커스텀 자작 DAC 제작진행일지 – 32022.07.19 문역 안녕하세요 파버입니다. 최근 몇 달간 귀신에 홀린 듯 다른 일에 집중하게 돼 커스텀 DAC 제작을 드롭했는데 최근 들어 ‘아…’ 이것도 해야겠다’는 생각이 갑자기 나서 허둥지둥 작업해 본 기록을 올립니다. https://blog.naver.com/zxcvdksdks/222842025789
CUSTOM DAC 제작진행상황 – 1 CUSTOM DAC 제작진행상황 – 12022.01.20 문장번역 안녕하세요 파버입니다. 현재 제작중인 ES…blog.naver.com
계약 톰슨:/챔피언스리그는 안돼.저아가씨. 구미/사이클여덱사딕센/222842029303
CUSTOM DAC/AMP 제작진행상황 – 2 CUSTOM DAC/AMP 제작진행상황 – 22022.02.12 문장번역 안녕하세요 파버입니다. 저번에 이… blog.naver.com
PCB를 받은 것은 2월경이고 코로나에도 큰 문제없이 도착했습니다.
보라색 솔더 마스크는 처음 써봤는데 정말 예뻤어요.
이전에 제작한 DC어댑터 전용 커스텀 O2PCB와 원컷. 사진 속 PCB는 테스트를 위해 메인 LDO 전원부와 MCU 등을 구현하고 컨트롤러 측에서만 테스트를 진행한 모습입니다.
일단 보드 작동을 보기 위해 익숙한 MCU 파트를 먼저 작업했지만 실질적으로 오디오를 담당하는 부분은 ES9038Q2M을 비롯한 I/V Stage+SEAMP Stage이기 때문에 많이 해본 MCU 파트가 아닌 비교적 낮은 파트의 연계를 먼저 테스트를 해야 했는데… 생각보다 설계에 문제가 많았고, 그로 인해 진행이 잘 되지 않아 의욕이 떨어지고요. 여러 문제점이 겹쳐서 상당기간 DAC 커스텀 프로젝트를 드롭한 것 같습니다.
작업의 어려움에는 QFN 패키지도 한몫했습니다.모처럼 주변 회로를 다 구성해놨는데 QFN 때문에 보드를 2개 버리고 ES9038Q2M 칩셋도 3개 정도 올려 먹었더니 아무리 취미라고 해도 너무 하기 싫어졌어요. DAC칩이 한두 푼이 아니니까 허탈감만… 하하하 그렇게 의욕을 다 잃고 여기까지 진행하다가 몇달동안 드롭하게 되었습니다.그렇게 시간이 흘러 7월이 되어서야 머리가 조금 식었고 다시 이 프로젝트를 손에 쥐게 되었습니다. 머리가 식었다가 꽉 잡고 다시 잡았더니 의외로(?) 작업이 술술 진행되었습니다.위 사진은 외부 DAC 칩에서 I/V Stage + SEAMP Stage를 구동하여 오디오 신호가 올바르게 출력되는지 확인해 보는 작업입니다. 맨 왼쪽에 보이는 Bravo DDI를 통해 USB 신호가 I2S로 변환되고 I2S 신호를 ES9018K2M에서 D/A 컨버전하여 L/R Differential 신호로 자체 제작 보드로 전달합니다. 해당 L/R 신호를 받고 I/V Stage-> SEAMP Stage를 거쳐 싱글엔드 신호로 나옵니다.I/V Stage + SEAMP Stage는 +12V~-12V로 구동되기 때문에 (순수히 개인의 취향입니다) +12V to-12V Negative SMPS를 적용하였습니다.상기 파형은 가장 저렴한 Audio OPAMP인 RC4580을 이용하여 I/V Stage+SEAMP Stage를 구동한 모습입니다. 어떤 유튜브든 틀어놓고 들어보니 소리가 잘 나는 걸 확인했어요.1Khz Tone Test 파형을 입력하여 FFT로 확인하는 과정입니다. Oscilloscope의 기본 노이즈 플로어가 상당한 수준이라 정확한 수치는 아니지만 1Khz가 잘 나오는 것은 확인할 수 있습니다.I/V Stage와 SEAMP Stage의 기능을 확인했으니 가장 중요한 DAC인 ES9038Q2M의 동작을 확인할 차례입니다. 구성은 위 사진과 같습니다. PC에서 USB Input을 받아 Amanero DDI가 I2S로 변환하고, 이 신호를 ES9038Q2M이 받아 I/V+SE로 전달하는 구성으로 되어 있습니다. ES9038Q2M의 제어는 외부에서 I2C로 진행됩니다. ES9038Q2M은 고정밀 100MhzMEMS로부터 클럭을 받아 사용하게 됩니다. ESS 칩셋을 제어하면서 가장 많이 제어하는 Address는 다음과 같습니다.ADDR:0x01->InputSelection을선addADDR: 0x0B→SPDIF Select DATA1, DATA2에 Coax, Optical 등의 단자를 물려 선택할 수 있다.ADDR : 0x0F / 0x10 -> Left/Right Volume Control 볼륨을 컨트롤 할 수 있습니다. 여기서 하나 빠뜨린 게. -단위라서 0xFF면 -127.5dB(최저볼륨)이고 0x00이면 -0dB(최대볼륨) 여기 낚여서 DAC가 왜 안 움직이지… 삽을 했어요 Register가 2개인 이유는 ES9038Q2M 칩 Default에서 L/R 각각 Channel이 따로 Volume Control을 가져가도록 설정되어 있기 때문입니다.TEST에서 사용한 Reserved를 제외한 ES9038Q2M 칩셋값. ES9038Q2M의 ADDR은 0x90입니다. 이 값들을 MCU에서 버튼이나 노브 등을 통해 사용자로부터 입력받아 I2C에 ES9038Q2M으로 전달하게 됩니다.보드를 모두 구성하여 작동시킨 모습. 오디오 신호가 잘 출력되는 것을 볼 수 있습니다.Amanero는 기본 32/384를 지원하며 탑재된 MEMS 클럭으로 원활하게 Decoding 되는 것을 확인하였습니다.최종적으로 L/R Channel에서 1Khz 신호가 잘 출력되는 모습.다소 어수선하지만 내부 구조는 이렇게 되어 있습니다. 현재까지 진행된 과정은 위와 같으며 아직 상위급 OPMP TEST 및 AP525 장비를 이용한 THD+N 측정, MCU 프로그래밍 등 해야 할 일이 산더미처럼 쌓여있지만 가장 힘들었던 ES9038Q2M의 작동이 정상화되는 것을 확인할 수 있었습니다. 추후 조건이 갖춰지면 완성된 작품을 보여드릴 수 있었으면 좋겠습니다. 만약 ESS칩셋을 사용한 DAC 자작을 생각하고 있는 분이 계시다면, 도음이 되기를 바랍니다. 부탁드립니다 읽어주셔서 감사합니다. 즐거운 라이프 되세요 ++태어나면서 여러 삽을 하는데 역시 기성품이 가장 마음이 편합니다.