなくても抵抗を変えるだけでなんとかなる。
データシートのサンプル回路を見ると以下のような部分があるのが分かるだろう。
eeeeac.png
これはIC内蔵の電子ボリュームを通す前の内蔵アンプのゲインを調整する部分となっている。
この図ではコンデンサ2個と抵抗3本づつの構成となっているが、秋月の基板では以下のような抵抗2本とコンデンサ1つづつのシンプルな構成が使われている。定数までこのまんまである。
lpffff.png
普通の反転増幅回路なので抵抗比(インピーダンス比)で増幅率が決まる。なぜかコンデンサがついているほうを変える記事も見かけたのだが、普通に入力側の抵抗一本を変えれば周波数特性を意識する必要もない。
7.5kΩにすれば電圧振幅2倍、5kΩにすれば3倍となる。残念ながらデシベルとかそういう表記はよく分からないんで。10の対数表示でいいのになんであんな表し方なんだろう。まあここはあまり抵抗値を下げすぎると内部の出力インピーダンスと喧嘩を始めるかもしれないのでそれ以上上げたいときはコンデンサが入っているほうを変えよう。その場合は抵抗をn倍にしたらコンデンサ容量を1/n倍にすれば無難と思われる。
もちろん、フィルタ設計がバリバリできるつおい人は自分流の回路をガンガンつないじゃってもいいかもしれない。

該当箇所は以下の緑で囲われた部分となる。左端から数えて3番目と6番目が入力である。ディスクリート抵抗を無理やり接続してもいいしチップ抵抗を買ってきて入れ替えるなり好きにしよう。
lpfofff.jpg
イヤホンで聞ければよいという人はここまでやれば十分。その場合は省電力化のために昇圧回路っぽい部品を外して、レギュレーターの入力側に10V程度以上の電圧を供給するかレギュレーターの出力側にUSBの5Vを直接供給すると良い。
IMG_0888.jpg
7.5kΩをつけてゲイン2倍にした例。意識低いカーボン抵抗でもわりと大丈夫。

ここからはスピーカー出力のDACとして使いたい人、もしくはアンプだけ使えれば十分だぜという人向けの改造になる。
こちらはTA1101Bのデータシートから抜粋した入力部の回路。
ta1101inputtt.png
一回プリアンプを通していることがわかる。まあD級アンプはそのまま信号入れるとゲイン取れないからしょうがないね。
とにもかくにもこちらもUAC3552Aと同様にシンプルな抵抗比での増幅なので好きな抵抗に付け替えれば好きな音量になる。
該当部分は下図の通り。赤枠がゲイン設定の抵抗で、ピンクがカプコン。
gain1101.jpg
赤枠左端から1番と3番が入力側、2番と4番が帰還。カプコンを外すとUAC3552Aの出力から切り離されるのでアンプだけ使いたい場合はここからケーブルを出すのがやりやすいと思われる。カプコン無しだと壊れるのでとりあえずどこかには入れておくべし。そしてレギュレーターを外せばUAC3552Aを停止できる。

てかこれほどやっても結局時間分解能でオンボに負けるのでノイズに強いケーブルを買ってきてフロントパネルまでつなげたほうが良いのかもしれない。
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