AKM AK4432VT Evaluation Board Manual

ASAHI KASEI [AKD4432-SA]

[KM119003] 2020/05

概要

AKD4432-SAは、DVDオーディオ、カーオーディオサラウンドシステムなどデジタルオーディオ機器に対応した

AK4432 (32-bit 2ch DAC) の音質評価ボードです。3種類の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

AKD4432-SA --- AK4432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 5×2ピンヘッダー

 アナログ出力2ch搭載

 ボード制御用USBポート

COAX In

AK4432

DIR

Opt In

AK411

5x2pin

Header

(DSP)

PIC

18F4550

USB

B-TYPE

I2C/SPI

MCLK

BICK

LRCK

SDTI

Audio

Signals

+12V

AGND

Reg

12V→3.3V

Reg

12V→3.3V

DGND

D3.3V

VSS

LVDD AVDD

DGND

Figure 1. AKD4432-SA ブロック図

AK4432 音質評価ボード Rev.2

AKD4432-SA

- 1-

ASAHI KASEI [AKD4432-SA]

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ボード概略図

 概略図

Figure 2. AKD4432-SA 配置図

- 2-

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 説明

(1) 電源コネクタ

+12V、AGND

各電源の詳細はTable1.電源の設定を参照して下さい。

(2) AOUTL、AOUTR

AK4432のアナログ出力用RCAコネクタです。

(3) COAX、OPT

AK4118AにSPDIF信号を入力するコネクタです。

COAXを使用する場合：JP302 COAX側 (Default）

OPTを使用する場合：JP302 OPT側

(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AK4432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用ピンヘッダーです。

MCLK、BICK、LRCK、SDTI

※PORT303を使用する場合：R310=R311=R312=R313= 51Ω

R314= R315= R316=R317=Open(Default)

※AK4118Aを使用する場合：R310=R311=R312=R313=Open (Default)

R314= R315= R316=R317=51Ω

(6) 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AK4432を制御します。

(7) PIC18F4550

USBのドライバICです。

(8) 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。

(9) SW401

AK4432の設定スイッチで、上側がHi、下側がLoです。

詳細はTable5.SW401設定を参照して下さい。

(10) SW402

AK4432のパワーダウンスイッチで、上側がHi、下側がLoです。

AK4432の動作時は必ずHiにして下さい。

(11) SW403

AK4432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。

(12) 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の動作時は必ずHiにして下さい。

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操作手順

[1] 電源の設定

名称色電圧内訳備考

+12V

赤

+12V

レギュレーター用必ず接続します。

GND

黒

グランド必ず接続します。

Table 1. 電源の設定

[2] スイッチ設定

(1). SW301の設定

No. Switch Name Function default

1 DIF2 AK4118AのDIF2-pin Hi

2 DIF1 AK4118AのDIF1-pin Lo

3 DIF0 AK4118AのDIF0-pin Lo

4 OCKS1 AK4118AのOCKS1-pin Hi

5 OCKS0 AK4118AのOCKS0-pin Lo

Table 2. SW301 設定

Mode DIF2 pin DIF1 pin DIF0 pin DAUX SDTO

LRCK BICK

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

24bit, I

L/H

64fs

6 1 1 0

24bit, Left

justified

24bit, Left

justified

H/L I 64-128fs I

24bit, I

L/H

128fs

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

- 4-

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(2). SW401の設定

No. Switch Name Function default

1 I2C

AK4432のI2Cピンの設定

H：I2Cモード

L：SPIモード

2 PS

AK4432のPSピンの設定

H：パラレルモード

L：シリアルモード

3 I2CFIL

AK4432のI2CFILピンの設定

H：ファストモードプラス(1MHz)

L：ファストモード(400kHz)

4 ACKS

AK4432のACKSピンの設定

H：オートセッティングモード

L：マニュアルセッティングモード

5 DIF

AK4432のDIFピンの設定（パラレルモード時のみ有効）

H：32bit I2S互換

L：32bit 前詰め

6 Open 使用できません -

Table 5. SW401の設定

(3). SW402/SW403/SW404の設定

SW402

AK4432-PDN

AK4432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。

SW403

MUTE

AK4432のMUTEピン（パラレルモード時のみ有効）

Push：ミュート

SW404

AK4118-PDN

AK4418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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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定

