クロックモジュール基板


2012.12.30 クロックモジュールを考えてみる


QFN0.5mmピッチをハンダ付けがちょっとハードル高いかな。
この基板はDACのBCKには使えません、 世の中クロックモジュールに20,000円とか50,000円とかする物がありますが それの置き換え用です。ジッタークリーナも載せてみたのでかなり行けるんじゃないかと。
↓抵抗値などはこれから決めるのでめちゃくちゃです。

回路図OLD



↓これでfixにします。試作基板をCADらなくては。
回路図2OLD

↓取り敢えず部品表も作ってみました。


部品表OLD



2013.04.14 基板配置図


あららー、前回検討してから年をまたいでしまいましたね。
全ての部品を置いてみたところです。
コンデンサは要望が多かったので普通のフィルム、薄膜コンとECHを使える様にしてみました。
薄膜コンとECHは場所を食いますねー。

コモンモードチョークとDIP14pinのクロックもかなり場所をとります。
これで50mm×77mmです。






2013.04.27 基板配置図


ほぼアートワークを引き終わりました。
ちょちょいと仕上げてチェックに入ります。








2013.05.04 基板配置図


アートワークと検図を終了して出図しました。これから基板が出来上がってくるまでドキドキです。
どこかパターンが間違えているんじゃないか、とかシルクは大丈夫か、そもそもこの回路で動くのか?
実際に基板で動作が確認されるまでは不安です。



両面





部品面





ハンダ面


このクロックモジュールは何が出来るかというと

@外部から2系統のクロックを入力出来て、そのクロックをジッタークリーニングすることが
出来る。また、Si5317のシステムクロックを内部発振器と外部入力の切り替えができる。
さらに基板上に水晶発信器を載せてそのクロックをジッタークリーニングすることが
出来る。
 このクロックモジュール2枚使い、ジッタクリーニングして外部システムクロック入力とすれば
 さらなる性能向上が期待できるかも。

A電源レギュレータはLED電源とTPS7A47を選択できるので高性能のみならず好みの音質を選択できる楽しみがある。

B入力は内蔵発振器と外部入力2系統を選択できるので、多用途が期待できる。


このクロックモジュールで出来ないこと

@DACのBCKをクリーニングすることは出来ない


2013.05.13 仕様書等



このクロックモジュール基板の基になったのが昔作った↓これです。
ミニクロックモジュール

2013.05.26 動作確認と試聴


今回の基板はなかなか手こずりました。
まずTPS7A47の出力が0Vです、頭が真っ白で呆然としていたら龍一さんがTPSのEnable端子が
繋がっていないということを発見してくれて写真の様にジャンパーして事無きを得ました。







次にLED電源のLEDが光りません、完全に打ちひしがれてしまいましたが気を取り直して
デバッグすると、そういえば電源の設定は100mA程度を想定していました、Si5317は電流を
食います、データシートで250mA程度ですから完全に2SC2910の定格を超えています。
出力電流が足りず、そちらにひっぱられてLEDを点灯させる電流が無くなり光らないの
でしょう。
そこで、手持ちにあった2SC4495を使いました、これはhfeも500程度ありベース電流が
少なくてすむのでLEDも光るでしょう。
結果はばっちり動作しました。

よし、これならば、と思って出力を見ると、何も出ません。
Si5317周辺を確認して行くとマスタークロックが発振していません、なんで?と思いながら
調べると1pin-3pinを接続しなければならないところ1pin-2pinが接続されています、
駄目だこりゃ、なんとかX2を外して写真の様に裏返してジャンパーしました。ところが
4MHzが出力されています。100MHzを入れているのに4MHzとは、ロックしていないですね。
マスタークロックを見ると発振していない様に見えます、オシロの電圧設定を500mV/divにすると
発振している様です、データシートを見ると0.5V-1.2Vとあります、なんとか正常範囲みたいです。

ん?待てよ、X1は発振しているのかな?あららこっちも発振していません。
アートワークを追いかけると2pinがGNDになるはずがPullupされています、これまた
パターンカットとジャンパーで発振するようになりました。しかし出力は4MHz

