MIDS法と非線形変換器を用いた電極と変換素材のみのマトリクス・スピーカアレイ

仅使用电极和使用 MIDS 方法的转换材料和非线性换能器的矩阵扬声器阵列

• 批准号: 22K12137
• 负责人: 武岡 成人
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Shizuoka Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12137/
• 关键词: 多入力型ΔΣ変調器; MIDS; スピーカアレイ; 波面合成法; 超多チャンネル; MIDS法; 超多チャンネル信号処理; 音響トランスデューサ; バーチャルリアリティ

本研究は，我々が提案している多入力型ΔΣ（MIDS）変調法と，入力信号に対して非線形な出力を行うトランスデューサとを組み合わせることで，共通の電極とトランスデューサ素材のみから構成されながらも個別に制御されるスピーカアレイを実現しようというものである。本年度は理論・実装両面から基礎的検討を行った。・サーモホンに着目した乗算出力スピーカの検討本研究のキーテクノロジーであるMIDS変調法においては，出力段を駆動信号対の乗算結果に比例した出力とする特徴があり，トランスデューサ部分に何らかの方法で乗算機構を施す必要があった。そこで本年度はサーモホンと呼ばれる温度変化を原理とする電気音響変換器に着目し，再生原理自体に乗算構造を持たせる手法について検討を加えた。サーモホンは二乗波が出力されることが知られており，通常は歪が問題となる。一方提案手法は各端子間には逆相ではなく異なる信号が加わり，それら電位差の二乗には乗算項が含まれること，またMIDS変調法では1bit量子化が可能であるという特徴があり，1bit信号で駆動することで乗算項以外が理想的には直流となることを示した。すなわち，MIDS変調信号で駆動することで，サーモホンが乗算出力スピーカと見されることを確認した。・CNTウェブを用いた基礎実験極めて高い熱伝導率により，サーモホンの素材として着目されているカーボンナノチューブ(CNT)を用いて上記提案法の基礎実験を行った。具体的には格子状に設置した共通電極と支持材を兼ねるアルミ板と真鍮の棒に4cm四方のCNTウェブを接着することで，4×4・16chのサーモホンアレイを作成した。試作機を用いて縦横4本・計8本の制御信号により各チャンネルを個別制御する実験を行った。チャンネル毎に異なる周波数の正弦波をアサインし出力波面を観察することで同時かつ個別に制御されている様子を確認した。

这项研究旨在将我们提出的多输入Δς（MIDS）调制方法与输入信号执行非线性输出的传感器相结合，并实现单独控制的扬声器阵列，即使它仅由通用电极组成，也是由传感器材料组成的。今年，我们在理论和实施方面进行了基本考虑。 - 检查集中在MIDS调制方法（本研究的关键技术）中的倍数计算电源扬声器的特征是，输出阶段的输出阶段与驱动信号对的乘法结果成比例，并且有必要以某种方式将乘法机理应用于换手部分。因此，今年，我们专注于称为热的电声传感器，该电声传感器使用温度作为原理变化，并检查了一种为繁殖原理本身提供乘法结构的方法。众所周知，热台会输出方波，而失真通常是一个问题。另一方面，提出的方法表明，在终端而不是反向相之间添加了不同的信号，而这些潜在差异的平方包括乘法项，并且MIDS调制方法允许进行1位量化，并且当用1位信号驱动时，除了乘法项以外的所有其他信号时，所有这些都是理想的DC。换句话说，已经证实，通过用中MIDS调制信号驱动它，热台被认为是多重计算电源扬声器。 - 由于高热电导率而使用CNT网的扩展实验，上述方法的基本实验是使用碳纳米管（CNT）进行的，该实验集中在作为热载体的材料上。具体而言，通过将4cm Square CNT网粘结到铝板和黄铜杆中，将创建一个4x4 16CH的热阵列，该阵列充当支撑材料和安装在晶格形状的基础电极。使用原型进行了一个实验，使用四个控制信号分别控制每个通道，总计八个。通过为每个通道分配不同频率的正弦波并观察输出波前，可以证实它们是同时且单独控制的。

项目成果

サーモホンと多入力型ΔΣ変調を用いた共通配線と素材のみの個別制御スピーカアレイ

单独控制的扬声器阵列仅使用通用接线和材料，使用热电偶和多输入 ΔΣ 调制

• 发表时间: 2023
• 作者: 鈴木雅洋; 加倉井優也;髙田英明;上平員丈;田光 史拓，武岡 成人
• 通讯作者: 田光 史拓，武岡 成人