1.評価ボードを適宜、設定して下さい。

2.評価ボードと PCを USBケーブルで接続して下さい。

3.USBコントロールは 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]

Windows XP/ Vista / 7

Figure 3. Control Software Window

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■ 操作説明

コントロールソフトでは、ファンクション機能、レジスタマップの操作を行えます。

これらは、上部のタブで切り替えます。

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]: USB I/Fボード(AKDUSBIF-B)接続時に使用します。

ソフト起動後 USB I/Fボード(AKDUSBIF-B)を接続した場合、

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]: 現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]: 現在表示されているレジスタ値を全て読み込みます。

5. [Save]: 現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 Req Write]: [All Req 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。

9. [Sequence]: [Sequence] ダイアログを立ち上げます。

10. [Sequence(File)]: [Sequence(File)] ダイアログを立ち上げます。

11. [Read]: 現在のレジスタを読み出して、Register欄に表示します。

[All Read] ボタンとは異なり16進表示のみを行い

レジスタマップへの反映は行いません。

Note 1. [All Read]ボタンはRegister Control Interface Mode設定が”I

Cバスコントロールモード”の時のみ有効

です。

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■各タブ機能の説明

1.[Function]タブ：ファンクションマップ

ファンクション機能およびボリューム操作を実施する画面です。

[Function]ボタン(画面左側ボタン)を押下すると各機能の動作を実施します。

Figure 4. Function Window

[Function] タブ機能一覧

・Audio I/F Setting : オーディオインタフェース機能のセッティングを行います。

・DAC Setting Cotrol : DAC機能の設定を行います。

・Digital Volume Control : デジタルボリューム機能の設定を行います。

1-1.[Audio I/F Setting]: オーディオインタフェース設定

1. [Auto Setting]:チェックの有無によりクロック自動認識モードを切り替えます。

チェックなし: ACKS無効, Manual Setting Mode (default)

チェック有り: ACKS有効, Auto Setting Mode

2. [Sampling Speed Mode(DFS1-0 bits)]: ACKS無効時にサンプリングスピードモードの設定を行いま

す。

Normal Speed Mode

32kHz~48kHz

Double Speed Mode

64kHz~96kHz

Quad Speed Mode

128kHz~192kHz

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3. [TDM Mode Select(TDM1-0 bits)]: TDMフォーマットの選択を行います。

Normal mode

(default)

TDM128 mode (Quad Speed Mode)

TDM256

mode (Double Speed Mode)

4. [Audio I/F Format(DIF1-0 bits)]: オーディオインタフェースフォーマットの選択を行います。

16-bit 後詰め

20-bit 後詰め

24-bit 前詰め

24-bit I

S 互換

24-bit 後詰め

32-bit 後詰め

32-bit 前詰め (default)

32-bit I

S 互換

1-2.[DAC Setting_Control]: DAC設定

1. [DAC Power Up/Down]: ボタンの押下によりDACのパワーマネジメント機能を切り替えます。

DAC Power Up: RMDA無効, 通常動作 (default)

DAC Power Down: RMDA有効, パワーダウン

2. [Sync Enable(SYNCE bit)]: チェックの有無によりクロック同期化機能を切り替えます。

クロック同期化機能についてはAK4432データシートP.35をご参照願

います。

チェックなし: 同期化無効

チェック有り: 同期化有効 (default)

3. [Digital Filter(DASD bit_DASL bit)]: デジタルフィルタ機能の設定を行います。

Sharp roll-off filter (default)

Slow roll-off filter

Short delay Sharp roll-off filter

Short delay Slow roll-off filter

1-3.[Digital Volume Control]: ボリューム設定

1. [Lch(ATTL7-0 bits)]: スライドによりLchのボリューム設定を行います。

+12.0dB，

0dB (default)

～-115dB，

Mute

2. [Rch(ATTR7-0 bits)]: スライドによりRchのボリューム設定を行います。

+12.0dB，

0dB (default)

～-115dB，

Mute

3. [ATT Speed]: デジタルボリュームの遷移時間設定を行います。

1020/fs (default)

4080/fs

4. [Soft Mute]: チェックの有無によりソフトミュート機能の設定を行います。

チェックなし: 通常動作 (default)

チェック有り: 全DAC出力がソフトミュートされます

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2. [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、青字(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 5. REG Window

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2-1.[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、データは“H”または“1”にな

