桐井研究室

前々からやってみようと思っていたネタですが、USBバスパワー駆動のHPA付きUSB-DACを作ってみました。…といってもオリジナルで仕立てた回路ではなく、なべ氏のPCM2704DACと低電圧HPA V3を組み合わせた物です。



これまでにユニバーサル基板で製作してきた基板を使ったので規模が大きくなってしまいましたが、音質は文句なしですし、接続がUSBケーブル一本で良いので便利。ベッドサイドオーディオ（＝布団に転がってノートPCで音楽鑑賞）にて運用中です。

概要

• DAC基板…PCM2704DAC（ユニバーサル基板での製作記事）
• HPA基板…低電圧アンプ Ver3（ユニバーサル基板での製作記事）
• 入力…USB入力のみ。電源もUSB供給のみ。
• 出力…DAC出力およびHPA出力。

結構大きくなってしまったので、ケースはタカチCD-180を使用。とにかくUSBケーブル一本で動作する事を主眼としています。

ブロック図と回路解説

本作は既存回路の組み合わせですので、電源部以外はブロック図としてみました。PICはAD8402（デジタルポテンショ）制御用です。余っていたので使いましたが、正直音量制御しにくいので、LM1972にするか素直にアナログボリュームにした方が良かったかもしれません。

電源部については、最上流にて大容量のコンデンサを用いたLCフィルタを通してからDAC・PICに電源供給後、DCラインフィルタ→RCフィルタ→3端子レギュレータ…と物量勝負でフィルタしつつ3Vにしています。これをレールスプリッタ分圧して信号基準電圧を生成し、音声系のGNDとしています。

当然USB-DACのGNDと音声系の基準電圧は電位差があるので、DACの出力にカップリングコンデンサを挿入してあります。元々PCM2704DACには20mV程度のオフセットが生じる設計ですし、HPA部にオフセット解消する機構が無いのである意味好都合。

DACと同様、HPA用にもチャージポンプIC等で負電源生成すれば電位差に関して小細工する必要は無いのですが、スイッチングノイズ対策と電流量を考え、USB電源をフィルタ・分圧する方式にしてみました。低電圧HPAだから出来る方式ですね。

備考

• 上記の通り、入力のGNDと出力の基準電圧に1.5Vの電位差があります。PCケースにヘッドホンのプラグをおいたらショートした…なんて可能性もありますので、万一参考にされる方は注意。
• HPAのオペアンプにLT1677を使っているのですが、前段回路の影響かもしれませんが電源OFF時にポップノイズが…。オペアンプ変えるか、出力リレーを付けるかしないといけませんね。
• PCM2704　+　0dBアンプなので、ヘッドホンによっては音量が足らない可能性もありますが…K701あたりでは全く不足ありません。ベッドサイド用途だとK420やATH-ESW9などを使うので、かなりボリュームを絞って使っています。