AKM AK4456VN Evaluation Board Manual

タイプ
Evaluation Board Manual

AKMのAK4456VNは、高音質再生を可能にする32ビットDACです。AKM独自の技術により、低歪み、低ノイズを実現し、クリアで自然なサウンドを提供します。また、384kHzまでのPCM信号と、11.2MHzまでのDSD信号に対応しており、ハイレゾ音源も忠実に再現します。さらに、多彩なデジタルフィルターを搭載しており、好みに応じて音質を調整することができます。AK4456VNは、ハイエンドオーディオ機器やプロ用オーディオ機器、ポータブルオーディオ機器など幅広い用途に使用できます。

AKMのAK4456VNは、高音質再生を可能にする32ビットDACです。AKM独自の技術により、低歪み、低ノイズを実現し、クリアで自然なサウンドを提供します。また、384kHzまでのPCM信号と、11.2MHzまでのDSD信号に対応しており、ハイレゾ音源も忠実に再現します。さらに、多彩なデジタルフィルターを搭載しており、好みに応じて音質を調整することができます。AK4456VNは、ハイエンドオーディオ機器やプロ用オーディオ機器、ポータブルオーディオ機器など幅広い用途に使用できます。

[AKD4456-SA]
[KM118601] 2017/03
概要
AKD4456-SAは、AVレシーバー、DVDオーディオ、カーオーディオシステムなどに対応したAK4456(32-bit
6ch DAC)の音質評価ボードです。AK4456からの差動アナログ出力を加算するLPF回路を内蔵し、デジタルオ
ーディオインターフェースを使って、簡単に評価をすることができます。
オーダリングガイド
AKD4456-SA --- AK4456音質評価ボード
(専用コントロールソフトを同梱)
機能
3種類のデジタルオーディオインターフェース搭載
- 光入力
- COAX入力
- 外部入力用 10ピンヘッダー ×2
プリアンプ出力用LPF回路搭載
アナログ出力6ch搭載
ボード制御用USBポート
COAX In
AK4456
DIR
Opt In
AK4118A
5x2pin
Header
(DSP)
R1/R2/R3
PIC
18F4550
USB
B-TYPE
I2C/SPI
MCLK
BICK
LRCK
SDTI
Audio
Signals
+12VGND
Reg
12V 3.3V
Reg
12V 5.0V
D3.3V
D3.3V
TVDD
AVDD
VREFH1
VREFH2
VREFH3
U602
U601
-12V
2nd Order LPF
L1/L2/L3
+12V
-12V
+12V
-12V
+12V
+12V
Figure 1.AKD4456-SA ブロック図
AK4456 音質評価ード Rev.1
AKD4456-SA
- 1-
[AKD4456-SA]
[KM118601] 2017/03
ボード概略図
概略図
Figure 2.AKD4456-SA 配置図
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[AKD4456-SA]
[KM118601] 2017/03
説明
(1) 電源コネクタ
+12V-12VGND
各電源の詳細はTable1.電源の設定を参照して下さい。
(2) AOUTL1~AOUTL3AOUTR1~AOUTR3
AK4456アナログ出力用RCAコネクタです。
(3) COAXOPT
AK4118ASPDIF信号を入力するコネクタです。
COAXを使用する場合:R305=0Ω、R306=Open (Default
OPTを使用する場合:R305=OpenR306=0Ω
(4) AK4118A
AK4118Aはデジタルオーディオトランシーバーです。
SPDIF信号を使用してAK4456の評価をする場合に使用します。
(5) PORT303
外部インターフェース10ピンヘッダーです。
MCLKBICKLRCKSDTI1/DSDR1SDTI2/DSDL2
PORT303を使用する場合:R328=R329=R330=R331=R332=51Ω、R316=R317=R320=R321=Open
(6) PORT304
外部インターフェース10ピンヘッダーです。
SDTI3/DSDR2SDTI4/DSDL3DSDR3DSDL4DSDR4
PORT304を使用する場合:R323=R324=R325=R326=R327=51Ω、R350=R351=Open
(7) USB
ボード制御用USBポートです。PCと接続し専用コントロールソフトでAK4456を制御します。
(8) PIC18F4550
USBのドライICです。
(9) SW301
AK4118Aの設定スイッチで、上側がHi、下側がLoです。
詳細はTable2.SW301設定を参照して下さい。
(10) SW401
AK4456の設定スイッチで、上側がHi下側がLoす。
詳細はTable5.SW401設定を参照して下さい。
(11) SW402
AK4456のパワーダウンスイッチで、上側がHi、下側がLoす。
AK4456の動作時は必ずHiにして下さい。
(12)SW403
AK4456のミュートスイッチです。押すと出力がミュートされます。
(13)SW404
AK4118Aのパワーダウンスイッチで、上側がHi、下側がLoです。
AK4118A動作時は必ずHiにして下さい。
