D类放大器的音频D类

虽然利用d类放大器的低功耗优点有力推动其音频应用，但是有一些重要问题需要设计工程师考虑，包括：

输出晶体管尺寸选择、输出级保护、音质、调制方法、抗电磁干扰（emi）、lc滤波器设计、系统成本 输出级必须加以保护以免受许多潜在危险条件的危害：

过热：尽管d类放大器输出级功耗低于线性放大器，但如果放大器长时间提供非常高的功率，仍会达到危害输出晶体管的水平。为了防止过热危险，需要温度监视控制电路。在简单的保护方案中，当通过一个片内传感器测量的温度超过热关断安全阈值时，输出级关断，并且一直保持到冷却下来。除了简单的有关温度是否已经超过关断阈值的二进制指示以外，传感器还可提供其它的温度信息。通过测量温度，控制电路可逐渐减小音量水平，减少功耗并且很好地将温度保持在限定值范围内，而不是在热关断期间强制不发出声音。

输出晶体管过流：如果输出级和扬声器端正确连接，输出晶体管呈低导通电阻状态不会出现问题，但如果这些结点不注意与另一个结点或正、负电源短路，会产生巨大的电流。如果不经核查，这个电流会破坏晶体管或外围电路。因此，需要电流检测输出晶体管保护电路。在简单保护方案中，如果输出电流超过安全阈值，输出级关断。在比较复杂的方案中，电流传感器输出反馈到放大器中，试图限制输出电流到一个最大安全水平，同时允许放大器连续工作而无须关断。在这个方案中，如果限流保护无效，最后的手段是强制关断。有效的限流器还可在由于扬声器共振出现暂时的大瞬态电流时保持放大器安全工作。

欠压：大多数开关输出级电路只有当正电源电压足够高时才能正常工作。如果电源电压太低，出现欠压情况，就会出现问题。这个问题通常通过欠压封锁电路来处理，只有当电源电压大于欠压封锁阈值时才允许输出级工作。

输出晶体管导通时序：mh和ml输出级晶体管（见图6）具有非常低的导通电阻。因此，避免mh和ml同时导通的情况很重要，因为它会产生一个从vdd到vss的低电阻路径通过晶体管，从而产生很大的冲击电流。最好的情况是晶体管发热并且消耗功率；最坏的情况是晶体管可能被毁坏。晶体管的先开后合控制通过在一个晶体管导通之前强制两个晶体管都断开以防止冲击电流情况发生。两个晶体管都断开的时间间隔称为非重叠时间或死区时间。

图6、输出级晶体管的先合后开开关

注：switching output stage=开关输出级

nonoverlap time=非重叠时间

on=导通

off=断开 在d类放大器中，要获得好的总体音质必须解决几个问题。

“咔嗒”声：当放大器导通或断开时发出的咔嗒声非常讨厌。但不幸的是，它们易于引入到d类放大器中，除非当放大器静噪或非静噪时特别注意调制器状态、输出级时序和lc滤波器状态。 失真机理包括调制技术或调制器实现中的非线性，以及为了解决冲击电流问题输出级所采用的死区时间。

在d类调制器输出脉宽中通常对包含音频信号幅度的信息进行编码。用于防止输出级冲击电流附加的死区时间会引入非线性时序误差，它在扬声器产生的失真与相对于理想脉冲宽度的时序误差成正比。用于避免冲击最短的死区时间对于将失真减至最小经常是最有利的；欲了解优化开关输出级失真性能的详细设计方法请参看深入阅读资料2。

其它失真源包括：输出脉冲上升时间和下降时间的不匹配，输出晶体管栅极驱动电路时序特性的不匹配，以及lc低通滤波器元器件的非线性。 在图2所示的电路中，电源噪声几乎直接耦合到输出扬声器，具有很小的抑制作用。发生这种情况是因为输出级晶体管通过一个非常低的电阻将电源连接到低通滤波器。滤波器抑制高频噪声，但所有音频频率都会通过，包括音频噪声。关于对单端和差分开关输出级电路电源噪声影响的详细说明请参看深入阅读材料3。

