秋月のUSBオーディオ UAC3552A を活用する

  秋月電子で販売している、10W+10WステレオD級アンプモジュール(USBI/F付き をDACとして使用しました。

因みに、何かしらの改造が必要です。改造しないと、ステレオミニジャックのみから出力できますが、音量が小さいです。

 

改造の方向性として、

D級アンプのTA1101Bのみを使用する為の改造か、

DACのUAC3552Aのみを使用する為の改造か、

TA1101BとUAC3552Aの両方を使用する為の改造が考えられます。

 

今回は、DACのUAC3552Aのみ使用する方法を考えます。UAC3552Aの出力がデータシートによると12mWと小さく、結局外付けアンプを追加しました。外付けアンプを付けなくても音は出ますので、利便性を求める方や手持ちのヘッドホンアンプを使用する場合は、ゲイン調整だけでいいかと思います。

 

D級アンプのTA1101Bを使用したい方は後述のリンク集を参照してください。

ゲインの調整

冒頭で述べた通り、改造しなければステレオミニジャックのみから出力できますが、音量が小さいです。

Heaven's Producer|UAC3552A+TA1101Bのゲイン調整法 を参考にしました。 

 

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UAC3552Aのデータシート (左の図)を見るとUAC3552Aにはローパスフィルターが実装されていることが分かります。右の図は、サンプル回路図でのローパスフィルター部分になります。ローパスフィルターはUAC3552Aの内蔵のオペアンプで構成されています。

オペアンプのローパスフィルタの遮断周波数(Hz)は、

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で表す事が出来ます(R2をフィードバック抵抗の15KΩとする)。

従って、入力抵抗を変更しても、遮断周波数に全く影響しないので、入力抵抗(15kΩ)を交換してゲイン(利得)調整する事が出来ます。これは、コンデンサー(330p)を無視すれば一般的なオペアンプの 反転増幅回路と見なすことができるからです。

 

出力を2倍にしたいならば、入力抵抗(15kΩ)を7.5kΩに

出力を3倍にしたいならば、入力抵抗(15kΩ)を5kΩに

出力を約4倍にしたいならば、入力抵抗(15kΩ)を3.6KΩに

に変更してください。5kΩ(ゲイン3倍)がお勧めです。

 

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 赤色で囲んでいるチップ抵抗(入力抵抗)を交換します。上の図では、すでにチップ(抵抗5kΩ(ゲイン3倍))を交換してあります。

ヘッドホンアンプを外付けしない場合はこれで改造は終わりです。あとは、三端子レギュレーター端子を切断して、そこにバスパワーの5Vを接続してください。USB端子(D+、D-)とGNDは付属の実体配線図を参考にしてください。

 

ヘッドホンアンプの外付け

 UAC3552Aの出力がデータシートによると12mWで大変小さい値なので、バスパワーで動作するヘッドホンアンプを外付けします。オペアンプを使用する場合は両電源を使用しますが、DACと同じ電源で仮想GNDを作ることはできません。これは、DACのGNDと仮想GNDが構造上ショートしているためです。そこで、チャージポンプIC LT1054を使用すれば負電源ができます。ただ秋月電子で400円もするので、ほかの方法を考えます。(後で分かったことですが、チャージポンプIC  ICL7660のセカンドソース品TJ7660が秋月で60円で販売されているようです。この価格なら、オペアンプ式のアンプでもいいかと思います。)

今回は、単電源式のアンプをディスクリート設計することにします。回路図は、誠文堂新光社から出版された 奥沢 清吉/奥沢 煕【著】「はじめてトランジスター回路を設計する本」とMini Watters project を参考に設計しました。 

 

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差動式アンプではありませんので、ペア選別が不要です。

 電源は利便性を考えヘッドホンアンプはバスパワー(5V)で動作するようにしました。電源回路は、ノイズ対策としてLCフィルターと10Ωの抵抗を使いました。LCフィルターはL-chとR-ch共通ですが、R10Ωの抵抗はL-chとR-chそれぞれ独立していますので留意してください。なお、ヘッドホンアンプ部分の電源を外部電源にするとノイズが激減すると思います。因みにこのアンプの利得は約3倍です。1kΩと250Ωの並列抵抗は200Ω(200=1/(1/1000+1/250))で、gain=1+(200/100)=3 [倍]となります。

 

回路図中のUAC3552A analog out は下の図のL-ch out put、R-ch out put に相当します。L-ch out put、R-ch out put を外付けアンプの入力に接続してください。DACの電源は三端子レギュレーター端子を切断して、そこにバスパワーの5Vを接続してください。USB端子(D+、D-)とGNDは付属の実体配線図を参考にしてください。