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[AKD4456-SA]
[KM118601] 2017/03
操作手順
[1] 電源の設定
名称 電圧 内訳 備考
+12V +12V
Op-Amp
レギュレーター
必ず接続します
-12V -12V Op-Amp 必ず接続します
AGND 0v グランド 必ず接続します
Table 1. 源の設定
[3] スイッチ設定
(1). SW301の設定
No. Switch Name Function default
1 DIF2 AK4118ADIF2-pin Hi
2 DIF1 AK4118ADIF1-pin Lo
3 DIF0 AK4118ADIF0-pin Lo
4 OCKS1 AK4118AOCKS1-pin Hi
5 OCKS0 AK4118AOCKS0-pin Lo
Table 2. SW301 設定
Mode DIF2 pin DIF1 pin DIF0 pin DAUX SDTO
LRCK BICK
I/O
I/O
0 0 0 0
24bit, Left
justified
16bit, Right
justified
H/L O 64fs O
1 0 0 1
24bit, Left
justified
18bit, Right
justified
H/L O 64fs O
2 0 1 0
24bit, Left
justified
20bit, Right
justified
H/L O 64fs O
3 0 1 1
24bit, Left
justified
24bit, Right
justified
H/L O 64fs O
4 1 0 0
24bit, Left
justified
24bit, Left
justified
H/L O 64fs O
default
5
1
0
1
24bit, I
2
24bit, I
2
L/H
O
64fs
O
6 1 1 0
24bit, Left
justified
24bit, Left
justified
H/L I 64-128fs I
7
1
1
1
24bit, I
2
24bit, I
2
L/H
I
64
-
128fs
I
Table 3. AK4118A オーディオフォーマット
OCKS1 pin OCKS0 pin (X’tal) MCKO1 MCKO2 fs (max)
0 0 256fs 256fs 256fs 96 kHz
0 1 256fs 256fs 128fs 96 kHz
1 0 512fs 512fs 256fs 48 kHz
default
1 1 128fs 128fs 64fs 192 kHz
Table 4. AK4118A MCLK設定
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[AKD4456-SA]
[KM118601] 2017/03
(2). SW401の設定
No. Switch Name Function default
1 I2C
AK4456I2Cピンの設定
HI2Cモード
LSPIモード
Hi
2 PS
AK4456PSピンの設定
H:パラレルモード
L:シリアルモード
Hi
3 DCHAIN
AK4456DCHAINピンの設定(パラレルモード時のみ有効)
HDCHAINモード
L:通常モード
Lo
4 TDM0
AK4456TDM0ピンの設定(パラレルモード時のみ有効)
Lo
5 TDM1
AK4456TDM1ピンの設定(パラレルモード時のみ有効)
Lo
6 DIF
AK4456DIFピンの設定(パラレルモード時のみ有効)
H32bit I2S互換
L32bit 前詰め
Lo
7 CAD0-I2C AK4456CAD0ピンの設 (I2Cモード時のみ有効) Lo
8 CAD0-SPI AK4456CAD0ピンの設定 (SPIモード時のみ有効) Lo
9 CAD1 AK4456CAD1ピンの設定 (シリアルモード時のみ有効) Lo
Table 5.SW401の設定
(3). SW402/SW403/SW404の設定
SW402
AK4456-PDN
AK4456パワーダウンピン
電源投入後、必ず一度リセットして下さい
動作中は必ずH”にして下さい。
SW403
MUTE
AK4456MUTEピン(パラレルモード時のみ有効)
Push:ミュー
SW404
AK4118-PDN
AK4118Aのパワーダウンピン
電源投入後、必ず一度リセットして下さい
動作中は必ず“H”にして下さい。
Table 6. SW402/SW403/SW404の設定
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[AKD4456-SA]
[KM118601] 2017/03
1. コントロールソフトマニュアル
評価ボードとコントロールソフトの設
1.評価ボードを適宜、設定して下さい
2.評価ボードと PC USBケーブルで接続して下さい。
3.USBントロール PC上では、HID(Human Interface Device)として認識されます。もし、正常に認識さ
れない場合は、再度接続し直して下さい。
4.コントロールプログラムを立ち上げて下さい。
5.適宜、操作を行い評価して下さい。
[対応OS]
Windpws XP / Vista / 7
Figure 3.Control Software Window