如果不解决失真问题和电源问题，就很难达到psr优于10 db，或总谐波失真（thd）优于01%。甚至更坏的情况，thd趋向于有害音质的高阶失真。

幸运的是，有一些好的解决方案来解决这些问题。使用具有高环路增益的反馈（正如在许多线性放大器设计中所采用的）帮助很大。lc滤波器输入的反馈会大大提高psr并且衰减所有非lc滤波器失真源。lc滤波器非线性可通过在反馈环路中包括的扬声器进行衰减。在精心设计的闭环d类放大器中，可以达到psr >； 60 db和thd <； 001%的高保真音质。

但反馈使得放大器的设计变得复杂，因为必须满足环路的稳定性（对于高阶设计是一种很复杂的考虑）。连续时间模拟反馈对于捕获有关脉冲时序误差的重要信息也是必需的，因此控制环路必须包括模拟电路以处理反馈信号。在集成电路放大器实现中，这会增加管芯成本。

为了将ic成本减至最低，一些制造商喜欢不 使用或使用最少的模拟电路部分。有些产品用一个数字开环调制器和一个模数转换器来检测电源变化，并且调整调制器行为以进行补偿，这可以参看深入阅读资料3。这样可以改善psr，但不会解决任何失真问题。其它的数字调制器试图对预期的输出级时序误差进行预补偿，或对非理想的调制器进行校正。这样至少会处理一部分失真源，但不是全部。对于音质要求宽松的应用，可通过这些开环d类放大器进行处理，但对于最佳音质，有些形式的反馈似乎是必需的。 d类放大器调制器可以有多种方法实现，拥有大量的相关研究和知识产权支持。本文只介绍基本概念。

所有的d类放大器调制技术都将音频信号的相关信息编码到一串脉冲内。通常，脉冲宽度与音频信号的幅度相联系，脉冲频谱包括有用的音频信号脉冲和无用的（但无法避免）的高频成分。在所有方案中，总的综合高频功率大致相同，因为在时域内波形的总功率是相同的，并且根据parseval定理，时域功率必须等于频域功率。但是，能量分布变化很大：在有些方案中，低噪声本底之上有高能量音调，而在其它方案中，能量经过整形消除了高能量音调，但噪声本底较高。

最常用的调制技术是脉宽调制（pwm）。从原理上讲，pwm是将输入音频信号与以固定载波频率工作的三角波或斜波进行比较。这在载波频率条件下产生一串脉冲。在每个载波周期内，pwm脉冲的占空比正比于音频信号的幅度。在图7的例子中，音频输入和三角波都以0 v为中心，所以对于零输入，输出脉冲的占空比为50%。对于大的正输入，占空比接近100%，对于大的负输入，占空比接近0%。如果音频幅度超过三角波的幅度，就会发生全调制，这时脉冲串停止开关，占空比在具体周期内为0%或100%。

pwm之所以具有吸引力是因为它在几百千赫pwm载波频率条件下（足够低以限制输出级开关损失）允许100 db或更好的音频带snr。许多pwm调制器在达到几乎100%调制情况下也是稳定的，从原理上允许高输出功率，达到过载点。但是，pwm存在几个问题：首先，pwm过程在许多实现中会增加固有的失真（参看深入阅读资料4）；其次，pwm载波频率的谐振在调幅（am）无线电波段内会产生emi；最后，pwm脉宽在全调制附近非常小。这在大多数开关输出级栅极驱动电路中会引起问题，因为它们的驱动能力受到限制，不能以重新产生几纳秒（ns）短脉宽所需要的极快速度适当开关。因此，在基于pwm的放大器中经常达不到全调制，可达到的最大输出功率要小于理论上的最大值，即只考虑电源电压、晶体管导通电阻和扬声器阻抗的情况。

一种替代pwm的方案是脉冲密度调制（pdm），它在给定时间窗口（脉冲宽度）的脉冲数正比于输入音频信号的平均值。其单个的脉宽不像pwm那样是任意的，而是调制器时钟周期的“量化”倍数。1 bit Σ-Δ调制是pdm的一种形式。

Σ-Δ调制中的大量高频能量分布在很宽的频率范围内，而不是像pwm那样集中在载波频率的倍频处，因而Σ-Δ调制潜在的emi优势要好于pwm。在pdm采样时钟频率的镜像频率处，能量依然存在；但在3 mhz～6 mhz典型时钟频率范围，镜像频率落在在音频频带之外，并且被lc低通滤波器强烈衰减。