り、チェックしなければデータは“L”または“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]ボタンを

押して下さい。

Figure 6. Register Set Window

2-2.[Read]: データ読み込み実施 (I

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)に表示されます。

- 11-

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■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 7. All Reg Write Window

[ Open (左) ] ボタン : レジスタ設定ファイル (*.akr) の選択を実施します。

[ Write ] ボタン : 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 ] ボタン : 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 ] ボタン : 本機能の説明画面を開きます。

[ Save ] ボタン : 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 (右) ] 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 ] ボタン : ダイアログを閉じ、処理を終了します。

[ All Write ] : 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。

[ Start ] ボタン : 全てのファイルのレジスタ書込みを上側から実行します。

[ Stop ] ボタン : レジスタ書込みを中止します。

[ Interval time ] : 次のレジスタ設定ファイルの書き込みを開始するまでの待ち時間を指定

します。(5msec ～ 10,000msec)

[Current No] : 現在書き込み中のファイルNo(上側のファイルから 1, 2, 3… 10) を表示します。

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～操作上の注意～

1. 右側にある[ Save ] と[ 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面の [ 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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2.[Sequence]: [Sequence] ダイアログ

メイン画面で[Sequence]ボタンを押すと下記のようなダイアログが開きます。

レジスタのシーケンスの設定、実行ができます。

Figure 8. Window of [Sequence ]

～シーケンスの設定～

シーケンス設定は以下の手順で設定します。

1. シーケンス処理内容を選択します。

[Select]コンボボックスから動作させる処理内容を選択します。

処理内容に応じてデータ設定の必要な入力ボックスが有効になります。

< Select選択項目 >

・No_use : 未使用

・Register : レジスタ書込み

・Reg_Mask : レジスタ書込み(マスク指定)

・Interval : インターバル

・Stop : 一時停止

・End : シーケンス終了

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[KM119003] 2020/05

2. 動作させるシーケンスを入力して下さい。

[ Address ] : アドレス

[ Data ] : データ

[ Mask ] : マスク

[ Data ] と[ Mask ]のAND処理を実施したものが書込みデータとなります。

Mask = 0x00のとき、現在値の設定を維持します。

Mask = 0xFFのとき、Dataで設定された8bitデータが書き込まれます。

Mask =0x0Fのとき、Dataで設定された下位4bitデータが書き込まれます。

上位4bitは現在の設定値を維持します。

[ Interval ] : インターバル時間

シーケンス処理内容毎の入力項目は次の通りです。

・No_use : なし

・Register : [ Address ]、[ Data ]、[ Interval ]

・Reg(Mask) : [ Address ]、[ Data ]、[ Mask ]、[ Interval ]

・Interval : [ Interval ]

・Stop : なし

・End : なし

～操作ボタン説明～

操作ボタンの機能は以下の通りです。

[ DEL ] ボタン : チェックしている1ステップを削除します。

[ INS ] ボタン : チェックしているステップに前回削除した1ステップを挿入します。

[ Start Step ] 選択 : 開始するステップを選択します。

No.1 Step : No.1 ステップから開始します。

Checked Step : チェックしているステップから開始します。

[ Start ] ボタン : 設定したシーケンスが実行されます。

[ Stop ] ボタン : 実行中のシーケンスを停止します。

[ Help ] ボタン : 本機能の説明画面を開きます。

[ Save ] ボタン : シーケンス設定ファイルを保存します。ファイル名は “*.aks” です。

[ Open ] ボタン : “*.aks” で保存されたシーケンス設定ファイルの割り当てを読み出します。

[ Close ] ボタン : ダイアログを閉じ、処理を終了します。

～シーケンスの一時停止～

シーケンス処理内容にStopが選択されているとき、シーケンスを一時停止します。

再度[ Start ]ボタンを押下すると停止した状態から再び動作を開始します。

再開時のステップは[ Start Step ]のボックスに表示されます。

処理の終わりまで実行させた場合[ Start Step ]は “1”に戻ります。

[ Start Step ]ボックスに任意のステップを入力することで途中から実行することが可能です。

処理の途中で最初から再実行を行いたい場合は[ Start Step ]に ”1”を入力し

[ Start ]ボタンを押下して実行してください。

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[KM119003] 2020/05

3.[Sequence]: [Sequence(File)] ダイアログ

メイン画面で[Sequence(File)]ボタンを押すと下記のようなダイアログが開きます。

シーケンス設定画面([Sequence]ダイアログ)の[ Save]で作成した

シーケンス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. Window of [ Sequence(File) ]