 

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UAC3552Aは24bit48kHzで一応ハイレゾということもあって、音質は600円のDACにしてはなかなかの高音質だと思います。 

  

  

 

リンク集

秋月の10W+10WステレオD級アンプモジュール(USB I/F付き)を活用

D級アンプを使用するための基本的な改造方法を詳細な図解で紹介。秋月のモジュールを改造する場合は必ず閲覧したほうが良い。

 

USB接続ヘッドフォーンアンプを作ってみる - Biglobe

 電源周りの回路、DAC(UAC3552A)周りの回路が詳細に紹介されている。

 

Heaven's Producer|UAC3552A+TA1101Bのゲイン調整法

DACのみ使用時にはAUX出力が低い。チップ抵抗を交換することで UAC3552AとTA1101B の利得向上の方法が紹介されている。

 

USBオーディオアンプ基板 : RUUの不定期日記Neo

秋月のモジュールをアンプとdacの両方が使用できるように改造した記事。

 

USBオーディオアダプタ(1) | PC総合研究所

秋月のモジュールをアンプとdacの両方が使用できるように改造した記事。

TA1101Bにショットキーバリアダイオードを追加し安定性を向上させる改造や、TA1101B UAC3552A の利得アップの改造。それに伴う改造によりLPFの遮断周波数が変わるため、コンデンサーの変更も併せて変更している。

 

秋月USBオーディオ(D級アンプモジュール) : 趣味の覚書(Junk_Audio)

秋月の10W+10WステレオD級アンプモジュールの部分的な回路図が掲載されている。

 

秋月USB-Audio基板の改造 - sa89a.net

バスパワーでTA1101BとUAC3552Aの両方を使用した事例。

 

秋月TA1101B D級アンプ基板の改造 その1 : TYO.STDのおきらく写真生活

TA1101B D級アンプのみを使用した事例。

 

USBアンプモジュール-喪失のメロディー : すみません、取り乱しました。

 

http://nullpoarchives.orz.hm/uac3552a_usbkaizou.html

不明なデバイスの Vendor IDとDevice ID を調べる

WINDOWSLinuxで不明なデバイスのドライバを探す方法として、

Vendor ID(開発元のID)やDevice ID (パソコンのデバイスのID)を手掛かりにドライバーを調べる方法があります。

 

Vendor IDとDevice ID を調べると云えば、http://www.pcidatabase.com/

が有名でしたが閉鎖されたようなので、他に使えるサイトを探しました。

 

PCIの Vendor IDとDevice IDを調べる場合は、下記のサイトが有効です。

The PCI ID Repository

 

下記の写真の様にハードウェアIDの頭文字がPCIであることを確認してください。

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USBの Vendor IDとDevice IDを調べる場合は、下記のサイトが有効です。 

The USB ID Repository

 

USB ID Database - The SZ

 

下記の写真の様にハードウェアIDの頭文字がUSBであることを確認してください。

f:id:radiokan:20180527221449j:plain

 

取り敢えず、Vendor IDとDevice IDを調べる場合は、下記のサイトが有効です。

 

Microsoft Update Catalog

 

  

  

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参考サイト

Vendor IDとDevice IDを調べる - PCマスターへの道

ハードウェア ID を使用してデバイスドライバを検索する方法 | Dell 日本

 ベンダーコード・デバイスコードの調べ方・VENとDEVで不明なドライバを調べる

 

FireHDからChromecastを使いradiko.jp (ラジオ再生アプリ)をTVで作動させる方法 (TVでラジオを聞く方法)

「TVでラジオを聞く方法」をgoogleで検索すると、ケーブルテレビに加入する方法を簡単に見つける事が出来ますが、お金がかかるので他の方法を考えねばなりません。

 

次の方法として考えられるのは、ラジオを用意しヘッドホン端子からの出力をテレビに入力する方法が考えられると思いますが、選局はラジオで行うことになりますので、利便性に欠けます。そのような事を行うぐらいならば、ラジオで直接聞いたほうが良いと思います。

 

三番目の方法として、Chromecastを使い、FireHD(一般的なAndroid端末でも可)からradiko.jp ラジコ(ラジオ再生アプリ)の音声をテレビに飛ばします。これで、TVでラジオを聞く事が出来ます。しかも、選局が端末からの操作ですので大変便利です。

 

今回は、Chromecastを使い、FireHD(一般的なAndroid端末でも可)からradiko.jp (ラジオ再生アプリ)の音声をテレビに飛ばす方法を紹介します。

 

今回は、Chromecastの第一世代で検証しましたが、Chromecastの第二世代でも作動すると思います。

 

 