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[AKD4456-SA]
[KM118601] 2017/03
■操作説明
コントロールソフトでは、レジスタマップ操作を行えます。
頻繁に使用するレジスタ初期設定ボタン等は、切り替え画面の外側に配置されています。
各ボタンから呼び出されるダイアログの詳細は「各ダイアログ機能の説明」を参照してください
1.[Port Reset]: インボード上USB ポートにリセットを行います。
ソフト起動後 USB I/Fボード(AKDUSBIF-B)接続した場合、
このボタンをクリックしてください。
2.[Write Default]: レジスタを初期設定にします。
ハード上のリセット等でデバイスの初期化を行った場合
このボタンをクリックしてください。
3.[All Write]: 在表示されているレジスタ値を全て書き込みます。
4.[All Read]: てのレジスタ値を読み出し、レジスタマップに表示します。(Note 1)
5.[Save]: 在のレジスタ設定値をファイルに保存します
6.[Load]: ファイルに保存してあるデータの書き込みを実行します。
7.[All Reg Write]: [All Reg Write] ダイアログを立ち上げます。
8.[Data R/W]: [Data R/W] ダイアログを立ち上げます。
Note 1.
[All Read]ボタンRegister Control Interface Mode設定が”I
2
Cバスコントロールモードの時のみ有効です。
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[AKD4456-SA]
[KM118601] 2017/03
■各タブ機能の説明
1. [REG] タブ: レジスタマップ
レジスタの書込み、読み込みを実施する画面です。
レジスタマップの各ビットは押しボタンとなっています
マウスにより操作することでレジスタの更新を実施します。
“H”または “1”はボタンDown状態、赤字 (Read Onlyでは濃い赤) 表示、
“L”または “0”はボタンUp状態、青(Read Onlyではグレー)表示が行われます。
Read Only のレジスタに関してはグレーアウト状態となりマウスによる操作は不可となります。
データシートで定義されていない部分は“---”で表示されます。
Figure 4.REG Window
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[AKD4456-SA]
[KM118601] 2017/03
1-1.[Write]: データ書き込みダイアログ
同じアドレス上の複数のbitを同時に変更する場合に使用します。
レジスタマップの各レジスタに対応した[Write]ボタンをクリックし、
ダイアログを立ち上げます。
チェックボックスをチェック(点がチェックした印です)すると、データ“H”また“1”にな
り、チェックしなければデータは“L”また“0”になります。
各レジスタに対応したダイアログがあります。
入力した値をレジスタに書き込む場合は[OK]ボタンを、書き込まない場合は[Cancel]タンを
押して下さい。
Figure 5.Register Set Window
1-2.[Read]: データ読み込み実施 (I
2
Cバスコントロールモードのみ)
レジスタマップの各レジスタに対応した[Read]ボタンをクリックすると、
各レジスタの読み込みを実施します。
各レジスタの読み込み完了後、レジスタの状態に合わせて表示の更新が行われます
“H”または “1”ではボタンDown 状態、赤字 (Read Only では濃い赤)
“L”または “0”ではボタンUp 状態、青字(Read Only ではグレー)表示されます。
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[AKD4456-SA]
[KM118601] 2017/03
2. [Tool] タブ: テストツール
評価テスト用のテストツール画面
各機能ボタンを押下するとテストツールを呼び出します
Figure 6.Window of [ Tool ]
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[AKD4456-SA]
[KM118601] 2017/03
2-1.[Repeat Test] : [Repeat Test] ダイアログ
テストツール画面で[Repeat Test]ボタンを押すと下記のようなテスト用ダイアログが開きます。
設定したデータの繰り返し書き込みテストを実施できます。
Figure 7.Window of [ Repeat Test ]
[ Start ] ボタン : [Start] ボタン押下後、
テスト結果の保存ファイルを指定のダイアログが出現します。
任意のファイル名で指定を行ってください
保存ファイル指定後、テストを開始します
[ Close ] タン : ダイアログを閉じ、処理を終了します。
[ Address ] ックス : データを書き込むアドレスを16進数2桁で入力します。
[ Start Data ] ボックス : 開始データを16進数2桁で入力します。
[ End Data ] ボック : 終了データを16進数2桁で入力します。
[ Step ] ボック : Step間隔でデータを書き換えます。
