【技术实现步骤摘要】
利用数字化实时音频信号驱动热致发声装置的方法及系统
本专利技术属于音频驱动领域，特别是热致发声装置驱动
，具体涉及一种利用数字化实时音频信号驱动热致发声装置的方法及系统，利用信号输入模块、模数转换模块、调制模块和输出模块协同工作形成一条完整的信号处理链路，对输入音频信号进行实时数字化，并实现实时、高保真、低功耗驱动热致发声装置。
技术介绍
目前在声学领域及业界，主流的音频播放扬声器采用的是动圈、动铁或压电等方法，例如目前主流的动圈，其原理在于通过变频的音频信号产生磁场与永磁体的磁场相互作用，推动线圈或磁体运动以推动空气，从而推动振膜振动发声。该方法具备诸多优点，但是随着技术的不断发展，及人们对便捷、超薄、可穿戴设备的追求，迫切需要一种可弯曲、超薄的声学装置产生。热致发声原理，即利用超薄导电薄膜产生的热量加热空气，使其膨胀或收缩，从而发出声音。相比于传统的动圈、动铁或压电，热致发声装置本身无任何机械振动，仅仅依靠加热空气即可发声。基于热致发声原理的声学装置不需要很大的垂直空间，相较于传统的机械式(动圈、动铁等)振...
【技术保护点】
1.一种利用数字化实时音频信号驱动热致发声装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)对输入热致发声装置前的模拟音频信号进行格式转换和滤波降噪处理，将信号格式转换为后级所需格式并消除模拟音频信号传输过程中引入的噪声；/n2)将经过格式转换和滤波降噪后的模拟音频信号通过过采样的方式转换为10～16位高精度的数字信号流；/n3)对获得的数字信号流进行数字滤波，然后通过信号的两级数字化调制得到能够随时钟信号变化的数字化的音频信号流；所述两级数字化调制是利用根据输入音频信号的特征随着时钟信号变化而变化的数字化信号来表示音频信号的特征，在每个时钟周期内，信号保持固定特征，并将采样得...
【技术特征摘要】
1.一种利用数字化实时音频信号驱动热致发声装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)对输入热致发声装置前的模拟音频信号进行格式转换和滤波降噪处理，将信号格式转换为后级所需格式并消除模拟音频信号传输过程中引入的噪声；
2)将经过格式转换和滤波降噪后的模拟音频信号通过过采样的方式转换为10～16位高精度的数字信号流；
3)对获得的数字信号流进行数字滤波，然后通过信号的两级数字化调制得到能够随时钟信号变化的数字化的音频信号流；所述两级数字化调制是利用根据输入音频信号的特征随着时钟信号变化而变化的数字化信号来表示音频信号的特征，在每个时钟周期内，信号保持固定特征，并将采样得到的信号幅度通过调制运算并与参考值进行比较，从而输出0或1的数字脉冲信号；
4)对调制得到的数字化的音频信号流进行整形和功率放大，得到用于驱动热致发声装置播放音频的数字化的音频信号流。
2.一种利用数字化实时音频信号驱动热致发声装置的系统，其特征在于，包括：
输入模块，包括相互连接的信号格式转换器和两级模拟滤波器。通过音频接口输入音频信号，所述信号格式转换器和两级模拟滤波器依次对输入的音频信号进行信号的格式转换和滤波处理得到差分模拟信号；
模数转换模块，与所述输入模块相连，用于将输入模块得到的模拟信号转换为10～16位高精度数字信号；
调制模块，与所述模数转换模块相连，包括相连接的数字滤波器和信号数字化调制器；模数转换模块输出的数字信号输入到调制模块中，通过数字滤波器和信号的数字化调制模块分别进行滤波和信号的数字化调制；
输出模块，包括相连接的波形整形器，和功率放大电路；由所述调制模块调制得到的数字化的音频信号输入到输出模块中，通过波形整形器和功率放大电路提升驱动信号的质量和功率，以此驱动热致发声装置播放音频；
电源管理模块，与输入模块、模数转换模块、调制模块和输出模块相连，用于为各模块供电。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述输入模块中，信号格式转换器采用AC耦合的方式将输入音频信号转换为差分信号，所述两级模拟滤波器采用无源RC低通滤波器以及LC低通滤波器对差分信号进行滤波，得到所述调制模块所需的差分输入信号。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述输入模块包括七个电阻R1～R7、九个电容C1～C9和两个电抗L1～L2，其中，由电阻R1、R2、R5、R6、R7和电容C1、C2、C7、C8、C9组成所述信号格式转换器；由电阻R3、电容C3、C4和电抗L1组成正差分信号的两级模拟滤波器，由电阻R4、电容C5、C6和电抗L2组成负差分信号的两级模拟滤波器；电容C1、C2的一端分别与音频接口的正极端Vin+、负极端Vin-连接，电容C1的另一端接入正差分...
【专利技术属性】
技术研发人员：任天令，田禾，喻国芳，王雪峰，韦雨宏，李骁时，杨轶，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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