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Raspberry Pi (I2Sアイソレータ導入)

Raspberry Piは700MHzで動作するコンピュータなので、オーディオ用に使用する場合はノイズ源でもあります。直結するDACに影響を与えないようにI2Sをアイソレートすることを試みます。

アイソレーションチップはSi8440を選択。1つのチップで4回路をアイソレートできます。このチップは他でもI2Sのアイソレーションに使用されていました。スペックシートの推奨回路通りに製作。なお、アイソレーションチップを動作させるには両側から電力を供給する必要があります。
Raspberry Pi (I2Sアイソレータ導入)_a0154448_21341041.jpg

アイソレーション基板は完成。このチップは足の間隔が狭いので、ハーフピッチの汎用基板に実装しています。配線が汚い上、半田も汚い。
Raspberry Pi (I2Sアイソレータ導入)_a0154448_21342789.jpg

Raspberry Pi の基板サイズは小さいものの、WaveIOの代わりにDAC用ケースの内部に実装するのは無理な大きさ。仕方がないので、後日ケースを調達予定。問題は筺体間をI2S接続するケーブルに何を採用するかです。I2S信号はノイズに弱そうなので、しっかりシールドされたケーブルが好ましく、今回はCategory7のLANケーブルを採用してみました。LANケーブルはツイストペア4組で構成されています。ちょうど3種類のI2S信号と電源の合計4組必要なので、ぴったりの選択。
Raspberry Pi (I2Sアイソレータ導入)_a0154448_21345410.jpg

筺体からLANケーブルを尻尾のように出して、メス-メスコネクタで接合する予定。この方式だと制作が容易で安価。
Raspberry Pi (I2Sアイソレータ導入)_a0154448_21351003.jpg

Category7のLANケーブルを切断したところ。ツイストペア毎にシート状のアルミと思われる導体でシールドされています。さらに、全てのケーブルを纏めて、外周も網状の導体でシールドされており、安心感があります。デメリットはケーブルが太くて固めなので、取り回しが難しそうな点。
ちなみにCategory5のLANケーブルではシールドは用意されていません。ツイストペア構造により外部からの電磁誘導ノイズを相殺するだけ。
Raspberry Pi (I2Sアイソレータ導入)_a0154448_21345853.jpg

完成したので、アイソレータ基板とLANケーブルを接続してみた状態。
Raspberry Pi (I2Sアイソレータ導入)_a0154448_21353243.jpg
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音を出してみたところ...無音時に明らかにノイズが乗っています。基板を触っていると解消するので、いろいろ試してみたところ、アイソレーション基板のDAC側のグランドとRaspberry Pi側のグランドをショートすると解消する。一旦ショートして開放してもノイズは消えたまま。DACの電源を落として再投入するとノイズは再現する。グランドをショートするとアイソレーションの意味がないので。押している間だけショートするボタンを追加すれば回避できそう。

これで実装の方向性が固まったので、ケースと電源の部品を発注します。

by vortexes | 2015-02-21 21:52 | audio


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