让数字信号直接推动音箱(不知道这种音箱面世没有？)
让数字信号直接推动音箱自从CD诞生开始，声音重放领域中的数宇化程度就愈来愈高。从拾音头拾取到声音的模拟电波形后，马上经A/D变换成为数字信号,以后的各种处理都在数字领域之中，直到用户最后拿到的以"坑"和"岛"分别代表"0","l"的CD唱片。
用户用CD放音，从聚焦、跟踪读取信息"1"、"0"后，纠错、解调、再取样和数字滤波等等都是在数字领域中进行。这些系统随着集成化程度的提高，硬件日趋小型化，整机结构简单，处理控制花样不断翻新，性能稳定可靠，而能耗和价格反而愈来愈低。
但令人遗憾的是当最终人们要听声音的时候,就必须把PCM数字信号还原成模拟信号，而这时的模拟信号又是如此微弱，不得不再行放大直至推动扬声器，而且数字变成的模拟信号夹带着数字特性。还要用模拟滤波器滤去。这一切又回到了模拟领域，这里的失真、噪声和功耗、效率就成为整机指标的瓶颈。从系统原理看数字系统在D/A变换后只剩放大一小块了，但看实际系统CD机输出后面，前极、功放和音箱等等"大块头"全是为这一小块服务的,比例严重失衡。
时至今日，无论是追求数字技术完美化的技术界人士还是Hi-Fi玩家，都会想着能否让数字信号直接去推动数字声音换能头 数字扬声器，把模拟放大和D/A变换统统革除悼，进一步发挥数字电路的优点，实现完全彻底的数宇化声音。
图1是第一个研究出来的方案。图中所示通过数字音响接口接收到音频PCM码流以后，首先经数字延
时电路把左声道和右声道分开，再把串行的音频数据变成并行数据。这就是一个取样点量化以后的模拟音
频强度，16bit量化就有16位，实验系统取了高8位，原因下面再述。用各值的电平去控制电流开关阵列，每一位控制一个电流源，为了减小失真这些电流源实际上只是一个。因为每一位对应的音频强度权重不同，如10111011，最末位的"1"只表示一个单位的模拟值，而第一位的“1“则是128个单位的模拟值，所以励磁线圈的匝数分别与权重成正比，从而使总的安匝数.正好是读取样点的数模转换以后的值,在数字喇叭中直接把数字量转换成纸盆位移模拟量。
数字音响换能器是动圈式的，音圈接一个低通辅助线田形成封闭回路，辅助线圈能较正频响。而音圈和励磁线圈又是一特殊变压器的二次侧和一次侧，一次侧直接接并行数据控制的各对应电流源。其他振动膜、磁体和外型结构与传统的动圈扬声器一样。
电流开关阵列为8或16个电子开关，工作在通断状态，现在微电流控制大电流的电子开关，工业上已用得很多，而数字喇叭毕竟电流不大，工作起来远较模拟功放电路来得轻松。只要开关电阻小，电流源只用一个且数值稳定，就不存在线性不良的问题。
此方案中已没有模拟放大、功率放大甚至专门的数模变换器，音质的好坏全在于声音换能头的品质，无论是深入研究还是实际生产，力量就能集中使用。什么甲类、乙类、滑动甲类等等都没有意义了，这里是开关器件、功耗仅在导通电阻的能耗上，若导通电阻为零，电源效率就是100%。实践中也只有“1"的那位才消耗一份无用功率，而且与对应的高、低位，即驱动功率的大小无关。
该方案并非纸上谈兵，在日本已有实物。但试制品只用高八位，故喇叭的动态范围只48dB。如果能做到十六位精度，可有96dB动态，但一次侧的匝数最高位需32768匝。整个一次侧达65535匝!这时电感三变大，线圈发热，磁体线性和饱和问题就多了起来，有待研究。另一种更巧妙的方法又露尖角。
图2是利用1bit数字信号的新方案，该方案对数字声音换能单元的要求不高，只在数据处理上先做些文章，现阶段实验已取得了较高的音质。整个系统分成三大块。