[ Repeat Count ] ックス: テスト書き込み繰り返しカウント数を指定します。
[ Up and Down ] ボックス : 1カウントでのデータの流れを指定します。
点でチェックした場合、空白でチェックしない場合です。
・チェックした場合 : Start DataからEnd DataまでStepの間隔で書き換え後、
End DataからStart DataまでStep間隔で書き換えます。
[実行例] Start Data = 00, End Data = 05, Step = 1, [ ]1カウントの流れ
データの流れ: [000102030405050403020100]×Repeat Count
・チェックしない場合: Start DataからEnd DataまでStepの間隔で書き換えて終了します。
[実行例] Start Data = 00, End Data = 05, Step = 1, [ ]1カウントの流れ
データの流れ: [000102030405]×Repeat Count
[ Sampling Frequency ] ボック : Sampling Frequency 44.1kHz/48kHz選択します
[ Count ] ボックス : テスト実行中の カウントを表示します。
[ Lch Level ] ックス : テスト実行中の Lch Level を表示します。
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[AKD4456-SA]
[KM118601] 2017/03
2-2.[Loop Setting] : [Loop] ダイアログ
テストツール画面で[Loop Setting]ボタンを押すと下記のようなテスト用ダイアログが開きます。
設定したデータの書き込みテストを実施できます。
Figure 8.Window of [ Loop ]
[ OK ] ボタン : テストを開始します。
[ Cancel ] ボタン : ダイアログを閉じ、処理を終了します。
[ Address ] ックス : データを書き込むアドレスを16進数2桁で入力します。
[ Start Data ] ボックス : 開始データを16進数2桁で入力します。
[ End Data ] ボック : 終了データを16進数2桁で入力します。
[ Interval ] ックス : Intervalで設定した間隔でデータを書き込みます
[ Step ] ボック : Step間隔でデータを書き換えます。
[ Mode Select ] ボックス : 点でチェックした場合、空白でチェックしない場合です。
・チェックした場合 : Start DataからEnd DataまでStepの間隔で書き換え後、
End DataからStart DataまでStep間隔で書き換えます。
[実行例] Start Data = 00, End Data = 05, Step = 1
データの流れ: 000102030405050403020100
・チェックしない場合: Start DataからEnd DataまでStepの間隔で書き換えて終了します。
[実行例] Start Data = 00, End Data = 05, Step = 1
データの流れ: 000102030405
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[AKD4456-SA]
[KM118601] 2017/03
■各ダイアログ機能の説明
1. [All Reg Write]: [All Register Write] ダイアログ
メイン画面で[All Reg Write] ボタンを押すと下記のようなダイアログが開きます。
メイン画面の[ SAVE ] ボタンで作成したレジスタ設定ファイルを複数割り当て、実行することができま
す。
Figure 9.All Reg Write Window
[ Open () ] ボタン : レジスタ設定ファイル (*.akr) の選択を実施します。
[ Write ] ボタ : 選択したレジスタ設定ファイルの内容でレジスタの書込みを行います。
[ Write All ] タン : 選択したレジスタ設定ファイルの レジスタの書込みをまとめて実施します。
選択ファイルの実行順番は画面上から下の順となります
[ Help ] タン : 本機能の説明画面を開きます。
[ Save ] タン : レジスタ設定ファイルの割り当てを保存します。ファイル名は “*.mar”です
[ Open () ] ボタン :“*. mar”で保存されたレジスタ設定ファイルの割り当てを読み出します。
[ Close ] タン : ダイアログを閉じ、処理を終了します。
操作上の注意
1. 右側にある[ Save ] [ OPEN ] で指定するファイルは
全て同じフォルダ内に入っている必要があります。
2. レジスタの内容をメイン画 [ Save ] ボタンで変更した場合、
その内容を反映させるためにそのファイルを再度読み出して下さい。
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[AKD4456-SA]
[KM118601] 2017/03
2. [Data R/W]: [Data R/W] ダイアログ
メイン画面で[Data R/W] ボタンを押すと下記のようなダイアログが開きます。