Σ-Δ调制的另一个优点是最小脉宽是一个采样时钟周期，即使是对于接近全调制的信号条件。这样简化了栅极驱动器设计并且允许按照理论上的全功率安全工作。尽管如此，1 bitΣ-Δ调制在d类放大器中不经常使用（参看深入阅读资料4），因为传统的1 bit调制器只能稳定到50%调制。还需要至少64倍过采样以达到足够的音频带snr，因此典型的输出数据速率至少为1 mhz并且功率效率受到限制。

最近已经开发出自振荡放大器，例如在深入阅读资料5中介绍的一种。这种放大器总是包括一个反馈环路，以环路特性决定调制器的开关频率，代替外部提供的时钟。高频能量经常要比pwm 分布平坦。由于反馈的作用可以获得优良的音质，但该环路是自振荡的，因此很难与任何其它开关电路同步，也很难连接到无须先将数字信号转换为模拟信号的数字音频源。

全桥电路（见图3）可使用“三态”调制以减少差分emi。在传统的差分工作方式中，半桥a的输出极性必须与半桥b的输出极性相反。只存在两种差分工作状态：输出a高，输出b低；输出a低，输出b高。但是，还存在另外两个共模状态，即两个半桥输出的极性相同（都为高或都为低）。这两个共模状态之一可与差分状态配合产生三态调制，lc滤波器的差分输入可为正、零或负。零状态可用于表示低功率水平，代替两态方案中在正状态和负状态之间的开关。在零状态期间，lc滤波器的差分动作非常小，虽然实际上增加了共模emi，但减少了差分emi。差分优势只适用于低功率水平，因为正状态和负状态仍必须用于对扬声器提供大功率。三态调制方案中变化的共模电压电平对于闭环放大器是一个设计挑战。 注：sample audio in=采样音频输入

pwm out=pwm输出

triangle wave=三角波

pwm concept=pwm原理

pwm example=pwm例子

sine=正弦波

audio input=音频输入

pulses=脉冲

pwm output=pwm输出 d类放大器输出的高频分量值得认真考虑。如果不正确理解和处理，这些分量会产生大量emi并且干扰其它设备的工作。

两种emi需要考虑：辐射到空间的信号和通过扬声器及电源线传导的信号。d类放大器调制方案决定传导emi和辐射emi分量的基线谱。但是，可以使用一些板级的设计方法减少d类放大器发射的emi，而不管其基线谱如何。

一条有用的原则是将承载高频电流的环路面积减至最小，因为与emi相关的强度与环路面积及环路与其它电路的接近程度有关。例如，整个lc滤波器（包括扬声器接线）的布局应尽可能地紧密，并且保持靠近放大器。电流驱动和返回路印制线应当集中在一起以将环路面积减至最小（扬声器使用双绞线对接线很有帮助）。另一个要注意的地方是当输出级晶体管栅极电容开关时会产生大的瞬态电荷。通常这个电荷来自储能电容，从而形成一个包含两个电容的电流环路。通过将环路面积减至最小可降低环路中瞬态的emi影响，意味着储能电容应尽可能靠近晶体管对它充电。

有时，插入与放大器电源串联的rf扼流线圈很有帮助。正确布置它们可将高频瞬态电流限制在靠近放大器的本地环路内，而不会沿电源线长距离传导。

如果栅极驱动非重叠时间非常长，扬声器或lc滤波器的感应电流会正向偏置输出级晶体管端的寄生二极管。当非重叠时间结束时，二极管偏置从正向变为反向。在二极管完全断开之前，会出现大的反向恢复电流尖峰，从而产生麻烦的emi源。通过保持非重叠时间非常短（还建议将音频失真减至最小）使emi减至最小。如果反向恢复方案仍不可接受，可使用肖特基（schottky）二极管与该晶体管的寄生二极管并联，从而转移电流并且防止寄生二极管一直导通。这很有帮助，因为schottky二极管的金属半导体结本质上不受反向恢复效应的影响。

