質問: デジタルスピーカーについて、 デジタルスピーカーというのをネットで見つけ、軽く原理を調べていたのですがよくわからなかったため教えてください。 まず、δς変調は周波数変調?fmのようなのでよいのでしょうか? その前提ですと、周波を1,0であらわしスピーカーに送る、それで音の高さを作り、流すコイルの個数で音圧を調整するのでしょうか? しかしコイルの個数が6個とかでした、それですとcdでも16ビット分の音圧差を表現できませんよね? また、今までのスピーカーと違いがいまいちわかりません。無音時の消費電力、ノイズのためのと、daの電力が違うくらいしかわかりませんが、何があるのでしょうか?
回答: こんにちは。 >δς変調は周波数変調?fmのようなのでよいのでしょうか? 若干違いますが、実用上同じと見なしても良いでしょう。 共に、電圧(振幅)は一定で時間軸方向に変調を掛けます。 『周波を1,0であらわす』訳ではありません。 こう考えたら良いでしょう。 スピーカーが追従しきれない周波数で、+-を同じタイミング(周波数)で繰り返すと、スピーカーの振動板は+-ゼロで動けない。 +-の一方の周波数(波長)が異なる(と、+の時間と-の時間が異なります)と波長の長い方向に振動板が動く。 これはお解りいただけますか? δς変調もfm変調もこの物理現象を利用します。 fm変調の元になる波形(情報の運び屋なのでキャリアといいます)は、サイン波とか三角波などアナログ波形ですが、キャリアに矩形波を使えばデジタルと呼べる。乱暴な言い方をすればそれだけの違いです。(電源は入っている時fmと違ってキャリアを停止しておけるところがデジタルの強みとは言えます。キャリアだけなら有っても無くてもスピーカーから音は出ません。) また、デジタル用の特殊なスピーカーは必要ありません。 1bitのδς変調は、ローパスフィルターによって復調されますが、一般市販のスピーカーはローパスフィルター構造なので、1bitデジタルアンプに直接接続して音を出すことができます。キャリアを十分に高周波にしておけば人の耳にキャリア(デジタル信号)が聞こえることはありません。 一方で、『コイルの個数が6個とかでした』という方向からのアプローチ(研究方針)もあります。 こちらはマルチbit変調になります。 1個のスピーカー群は、0と1 2個のスピーカー群は、0と2 4個のスピーカー群は、0と4 8個のスピーカー群は、0と8 で動くようにすれば、4bitの再生が可能でしょう。莫大なスピーカー数があれば16bitの再生もできると考えられます。 ただ、寸法とか生産性で現実的とは言えないでしょう。 そこで、δς変調を取り入れ、16bitを4bitづつの4群に分け、それぞれを4bit相当のδς変調にすると、 ある音量のスピーカー 16倍音量のスピーカー 256倍音量のスピーカー 4096倍音量のスピーカー に接続すれば16bit分を余すところ無く再生できますね。 4096倍音量のスピーカーは、振動板の面積やマグネットの大きさやコイルの巻き数・アンプのキャリア電圧を高くするなどアナログ的な発想で実現可能です。もっと実用を考えると、1~12bitはδς変調で256倍音量のスピーカーに一括し、13~16bitはδς変調で4096倍音量のスピーカーからという2群構成で実用的な音楽再生はできるでしょう。 現実には、聞く人の音量調整が必ず入りますので、cdに収録されている16bitがそのままスピーカーに反映される事はありませんが、限られた電源しか無いカーオーディオなどで、一般的な音量で聞く場合も大音量が出せるアンプに電源供給しなくてはならないシステムより、常時は一般音量用のアンプで大音量が必要なときだけ大音量用のアンプとスピーカーが加勢するデジタルスピーカー方式は、省エネ対策になると考えられています。 クラリオンの6コイル方式は、同一のスピーカーにコイルが6個巻いてあり、大音量時に予備アンプがそのコイルをドライブして加勢する方式のようですね。これだと音の出場所が全く変わらないので、振動板面積が変わってしまう実験的なデジタルスピーカーより違和感は少ないでしょう。 http://car.watch.impress.co.jp/docs/news/20121003_563711.html