1.Fire HD 8 にroot化不要でGoogle Playをインストールします。

一般的なAndroid端末を使用する場合は、この作業は不要です。

詳細は下記の過去の記事を参照してください。

  

2sc380.hatenablog.com

 2.Chromecastをテレビに接続して、下記を参考に初期設定をしてください。

既にChromecastの設定を終わらせている場合は不要です。

support.google.com

2sc380.hatenablog.com

 

3.Google Playよりアプリ、radiko.jpgoogle homeをインストールします。

Google Playよりアプリ、radiko.jpgoogle homeをインストールします。

 

radiko.jp for Android (無料) - Google Play の Android アプリ

 

Google Home - Google Play の Android アプリ

4.アプリの位置情報の設定で位置情報サービスをオンにします。

この作業をしませんとradioko.jpが作動しません。

FireHDの場合

  1. 端末の設定アプリ を起動します。
  2. [ワイヤレス次へ [位置情報サービス] をタップします。
  3. 位置情報サービスをオンにします。

一般的なAndroid端末の場合

  1. 端末の設定アプリ を起動します。
  2. [セキュリティと現在地情報次へ [位置情報]  をタップします。
  3. 位置情報サービスをオンにします。

 

5.chromecastが接続されていることを確認し、テレビジョンのスイッチをON。

テレビの入力切り替えで、chromecastが接続されたHDMI端子に入力を切り替えます。

 

6.google homeを起動させ、画面や音声をキャストさせます。

  • google homeの設定 を起動します。
  • 画面や音声をキャスト をタップします。
  • 画面や音声をキャストさせます。

なお、画面や音声をキャストさせる前にradioko.jpを起動すると正しくテレビジョンに音声が転送できません。

6.radioko.jpを起動させます。

radioko.jpを起動させます。

これで、テレビジョンでラジオを聴収出来ます。

 

 

 

なお、無料で地域外のラジオを聴収する場合は、VPN で目的の地域に接続するか、GPSの位置情報できるアプリで位置を変更しなければなりません。

 

ラジコの全放送を無料で地域外で聞く方法とは?

 

スマホのGPSを偽装してラジコを地域外で聞く | ガジェット通信 GetNews

radikoを偽装GPSを使用してエリア外で聞く方法【Android編】 | スマホLABOホンテン

android apk バックアップ

Android OSのスマートフォンタブレット等にインストールされたアプリのバックアップを取ったり、デフォルトでインストールされているが公開されてないアプリのバックアップは一般的には出来ません。

 

そこで、Apk Extractor を使い。Apkを抽出し、そのファイルをSDカードに移すことでバックアップを取る事が出来ます。

 

1.Apk Extractor のインストール

Apk Extractor - Google Play の Android アプリ

 

2.アプリの起動

3.Apkを抽出

4.デフォルト設定では、ApkファイルがExtractedApks に保存されています。

5.ヤフーファイルマネージャー(他のファイルマネジャーでも可)でSDカードに移動させます。

 

ヤフーファイルマネージャーは下記からインストールできます。

容量スッキリ Yahoo!ファイルマネージャー - Google Play の Android アプリ

 

 

 

 

参考にしたサイトは下記。

root化不要でAndroid端末にインストールされたアプリのAPKファイルを取り出す方法 | スマホLABOホンテン

kodiの文字化け対策

kodiインストール後にデフォルトで言語が英語に設定されています。その際、日本語のファイルやフォルダーが文字化けして表示されます。

 

文字化けを治す方法は「Interface settings → Skin → Fonts → Arial based」で日本語表示が出来るはずです。

 

 

 

D級アンプ (YDA138 デジタルアンプ) でヘッドホンアンプを作る

D級アンプは、PWM(パルス幅変調)のインバーター回路方式のアンプです*1。いいかれば、モーター制御と同じですね。

 

例えば、銀座線の東京メトロ1000系ですと、PM同期モーター(PMSM)をPWM、VVVFインバーターで制御しています。

  インバータ制御を行うと 高精度の制御、 高効率 になります。

 

D級アンプに話を戻すと、

 D級アンプはA級アンプ、AB級アンプよりも部品点数が減らせます。

 高効率のため、ヒートシンクを小さく、またはなくせます。

 

D級アンプはかつては制御技術が低かったこともあり音が悪かったのですが、技術が向上したことにより高音質化を実現しています。今回は、YAMAHA製のIC YDA138を使用しました。

 

デジタルアンプはそのままヘッドホンに接続できない

 