数日悩んでもしやと思い周波数設定のジャンパーにちゃんとH、L、Mが出いているかを確認しました、
MはOKですが、HとLが逆さまです。なんてこった!そりゃ周波数設定が間違えているので
動くはずはありません。
自分でアートワークしながら上がH、下がLと思い込んで実は逆でした。
やっとやっと動作確認が出来ました。1枚の基板でこれだけ間違えてしかも時間を食ったの
はこの基板が最長です。








↓がジッタークリーナーの後の波形(黄色)にトリガーをかけて元の水晶発信器の波形(水色)
を観測しています。黄色の波形は明らかにジッターが少ないですね。






↓が元の水晶発信器の波形(水色)にトリガーをかけてジッタークリーナーの後の波形(黄色)を
観測しています。トリガーをかけているクロックにジッターがあるので黄色の波形も揺れて見えます。








さてさて、いよいよ試聴です。
jinsonさんの8paraのクロックに使ってみることにします。
クロックに100MHzの水晶発振器を載せ、ジッタークリーニング後の出力を8paraのクロックに供給します。
もともと8paraに載っていた水晶発振器で聴いた後、クロックモジュールに繋ぎ変えます。
おお!ギターやシンバルのタッチでアタックがするどいです、
全体にクリーンで元気の良い音になった印象です。いやあ、クロックは効きますね。
他にも色々と機能がありますが、私はこの使い方で満足です。








こちらはケーブルとコネクタです。
マッチ棒の先より小さいのが基板側のコネクタです
RS品番:557-981です。
それから一緒に写っているケーブルは
RS品番:481-2330です。
これは先がバラになっていて長いのですが値段が高いので、両端が加工された
RS品番:685-1009
これを買って片方ちょんぎって使うという手もあります。
私はこれを使っています。
コネクタは要らないと言う方はもちろん直接半田付けして使っても良いです。












2013.06.02 動作確認と試聴2


前回は100MHzと高い方の周波数で実験をしましたが
今回は11.2896MHzと低い方の周波数で実験をしてみました。
ばっちりロックしますね、問題はないようです。







今回の基板は間違えている場所が多かったので修正しきれたか不安なので
もう一回試作をすることにします。
今日出図しましたので基板が出来上がって来て動作確認が出来るのが6月16日になりそうです。
そこで問題なければようやく頒布の受け付けです。








2013.06.15 動作確認と試聴3


今回も試作という位置付けにしておいて良かったです。
前回のミスは修正出来ていましたが、他のミスをやらかしていました。
私はEAGLEというCADを使っているのですが、EAGLEにはベタGNDを書いた後に
GNDに関する部品をいじるとGNDに接続出来なくなるという難点があります。

それでも割りとすんなり11.2896MHzと100MHzでロックを確認し、音出しも
ばっちりでした。








2013.06.23 作成マニュアル



2013.07.12 作成マニュアルアップデート



2013.07.27 小さいクロック(114MHz)の向きが分かる様にデーターシートをUPしました。


作成マニュアルを作りました


↓作成マニュアルです。
作成マニュアル


↓仕様書本番用です。
仕様書本番

この基板はちまたで音が良いと評判のECHUコンデンサや秋月の薄膜コンデンサが使えるようにアートワークしてあります。
来週もう少しデバッグしてから頒布の予約受け付けをしようかと思います。
パーツリストを書き換えました。


↓回路図本番用です。
回路図本番用


↓取り敢えず部品表も作ってみました。


部品表本番

初回ロットのみ限定で音に効きそうな部分の0.01ufと470pfのコンデンサにECHUを付けます。
龍一さんのご好意によるものです。


この基板は5Vを外から供給して3.3Vを作りますが、LED電源のためには6V程度あったほうが望ましいです。

114Mのクロックの向きが分からないとメールをいただきました、
確かにあれはめちゃくちゃ見づらいです。

明るいところで老眼鏡+ルーペでよーく見ると
データシートにある
CS180D
*114M
という感じの文字が見えるので1pinが基板に向かった左下

X2のシルクと同方向になるように取り付けます。

ちなみに私は間違えて、確率1/2なので外して付け直しました。

↓114Mのクロックのデータシートです。
Datasheet


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