2014 Fiscal Year Annual Research Report
物理量の多点同時観測・制御のための多次元ΔΣ変調システム
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24560509
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
田村 安孝 山形大学, 理工学研究科, 教授 (40171904)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
多田 十兵衛 山形大学, 理工学研究科, 助教 (30361273)
柳田 裕隆 山形大学, 理工学研究科, 准教授 (80323179)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 多点同時計測 / 多次元デルタシグマ変調 / アナログ空間フィルタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多次元ΔΣ変調の理論的整備と演算方式の検討（平成24年度），演算ハードウェアの実装方式と規模の拡大の検討（平成25年度）に引き続き，平成26年度は，実測による評価を行った。
１．アナログ空間フィルタの実装：24年度に開発したネットリスト自動生成ソフトウェアにより設計し，25年度にシミュレーションで動作確認と試作を行ったアナログ空間フィルタを，プリント基板上に実装した。プリント基板は，基板設計ソフトにより開発し，外注により作製した。
２．実測による評価：今回は，ランダム配置のアクチュエータ素子ではなく，既存の円周上に小型スピーカ64個を配置したサーキュラ・スピーカアレイを対象に，システムを構成した。２次元時空間デルタシグマ変調の信号処理を実行する演算システムをVHDLにより記述し，設計データをXilinx社製FPGAにダウンロードして実装した。デジタルオーディオインタフェースにより正弦波信号を演算システムに入力し，収束音場を発生するように制御した空間並列な１ビット信号に変換した。この信号を増幅回路を介して，アナログ空間フィルタに入力した。
３．設計データ，ソフトウェアの整理：信号処理アルゴリズムの開発に用いたMATLABコード，多次元デルタシグマ変調の演算ハードウェアを設計するためのVHDLコード，および，これらのコードを処理するための開発用ソフトウェアを，公開し広く利用するための環境の整備に着手した。
以上の研究成果により，アナログ空間フィルタの挿入による多次元デルタシグマ変調の安定性の向上が確認できた。また，開発したシミュレータは，改良することで精度の向上や高速動作時の特性解析に利用できる。多次元データを効率よく１ビット信号群に変換する手法は，多数の素子を広範囲に配置した計測・監視システムへの応用が期待できる。
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