hirax.net::Keywords::「ΔΣ変調」のブログ



2008-02-27[n年前へ]

「1bit変調」と「誤差拡散法」 

 「ゴールデン/デッド・クロス」と「ナンシー版画」と同じように、一見違う分野の技術に見えても、実は全く同じ仕組みで動いている技術のペア(対)はたくさんある。そんな技術ペアの一つが「ΔΣ変調」と「誤差拡散法」である。ΔΣ変調の方は「1bit変調」といったキャッチフレーズとともに、オーディオ機器のAD(アナログ→デジタル)・DA(デジタル→アナログ)変換において使われることが多く、誤差拡散法はアナログ画像をデジタルの離散階調(多くの場合1bit=2値)で表現する場合によく使われる技術である。どちらも、結局のところ、離散的に表現した結果の誤差を、「将来」にフィードバック(ズレの帳尻合わせ)をするだけである。そうすれば、ちゃんと帳尻が合う、という技術である。

 それは、変な例えかもしれないが、一日1200kcalのカロリー制限をしているのに、今日は「天丼詰め合わせの一杯(たとえば、1800kcal)」食べてしまったから、明日は絶食しよう、(そして、それとは逆に)必要カロリーがもしも足りなければ、次の日は天丼一杯食べよう…そういうことを続けていれば長期的には「必要カロリーと摂取カロリーの帳尻」はきちんと合うよね、というような仕組みだ。つまりは、「ただそれだけ」の仕組みである。

 と書きながら、「ただそれだけ」の単純なやり方だからこそ、色々な分野に応用が利くのかもしれない、と考えた。きっと、基本的なことは色んな応用ができる、ということなのだろう。たぶん、そういうことなのだろう。

ΔΣ変調誤差拡散法






2008-12-07[n年前へ]

「フルデジタルスピーカー記事」を整理する 

 少し前に、「フルデジタル・スピーカー」「フルデジタル・スピーカーを利用した音声出力の指向性制御」といった記事があった。少し内容がわかりにくく感じたので、「フルデジタルスピーカー記事」で書かれていた内容を、(参考文献1,2と技術説明員に質問して内容をもとに、「どういった点についてわかりにくい」と感じたのかを、技術内容を理解するために(自分なりに)整理してみることにした。

 このフルデジタル・スピーカー・システムを単純化すると、「"均等な重み付けの"複数ビットを出力するΣΔ変調器(複数レベル出力であるために、1bit ΔΣ変調(ΣΔ変調)よりは低い周波数で駆動しても同等の表現力を持つ)」→「(後段の複数スピーカーや複数ボイスコイル間の出力差がある場合のために)各ビットを複数スピーカーに(時間的に)均等にばらまくように(時間的にシャッフルするように)繋ぐセレクタ回路」→「(高効率の)D級アンプ」→「(基本的には均等な出力を想定した)複数スピーカー/もしくは複数ボイスコイルの1つのスピーカー」という構成であるように見える。
 ちなみに、ΔΣ変調器の後に入れたくなるだろうローパス・フィルター(LPF)は省略したシステムになっている。
 また、ΔΣ変調の「複数bit出力」はその複数bit間に「重みの差」はないので(そうでないと後段のシャッフリング回路を動作させることができない)、たとえば4bitだからといって、16段階の出力レベルを持つというわけではなく、これは単に5段階を意味することになる。

 わかりにくく感じる理由をまず先に書いていくと、記事中の「フルデジタル・スピーカー」というものが実際には「複数の構成(設定)」を持つのに対し、それをあたかも1つのシステム(構成・設定)のことを書いた記事であるかのように読んでしまったことである。「(こういうシステムでは)こういうメリットがある」「(その一方、また少し使用設定が異なるシステムでは)このようなメリットもある」ということが書いてあるはずの説明記事を、あたかも一つのシステムが実現する機能・特性であるかのように読んでしまったからであるように思う。

 たとえば、最終段のスピーカーシステムには、

  • 複数スピーカーによるスピーカー・アレイを使う場合
  • 複数ボイス・コイルを組み込んだ1個のスピーカーを使う場合
という複数の異なるシステムがあって、できること・できないこと/メリット・デメリットは当然それぞれ異なってくるだろう。それを、一つのものと思いながら読んでしまうと、一体どのようなものなのかという「イメージ」が全く湧かなくなってしまう。

 また

  • スピーカー(もしくはボイスコイル)の数
により、たとえば
  • 必要となるΔΣ変調器の駆動周波数
などは変わってくるだろうし、複数スピーカーを用いるシステムにおいては、
  • 複数ピット・最終出力間のシャッフリングを行うか否か
は指向性を持たす機能を実現できるか否かに関わってくるように見える。複数ボイス・コイルを使うシステムの場合には、コイルの配置・巻き方も変換効率・信号特性に大きな影響を与えるに違いない。 コイル
 こういった、各部分の条件を整理しないで記事を読んでいたために、記事内容を理解することができなかったように感じた。

 ということは、こういった各種条件を表か何かに描き整理し、「ΔΣ変調器」「LPF」「D級アンプ」「スピーカー」を組み合わせたような従来システムと比較してみれば、このフルデジタル・スピーカー・システム「ズ」が一体どのようなものであるかを納得することができそうだ。



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