DSMD_20160914 - リアライズテクノロジー

■マルチビットD/Aコンバータをノイズシェーパーでドライブ

◆2016/09/14　実験の概要

　・ΔΣ方式と呼ばれるノイズシェーピングによるD/Aコンバータでは、PWM出力にすることでフルロジックでの構成が可能で
　す。
　・性能を向上させるには、ノイズシェーパーの次数を上げる、PWMのValue数を増加させる等が上げられますが、クロック
　Jitterによる性能の劣化、ノイズシェーパーの高次化や高速クロックによる後段のフィルタの負荷増大などが発生します。
　・またノイズシェーピング方式のD/Aでは、パターンノイズによるアイドルトーンの発生が知られています。
　・これらのバックグラウンドから、ノイズシェーパー＋マルチビットD/Aコンバータの実験を行ってみる事にしました。
　

　SPDIFボード：RTD-CS8416_MP01
　FPGAボード：RTD-XC3S250E_MP01
　D/Aコンバータボード：RTA-μPD6376_MP01
　・これらのボードを使用して、デジタルオーディオ信号にノイズシェーピングを施し、マルチビット方式のD/Aコンバータを
　ドライブしてみます。
　まず、D/Aコンバータボードに搭載してあるマルチビット（抵抗ストリング）方式のD/AコンバータIC　μPD6376の
　電気的特性を掲載します。

◆2016/09/15　D/Aコンバータボード：RTA-μPD6376_MP01の特性測定

　　SPDIFボード（RTD-CS8416_MP01)とFPGAボード（RTD-XC3S250E_MP01)との接続
　　⇒SPDIFボードのP3（6pin）とFPGAボードのP3（6pin)を接続し、SPDIFボードのJP1をFPGA側にセット

　　FPGAボード（RTD-XC3S250E_MP01)とD/Aボード（RTA-μPD6376_MP01)との接続
　　⇒FPGAボードのP7（10pin）とD/AボードのP3（10pin)を接続

　・測定時に使用したFPGAのROMデータ　ダウンロードはこちら
　　（SPDIFからデジタルデータを入力し、D/Aコンバータボードのフォーマットで出力するフォーマットコンバータ）

　・FPGAボードの信号とSW設定は以下の通り
　　SW10とSW11の組み合わせで、SPDIFからの入力信号フォーマットを変更する事ができます。
　　　SW10/SW11：L / L　通常フォーマット24bit左詰め
　　　SW10/SW11：L / H　I2Sフォーマット
　　　SW10/SW11：H / L　通常フォーマット24bit右詰め

RMAAによる測定結果

　・D/AコンバータICの出力を測定

RightMark Audio Analyzer test report

Testing device	μPD6376
Sampling mode	24-bit, 96 kHz
Interface
Testing chain	External loopback (line-out - line-in)
RMAA Version	6.4.1


20 Hz - 20 kHz filter	ON
Normalize amplitude	ON
Level change	0.3 dB / 0.3 dB
Mono mode	OFF
Calibration singal, Hz	1000
Polarity	correct/correct

Summary

Frequency response (from 40 Hz to 15 kHz), dB	+0.04, -0.43	Good
Noise level, dB (A)	-93.7	Very good
Dynamic range, dB (A)	94.7	Very good
THD, %	0.030	Good
THD + Noise, dB (A)	-68.6	Average
IMD + Noise, %	0.037	Good
Stereo crosstalk, dB	-91.6	Excellent
IMD at 10 kHz, %	0.044	Good
General performance		Good

Frequency response

	Left	Right
From 20 Hz to 20 kHz, dB	-0.78, +0.05	-0.82, +0.04
From 40 Hz to 15 kHz, dB	-0.41, +0.05	-0.43, +0.04

Noise level

	Left	Right
RMS power, dB	-92.6	-91.9
RMS power (A-weighted), dB	-93.7	-93.7
Peak level, dB FS	-75.8	-75.1
DC offset, %	+0.0	-0.0

Dynamic range

	Left	Right
Dynamic range, dB	+93.9	+92.9
Dynamic range (A-weighted), dB	+94.6	+94.7
DC offset, %	+0.00	+0.00

THD + Noise (at -3 dB FS)

	Left	Right
THD, %	+0.0275	+0.0322
THD + Noise, %	+0.0277	+0.0325
THD + Noise (A-weighted), %	+0.0335	+0.0404

Intermodulation distortion

	Left	Right
IMD + Noise, %	+0.0351	+0.0380
IMD + Noise (A-weighted), %	+0.0229	+0.0233

Stereo crosstalk

	Left	Right
Crosstalk at 100 Hz, dB	-85	-87
Crosstalk at 1000 Hz, dB	-90	-92
Crosstalk at 10000 Hz, dB	-85	-88

IMD (swept tones)

	Left	Right
IMD + Noise at 5000 Hz,	0.0466	0.0477
IMD + Noise at 10000 Hz,	0.0327	0.0304
IMD + Noise at 15000 Hz,	0.0554	0.0515

　・D/Aコンバータボード（RTA-μPD6376＿MP01）の出力を測定