第一块是将CD的多比特数字信号，调制成1bit流。1bit流技术是飞利浦公司于1987年推出的一种新型D/A电路。它把二进制16比特量化的取样信号转变成仅用"1","0"两种电平的一位码流，把幅度上的分辨率转变成时间轴上的分辨率。模拟信号电平的高低改由码流中"1"和"0。的码数来确定。原模拟信号高电平时，"l"的码数多，或称脉冲密度高;模拟信号低电平时，"0"的码数多，或称脉冲密度稀。由于时间轴上的脉冲位置精度可达晶体振荡频率的精度，所以还原出的声音音质很高。
实际系统中，先对多比特数字音频信号采用过取样、数字滤波和补插等处理，然后再进行变换，成为可以使用脉冲密度调制(PDM)方式的1bit数字信号。
第二块为开关控制信号发生部分．一般情况下调制得到的1bit数字信号，零电平就是连续"0"，脉冲密度大零。声音信号是交流对称的，如果以负峰值为零电平，那么在声音信号是零电平时，1bit流的"1"的频度就是正峰值出现时的1/2，换能器就有了偏置电平，喇叭效率变低，电源效率也很低。这个系统额外加入了一次变换，使开关控制信号三值化:无声音时全为"0";正高电平时"1"的频率大;负高电平时"-1"的频率大。开关电路和数字声音换能头共同组成第三大块。
数字喇叭的结构要比PCM码直接驱动的换能头简单。结构与传统动圈喇叭差不多，但音田用两根平行线，同一方向平行统制形成一个双音圈，两组头尾如图2那样接到开关电路上。当开关置于图示实线位置时，上面一个音圈得到从上向下流的脉冲电流，电流的强弱与脉冲的个数成正比，数字声音换能头本身纸盆的惯性、音圈的电感和电容等作用，相当于一个低通滤波器，高于音频范围的频率全部滤除，只留下音频范围中的信息。引起纸盆正方向的位移。当开关置于虚线位置时，电流从第二个音圈的下面流入，脉冲电流的方向与第下个音圈方向相反，引起纸盆向负方向移动。当三值信号为零时，二个音圈都无电流，纸盆停留在自由支撑状态。
与PCM码直接还音方案相比，开路电路的元件大大减少，但器件频响要求提高，动作速度需大于1bit脉冲流的频率。实际上只需采用功率型MOS-FET管即可，其驱动要求也不高。从系统原理可知数字喇叭的优点非常明显。由lbit位流生成三值化开关控制信号，完全是小电流的数字电路，功耗极小，没有失真可言。驱动纸盆的能量是通过开关，由固定电压直接向声音换能器提供驱动电流，不再需要一大串模拟大功率放大，模拟电路引起的失真和噪声当然也没有。
MOSFET工作在开关状态发热量不多，散热的考虑变得简单，不再需要大体积散热板。总电源变压器容量也可相应减小，整个系统重量变轻。由于少了大量模拟元件，电路更加稳定，结构也简单。相当于原功率放大的驱动回路可以装在换能器上，体积大大缩小。至于频率提升、均衡和补偿等功能可以由数字滤波器或软件程序来实现，大大减少了R、C的用量。数字音频可由数字喇叭直接把声音还原出来，这才是真正的原计原味、
图3是夏普通信音响事业总部发表的1bit数字喇叭实验结果。图3(a)是三值化控制信号的频率分析，这里2OkHz以下的分量衰减很快，可见控制信号不会给声音带来额外的噪声。图3(b)是驱动信号的频谱，几乎从零频开始一直平坦地延伸到2OkHz。最终的音质全在于声音换能器--喇叭的品质了。
这些被称为下个世纪的喇叭现已初具雏型，一旦羽翼渐丰，现在的各种Hi-Fi音响设备都会落得LP一样的命运。玩家也好，厂家也好都应及早注意苗头，以防措手不及。 看来这个技术的确有很大的优势 记得很久以前飞利浦出过试验喇叭，8位数字驱动的。后来没动静了。 进来了解了解 只要扬声器存在或者说没有质的变化
估计很难 只要扬声器存在或者说没有质的变化
估计很难
落花萧然 发表于 2010-3-3 11:30 http://bbs.hifidiy.net/images/common/back.gif
要能够实现的话，功放可以88了~ 解码可以88了~ :Q
没看明白
我感觉声音本身就应该是“模拟信号”呵呵
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