具有环形电感器磁芯的lc滤波器可将放大器电流导致的杂散现场输电线影响减至最小。在成本和emi性能之间的一种好的折衷方法是通过屏蔽减小来自低成本鼓形磁芯的辐射，如果注意可保证这种屏蔽可接受地降低电感器线性和扬声器音质。 为了节省成本和pcb面积，大多数d类放大器的lc滤波器采用二阶低通设计。图3示出一个差分式二阶lc滤波器。扬声器用于减弱电路的固有谐振。尽管扬声器阻抗有时近似于简单的电阻，但实际阻抗比较复杂并且可能包括显着的无功分量。要获得最佳滤波器设计效果，设计工程师应当总是争取使用精确的扬声器模型。

常见的滤波器设计选择目的是为了在所需要的最高音频频率条件下将滤波器响应下降减至最小， 以获， 得最， 低带宽。如果对于高达20 khz频率，要求下降小于1 db，则要求典型的滤波器具有40 khz巴特沃斯（butterworth）响应（以达到最大平坦通带）。对于常见的扬声器阻抗以及标准的l值和c值，下表给出了标称元器件值及其相应的近似butterworth响应：

电感L（μH） 电容C（μF） 扬声器电阻（Ω） 带宽-3-dB（kHz）

10 12 4 50

15 1 6 41

22 068 8 41

如果设计不包括扬声器反馈，扬声器thd会对lc滤波器元器件的线性度敏感。

电感器设计考虑因素：设计或选择电感器的重要因素包括磁芯的额定电流和形状，以及饶线电阻。

额定电流：选用磁芯的额定电流应当大于期望的放大器的最高电流。原因是如果电流超过额定电流阈值并且电流密度太高，许多电感器磁芯会发生磁性饱和，导致电感急剧减小，这是我们所不期望的。

通过在磁芯周围饶线而形成电感器。如果饶线匝数很多，与总饶线长度相关的电阻很重要。由于该电阻串联于半桥和扬声器之间，因而会消耗一些输出功率。如果电阻太高，应当使用较粗的饶线或选用要求饶线匝数较少的其它金属材质的磁芯以提供需要的电感。

最后，不要忘记所使用的电感器的形状也会影响emi，正如上面所提到的。 在使用d类放大器的音频系统中，有哪些重要因素影响其总体成本？ 我们怎样才能将成本减至最低？

d类放大器的有源器件是开关输出级和调制器。构成该电路的成本大致与模拟线性放大器相同。真正需要考虑的折衷是系统的其它元器件。

d类放大器的低功耗节省了散热装置的成本（以及pcb面积），例如，散热片或风扇。d类集成电路放大器可采用比模拟线性放大器尺寸小和成本低的封装。当驱动数字音频源时，模拟线性放大器需要数模转换器（dac）将音频信号转换为模拟信号。对于处理模拟输入的d类放大器也需如此转换，但对于数字输入的d类放大器有效地集成了dac功能。

另一方面，d类放大器的主要成本缺点是lc滤波器。lc滤波器的元器件，尤其是电感器，占用pcb面积并且增加成本。在大功率放大器中，d类放大器的总体系统成本仍具有竞争力，因为在散热装置节省的大量成本可以抵消lc滤波器的成本。但是在低成本、低功耗应用中，电感器的成本很高。在极个别情况下，例如，用于蜂窝电话的低成本放大器，放大器ic的成本可能比lc滤波器的总成本还要低。即使是忽略成本方面的考虑，lc滤波器占用的pcb面积也是小型应用中的一个问题。

为了满足这些考虑，有时会完全取消lc滤波器，以采用无滤波放大器设计。这样可节省成本和pcb面积，虽然失去了低通滤波器的好处。如果没有滤波器，emi和高频功耗的增加将会不可接受，除非扬声器采用电感式并且非常靠近放大器，电流环路面积最小，而且功率水平保持很低。尽管这种设计在便携式应用中经常采用，例如，蜂窝电话，但不适合大功率系统，例如，家庭音响。