ほとんどのデジタルアンプの出力は、BTL出力ため、R+ R-、L+ L-です。ヘッドホンの端子はR+ L+ GNDとなっており、そのままでは接続できません。これはデジタルアンプの出力がバランス出力に対しヘッドホンがアンバランス入力になっているからです。なお、YDA138 の出力もBTL出力ため、R+ R-、L+ L-です。

 

ここで、 デジタルアンプの出力R-L-をショットさせヘッドホンGNDに接続した場合、デジタルアンプのICか、ヘッドホンそのものが破損します。

故に接続方法を考えなければなりません。

 

 トランスでバランス アンバランスを変換すれば簡単

トランスを使うことで、デジタルアンプのBTL出力をGNDが共通なアンバランスに変換できます。

 

今回、YDA138の組み立て済みD級アンプ基板を使用しました。トランスは、既に所有していたサンスイのST41Aを使用しました。

YDA138のスピーカー出力にサンスイのST41Aトランス(ST46,ST48,ST60,ST62でも可*2 )*3を下記の回路図のように接続してください。トランスの1次側をYDA138のスピーカー出力に、トランスの2次側をイヤホンジャックに接続します。

経験則上、サンスイのドライバー用のトランジスタートランスを使用する場合は「ハイ受け、ロー出し」にした方が音の劣化が少ないです。ただ、インピーダンスマッチングが出来ていませんので出力は低下しますが、YDA138の最大出力が10w、電源がDC12V(Typ.)なので出力の低下は気にならないと思います。

 

回路図には記載しませんでしたが、イヤホンジャックのGNDとトランスのコアカバーをショートさせてください。この作業を行わなくても動作しますがその場合はノイズが多くなります。

サンスイのSTシリーズのトランスは加極性トランスですので、製作する際は極性に注意してください。あと、YDA138の電源のマイナスとイヤホンジャックのGNDをショートさせないようにしてください。

 

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さて肝心な音質ですが、定位が良く解像度も高いアンプになりました。

 

 

*1:スイッチングアンプ|エヌエフ回路設計ブロック

*2:アサイズが大きく、巻き数比が高いほど音が良くなる傾向がある

*3:サンスイトランスdatasheet

【Odroid xu4】kodiをテレビリモコンで動かした巻。

odroid xu4の開発元のhardkernel社で配布している、UbuntuのOS中にデフォルトでkodiがインストールされています。

 

こちらのサイトに紹介さているように、kodiをリモコン操作すると大変便利です。

超便利。Raspbian+Kodi はテレビリモコンで操作可能 - それマグで!

 

ということで、使えるように設定します。

 

CECとは

リモコン操作が出来る原理を先に説明します。CECとはHDMIで規格化されている機器制御信号と制御プロトコルです。テレビジョンにはリモコン連動機能(シャープならばファミリリンク)と云う、HDMIで通信しリモコン上で端末操作ができるからくりがあります。そのリモコン連動機能はCECを元に作られていているため、リモコン操作が出来るのです。なお、kodiはでデフォルトでCECが使用できます。 

 

テストエンジニアのためのHDMI 1.4ガイド - National Instruments

odroid xu4上での設定

 

Raspberry Piのように、ただHDMIを差し込めばいいわけではありません。

下記のサイトにあるように、Odroid xu4がCECがオフになっていますので、オンにする必要があります。

ODROID • View topic - Does Kodi 16.1 not enable HDMI CEC on XU4?

 

CECをオンにするためには、boot領域上のboot.ini ファイルの設定を変更する必要があります。

 

# --- HDMI CEC Configuration ---
# ------------------------------------------
setenv cecenable "false" # false or true
# set to true to enable HDMI CEC

 

から、

 

# --- HDMI CEC Configuration ---
# ------------------------------------------
setenv cecenable "true" # false or true
# set to true to enable HDMI CEC

 

に設定してください。その後再起動してください。

boot.iniのデフォルト設定は下記を参照

 

5422_bootini/boot.ini at master · mdrjr/5422_bootini · GitHub

kodi上での設定

ここでの設定はデフォルトで構いませんが、作動しない場合は参考にしてください。

 

KodiでのCECの設定は下記の場所になります。

System -> Settings -> System -> Input Devices -> Peripherals -> CEC adapter

 

CEC adapterの設定で、HDMI のチャンネル設定が不適切な場合は作動しませんので設定する必要があります。 

 

 

参考にしたサイトは下記

CEC - Official Kodi Wiki

 

テレビ側の設定

テレビ側の設定では、リモコン連動機能(シャープならばファミリリンク)をオンにします。

シャープのAQUOSを例にとると、

リモコンで、

メニュー→機能切り替え→ファミリリンク設定→ファミリリンク設定(する)

に設定してください。

 

これで、Odroid xu4のkodiがリモコンで操作できるようになります。