キーボード操作により指定アドレスに対してデータ書き込みを実施します。
Figure 10.Data R/W Window
[ Address ] ックス : エディットボックス内にデータを書き込むアドレスを16進数2で入力します。
[ Data ] ボック : エディットボックス内にデータを16進数2桁で入力します。
[ Mask ] ボック : エディットボックス内にマスクデータを16進数2桁で入力します。
[ Data ] 入力に対してAND理を実施したものが書込みデータとなります。
[ Write ] ボタ : [ Address] ックスで指定されたアドレスのレジスタに対して
[ Data ] 入力と[ Mask ] 入力より生成したデータを書込みます(Note 2)
[ Read ] ボタン : [ Address] ックスで指定されたアドレスのレジスタを読み込みます(Note 3)
[ Close ] タン : 処理を終了します。
特にデータ書込みを実施しない場合はこちらで画面を閉じることで
キャンセルを行うことが出来ます。
Note 2. [ Write ] ボタン操作後はレジスタマップの表示が更新されます。
Note 3. [ Read ]ボタンはRegister Control Interface Mode設定が”I
2
Cバスコントロールモードの時のみ
効です
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[AKD4456-SA]
[KM118601] 2017/03
Measurement Results
Measurement unit : Audio Precision, SYS-2722 (No.00069)
MCKI : 512fs 256fs128fs
BICK : 64fs
fs : 44.1kHz96kHz192kHz
Bit : 24bit
Input Frequency : 1kHz
Power Supply : ±12V, GND
AVDD=VREHH=5.0V (Regulator)TVDD=3.3V (Regulator)
Pass : COAXAK4118A(DIR) AK4456 AOUTL/R
Temperature : Room
Board Setting : Parallel Mode
External OP-AMP : NJM2043D
[Measurement Results]
1. fs=44.1kHz, MCLK=512fs, BICK=64fs
Result
Unit
Lch
Rch
DAC1 : SDTI1 => DAC1 => L/ROUT1
S/(N+D) fs = 44.1kHz (0dBFS) 106.9 106.7 dB
DR fs = 44.1kHz (-60dBFS, A-Weighted) 114.5 114.5 dB
S/N fs = 44.1kHz (No Inputs, A-weighted) 114.6 114.8 dB
DAC2 : SDTI2 => DAC2 => L/ROUT2
S/(N+D) fs = 44.1kHz (0dBFS) 104.7 105.0 dB
DR fs = 44.1kHz (-60dBFS, A-Weighted) 114.7 114.9 dB
S/N fs = 44.1kHz (No Inputs, A-weighted) 114.8 114.8 dB
DAC3 : SDTI3 => DAC3 => L/ROUT3
S/(N+D) fs = 44.1kHz (0dBFS) 105.2 105.3 dB
DR fs = 44.1kHz (-60dBFS, A-Weighted) 114.7 114.8 dB
S/N fs = 44.1kHz (No Inputs, A-weighted) 114.8 114.7 dB
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[AKD4456-SA]
[KM118601] 2017/03
2. fs=96kHz, MCLK=256fs, BICK=64fs
Result
Unit
Lch
Rch
DAC1 : SDTI1 => DAC1 => L/ROUT1
S/(N+D) fs = 96kHz (0dBFS) 104.0 103.9 dB
DR fs = 96kHz (-60dBFS, A-Weighted) 114.2 114.7 dB
S/N fs = 96kHz (No Inputs, A-weighted) 114.3 114.7 dB
DAC2 : SDTI2 => DAC2 => L/ROUT2
S/(N+D) fs = 96kHz (0dBFS) 103.0 102.4 dB
DR fs = 96kHz (-60dBFS, A-Weighted) 114.6 114.7 dB
S/N fs = 96kHz (No Inputs, A-weighted) 114.8 114.7 dB
DAC3 : SDTI3 => DAC3 => L/ROUT3
S/(N+D) fs = 96kHz (0dBFS) 102.3 102.4 dB
DR fs = 96kHz (-60dBFS, A-Weighted) 114.7 114.4 dB
S/N fs = 96kHz (No Inputs, A-weighted) 114.6 114.5 dB
3. fs=192kHz, MCLK=128fs, BICK=64fs
