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説明
ここでは、特許を使ってヘッドフォン駆動に関わる進捗を取り上げます。
2018年9月5日の状況 4線式ヘッドフォン駆動
Raspberry Piの拡張基板を作ってみました。
Raspberry PiのI2S端子から、独自フォーマットのΔΣ信号を受け取り、PSoCの中で左右チャンネルに分けながら追加変調しています。
出力は、74AC245で電流増幅してから4線式ヘッドフォンに送ります。
ヘッドフォンと直列に可変抵抗も入れてあります。
動作したので、これから基板のクローンを作ってケースに収め、自分専用のポータブルオーディオにします。
2018年10月5日の状況
Raspberry Piの拡張基板を作り直してポータブルオーディオにしてみました。
回路としては先のものと同じです。
背の高さを低くして、100円ショップのプラスチックケースに入れてみました。
Wi-Fi経由でタブレットなどのブラウザからコントロールします。
Wi-Fiを使うので、金属ケースは使用できません。
補助記憶装置は512GBのSSDです。
SSDなのは、HDDだと突入電流をまかないきれなくて起動しないことがあるからです。
512GBなのは、手持ちのCDコレクション600枚分（ALACで300GB）を格納するためです。
6000mAhのバッテリーで4時間持ちます。
平均消費電流は1.5Aですね。
2018年12月11日の状況 3線式ヘッドフォンの駆動
3線式ヘッドフォンをPDM駆動するのに成功しました。
試作基板は、度重なる設計変更とポカミスのフォローでぐちゃぐちゃですが、出力は安定しています。
4線式は出力段の電流増幅までデジタル動作なのに対し、3線式は電流増幅に広帯域OPアンプを使用しているので若干ノイズが増えます。
普通にCDDAをΔΣ変調して聴いている分には問題ありません。
世界最高音質のDAP(2018年現在 脳内妄想比較による)です。
匿名メッセージで「お前のWEBサイト更新などだれもチェックしていないぞ」という嫌味が届きました。
だれもチェックしていないはずのサイトに更新があることをどうやって知るのか考えると、面白いですね。
2019年1月20日追記
アナログ信号部分の電源回路に1000uFの電解コンデンサーを追加したら、ノイズが減りました。
アナログ的チューンが可能なようです。
2019年2月5日の状況 3線式ヘッドフォンの駆動続編
また発明してしまいました。
3線式ヘッドフォンをデジタルでPDM駆動する方法を考案したので回路図を載せます。
特許第6235182号を応用しています。
ほぼ同じ回路を試作しているところです。
クロックを電流増幅しただけでCommonになる理由は、自分で考えてください。
74AC74の出力にディレイがあるせいで出力にヒゲパルスが出ますが、大勢に影響は無いでしょう。
応用もいろいろ考えられます。
DSD信号の代わりにPWM信号を出力しても行けます。
±の2値信号以外に0レベルを出力するときは、左右の出力線にCommonと同じクロック信号を出力します。
2019年2月11日の状況
3線式ヘッドフォンをデジタルでPDM駆動するDAPが出来ました。
特許第6293951号も一緒にして、100円ショップのハガキケースに組み込んでみました。
4線式と同じ音が出ています。
今回は、CD600枚分のALACを400GBのMicroSDに収めたので、外付けのSSDも必要ありません。
2019年4月29日の状況
DAPのOSをアップデートしたら、CPUクロックが600MHzに落ちてしまいました。
どうやら、ケータイ充電器の電源電圧低下をシビアに判定するようになったようです。
電圧が低めでも電流供給能力に余裕はあるはずなので、以下の記述を/boot/config.txtに加えました。
モデル3Bだから、最大クロックは1200MHzです。
arm_freq_min=1200
コアは4つも動かしておく必要がないと思ったので、以下の記述を/boot/cmdline.txtに加えました。
maxcpus=2
2021年8月26日追記
DAPをスマートフォン充電用バッテリーで駆動すると、電圧が足りなくてCPUクロックが落ちてしまいます。
そこで、秋月のキットAE-TPS61088を使って昇圧してみました。
バッテリーの出力4.75Vを5.46Vまで昇圧してくれます。
出力電圧を5Vピッタリまで下げることができませんでした。
若干過電圧で使用することになりますが、今の所動作しています。
後知恵ですが、ダイオードで降圧すればよかった。
2019年7月26日の状況 試作
2019年2月5日に書いた回路図をプリント基板に実装してみました。
頒布を開始しましたので、興味のある方は PDMのヘッドフォン駆動基板を読んでみてください。
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