[ Open (左) ] ボタン: シーケンス設定ファイル (*.aks) の選択を実施します。

[ Start ] ボタン : 選択したシーケンス設定ファイルの内容でシーケンス処理の実行を行います。

[ Start All ] ボタン : 選択したシーケンス設定ファイルのシーケンス処理実行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 ] ボタン : 本機能の説明画面を開きます。

[ Save ] ボタン : 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 "*.mas" です。

[ Open (右) ] ボタン: "*.mas"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 ] ボタン : 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 ] と[ 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. シーケンス処理内容に Stopが選択されているとき、シーケンスを一時停止します。

一時停止中は以下のようなメッセージを出力します。[ OK ]ボタンを押下すると先に進みます。

Figure 10. Window of [ Sequence Pause ]

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[KM119003] 2020/05

Measurement Results

[Measurement condition]

・ Measurement unit : Audio Precision, SYS-2722 (No.00103)

・ MCKI : 512fs ,256fs,128fs

・ BICK : 64fs

・ fs : 48kHz、96kHz

・ Bit : 24bit

・ Input Frequency : 1kHz

・ Power Supply :＋12V, GND

AVDD=LVDD=3.3V (Regulator)

・ Pass : COAX→AK4118A(DIR) → AK4432 → AOUT

・ Temperature : Room

・ Board Setting : Parallel Mode

[Measurement Results]

1. fs=48kHz, MCLK=512fs, BICK=64fs

Result

Unit

Lch

Rch

DAC : SDTI => DAC => L/ROUT

S/(N+D) fs = 48kHz (0dBFS, 20kHz LPF) 90.0 89.8 dB

DR fs = 48kHz (-60dBFS, A-Weighted) 108.0 108.0 dB

S/N fs = 48kHz (No Inputs, A-Weighted) 108.0 108.0 dB

2. fs=96kHz, MCLK=256fs, BICK=64fs

Result

Unit

Lch

Rch

DAC : SDTI => DAC => L/ROUT

S/(N+D) fs = 96kHz (0dBFS, 40kHz LPF) 89.7 89.6 dB

DR fs = 96kHz (-60dBFS, 40kHz LPF) 102.8 102.8 dB

S/N fs = 96kHz (No Input, 40kHz LPF) 102.8 102.8 dB

3. fs=192kHz, MCLK=128fs, BICK=64fs

Result

Unit

Lch

Rch

DAC : SDTI => DAC => L/ROUT

S/(N+D) fs = 192kHz (0dBFS, 40kHz LPF) 89.6 89.6 dB

DR fs = 192kHz (-60dBFS, 40kHz LPF) 102.8 102.8 dB

S/N fs = 192kHz (No Inputs, 40kHz LPF) 102.8 102.8 dB

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ASAHI KASEI [AKD4432-SA]

[KM119003] 2020/05

[Plot Data]

1. fs=48kHz, MCLK=512fs, BICK=64fs

DAC : SDTI => DAC => AOUTL/AOUTR

Figure 11. FFT (0dBFS) [fs = 48kHz]

Figure 12. FFT (-60dBFS) [fs = 48kHz]

-180

-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

20 20k50 100 200 500 1k 2k 5k 10k

-180

-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

20 20k50 100 200 500 1k 2k 5k 10k

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[KM119003] 2020/05

Figure 13. FFT (No Inputs fs=48kHz]

Figure 14. THD+N vs. Amplitude (Input Level) [fs = 48kHz]

-180

-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

20 20k50 100 200 500 1k 2k 5k 10k

-140

-70

-130

-120

-110

-100

-90

-80

-140 +0-120 -100 -80 -60 -40 -20

dBFS

- 19-

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[KM119003] 2020/05

Figure 15. THD+N vs. Input Frequency [fs = 48kHz, 0dBFS Inputs]

Figure 16. Linearity [fs = 48kHz]

-130

-60

-120

-110

-100

-90

-80

-70

20 20k50 100 200 500 1k 2k 5k 10k

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

-140 +0-120 -100 -80 -60 -40 -20

dBFS

- 20-

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