Result
Unit
Lch
Rch
DAC1 : SDTI1 => DAC1 => L/ROUT1
S/(N+D) fs = 192kHz (0dBFS) 104.6 104.3 dB
DR fs = 192kHz (-60dBFS, A-Weighted) 114.5 114.5 dB
S/N fs = 192kHz (No Inputs, A-weighted) 114.6 114.8 dB
DAC2 : SDTI2 => DAC2 => L/ROUT2
S/(N+D) fs = 192kHz (0dBFS) 102.2 102.3 dB
DR fs = 192kHz (-60dBFS, A-Weighted) 114.5 114.6 dB
S/N fs = 192kHz (No Inputs, A-weighted) 114.7 114.7 dB
DAC3 : SDTI3 => DAC3 => L/ROUT3
S/(N+D) fs = 192kHz (0dBFS) 102.7 102.9 dB
DR fs = 192kHz (-60dBFS, A-Weighted) 114.5 114.5 dB
S/N fs = 192kHz (No Inputs, A-weighted) 114.7 114.7 dB
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[AKD4456-SA]
[KM118601] 2017/03
[Plot Data]
1. fs=44.1kHz, MCLK=512fs, BICK=64fs
DAC1 : SDTI1 => DAC1 => L/ROUT1
Figure 11.FFT (0dBFS) [fs = 44.1kHz]
Figure 12.FFT (-60dBFS) [fs = 44.1kHz]
-180
+0
-160
-140
-120
-100
-80
-60
-40
-20
d
B
r
A
20 20k50 100 200 500 1k 2k 5k 10k
Hz
-180
+0
-160
-140
-120
-100
-80
-60
-40
-20
d
B
r
A
20 20k50 100 200 500 1k 2k 5k 10k
Hz
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[AKD4456-SA]
[KM118601] 2017/03
Figure 13.FFT (No Inputs fs=44.1kHz]
Figure 14.THD+N vs. Amplitude (Input Level) [fs = 44.1kHz]
-180
+0
-160
-140
-120
-100
-80
-60
-40
-20
d
B
r
A
20 20k50 100 200 500 1k 2k 5k 10k
Hz
-140
-70
-130
-120
-110
-100
-90
-80
d
B
r
A
-140 +0-120 -100 -80 -60 -40 -20
dBFS
- 18-
[AKD4456-SA]
[KM118601] 2017/03
Figure 15.THD+N vs. Input Frequency [fs = 44.1kHz, 0dBFS Inputs]
Figure 16.Linearity [fs = 44.1kHz]
-140
-70
-130
-120
-110
-100
-90
-80
d
B
r
A
20 20k50 100 200 500 1k 2k 5k 10k
Hz
-140
+0
-120
-100
-80
-60
-40
-20
d
B
r
A
-140 +0-120 -100 -80 -60 -40 -20
dBFS
- 19-
[AKD4456-SA]
[KM118601] 2017/03
Figure 17.Frequency Response [fs = 44.1kHz]
Figure 18.Crosstalk [fs = 44.1kHz]
-1
+1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
+0
+0.2
+0.4
+0.6
+0.8
d
B
r
A
20 20k50 100 200 500 1k 2k 5k 10k
Hz
-140
-80
-135
-130
-125
-120
-115
-110
-105
-100
-95
-90
-85
d
B
20 20k50 100 200 500 1k 2k 5k 10k
Hz
- 20-
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AKM AK4456VN Evaluation Board Manual

タイプ
Evaluation Board Manual

AKMのAK4456VNは、高音質再生を可能にする32ビットDACです。AKM独自の技術により、低歪み、低ノイズを実現し、クリアで自然なサウンドを提供します。また、384kHzまでのPCM信号と、11.2MHzまでのDSD信号に対応しており、ハイレゾ音源も忠実に再現します。さらに、多彩なデジタルフィルターを搭載しており、好みに応じて音質を調整することができます。AK4456VNは、ハイエンドオーディオ機器やプロ用オーディオ機器、ポータブルオーディオ機器など幅広い用途に使用できます。