2005 Fiscal Year Annual Research Report
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16560310
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| Research Institution | Hosei University |
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Principal Investigator |
安田 彰 法政大学, 工学部, 助教授 (30339501)
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| Keywords | デジタルスピーカ / 圧電素子 / 薄型 / 平面型 / ダイナミック・エレメント・マッチング法 / デジタル直接駆動 / 低消費電力 / スピーカ |
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| Research Abstract |
平成16年度の駆動方式の検討結果を基に駆動回路をハードウェアとして実装し,この評価を行った.圧電素子を駆動するためのデジタル信号処理部をFPGAを用いて実装し,圧電素子のドライバをCMOSデバイスで実現した.
駆動回路のハードウェア実現および評価
●ノイズシェーピング・ダイナミック・エレメント・マッチング法(NSDEM)を基本とした駆動回路のハードウェアでの実現方法検討
デジタルフィルタ:ΔΣ変調器を実現するためのフィルタ特性設計,ハードウェアのアーキテクチャ設計を行った.オーディオ信号を再生するのに十分な演算精度を確保し,またFPGAでの実装を可能とするため各ブロックに最適なビット幅の割付を行い,高精度かつハードウェア規模を削減した構成方法を提案した.
NSDEM:デジタルスピーカ実現に必要なフィルタ次数を決定し,この特性をシステムシミュレーションにより確認した.これを実現するハードウェアのアーキテクチャを設計した.
論理回路設計:verilog言語を用いて上記のブロックを記述し,シミュレーション,論理合成を行いゲートサイズ150kのFPGAで実装可能であることを確認した.これを基にFPGAへの実装を行い,ΔΣ変調器が動作しノイズシェーピングが実現されていることを確認した.また,圧電素子のばらつきの影響を低減するためのNSDEMが動作し,各素子が動的に均等に用いられていることを確認した.
圧電素子ドライバ回路:使用する圧電素子の特性を考慮し回路シミュレータspiceを用いてドライバ回路を設計し実装を行った.
●提案するデジタル直接駆動型スピーカの総合評価
FPGAを用いた駆動回路および圧電素子ドライバ回路に,複数の圧電素子で構成した電気-音響変換器(圧電素子)を接続し,その総合特性を評価した.正弦波を入力とする評価では,複数の圧電素子からの音圧の和として基本波成分が放射されていることを確認した.高周波域での特性劣化が観測されたが,その原因はドライバのスイッチング特性によることを見いだした.
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Research Products
(6 results)