另一种方法是将每个音频通道所需要的lc滤波器元器件数减至最少。这可以通过使用单端半桥输出级实现，它需要的电感器和电容器数量是差分全桥电路的一半。但如果半桥输出级需要双极性电源，那么与产生负电源相关的成本可能就会过高，除非负电源已经有一些其它目的，或放大器有足够多的音频通道，以分摊负电源成本。另外，半桥也可从单电源供电，但这样会降低输出功率并且经常需要使用一个大的隔直流电容器。 刚才讨论的所有设计问题可以归结到一个要求相当严格的项目。为了节省设计工程师的时间，adi公司提供各种d类放大器ic1，它们含有可编程增益放大器、调制器和功率输出级。为了简化评估，adi公司为每种类型的放大器提供了演示板。这些演示板的pcb布线和材料清单可以作为切实可行的参考设计，从而帮助客户迅速设计经过验证、经济有效的音频系统而无须为解决d类放大器主要设计问题做“重复性的工作”。

例如，可以考虑使用ad19902，ad19923，ad19944和ad199655双放大器ic系列产品，它们适合要求两个通道每通道输出达到5，10，25和40 w的中等功率的立体声或单声道应用。下面是这些ic的一些特性：

ad1994 d类音频功率放大器包含两个可编程增益放大器、两个Σ-Δ调制器和两个功率输出级以在家庭影院、汽车和pc音频应用中驱动全h桥连接的负载。它产生的开关波形可驱动两个25 w立体声扬声器，或一个50 w单声道扬声器，具有90%的效率。其单端输入施加到一个增益可设置为0，6，12和18 db的可编程增益放大器（pga），以处理低电平信号。

ad1994具有集成保护以防止输出级受到过热、过流和冲击电流的危害。由于其特殊的时序控制、软启动和dc失调校准，与静音相关的咔嗒声很微小。其主要性能指标包括0001%thd，105 db动态范围，大于60 db的psr，以及采用开关输出级连续时间反馈和优化的输出级栅极驱动器。其1 bit Σ-Δ调制器尤其为d类应用增强以达到500 khz平均数据频率，对于90%调制具有高环路增益，以及全调制稳定性。独立调制器方式允许驱动外部的大输出功率场效应管（fet）。

ad1994对于pga、调制器和数字逻辑采用5 v电源，对于开关输出级采用8 v～20 v高电压电源。相关的参考设计满足fcc b类emi标准要求。当以5 v和12 v电源驱动6Ω负载时，其静态功耗为487 mw，在2×1 w输出功率条件下功耗为710 mw，在待机方式下功耗为027mw。ad1994采用64引脚lfcsp封装，工作温度范围为–40°c～+85°c。

电子工程术语定义: SFDR

术语表: SFDR

定义

无杂散动态范围：用于A/D转换器和D/A转换器(ADC和DAC)的指标。

ADC中，无杂散动态范围(SFDR)指载波频率(最大信号成分)的RMS幅度与次最大噪声成分或谐波失真成分的RMS值之比，SFDR通常以dBc (相对于载波频率幅度)或dBFS (相对于ADC的满量程范围)表示。

DAC中，无杂散动态范围(SFDR)指载波频率(最大信号成分)的RMS幅度与次最大失真成分的RMS值之比，SFDR通常以dBc (相对于载波频率幅度)或dBFS (相对于DAC的满量程范围)表示。具体取决于测量条件，SFDR在预先定义的窗口或奈奎斯特频率内观测。

未来即将到来，而且比你想象的要快。这些新兴技术将改变我们的生活方式、我们如何照顾自己的身体并帮助我们避免气候灾难。

技术正在迅速改进，每年都提供新的创新和革命性的项目。在任何特定时刻，科学家、工程师和一些 非常 敏锐的头脑都在创造下一个将改变我们生活的未来技术。感觉就像科学进步是稳定的，但在过去的半个世纪里，我们经历了一个巨大的技术进步时期。

现在发生了一些直接从科幻小说中撕下来的创新。无论是能读心术的机器人、NFTS、仿生眼睛、由汗水驱动的智能手表还是其他许多令人兴奋的技术，未来技术的世界都有很多值得期待的地方。下面我们挑选了一些最大和最有趣的想法。

不再是科幻小说的比喻，大脑阅读技术的使用近年来有了很大的改进。迄今为止，我们看到测试过的最有趣和最实际的用途之一来自瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员。

多亏了机器学习算法、机械臂和脑机接口，这些研究人员成功地为四肢瘫痪患者（不能移动上肢或下肢的患者）创造了一种与世界互动的方法。

在测试中，机器人手臂将执行简单的任务，例如绕过障碍物。然后，该算法将使用 EEG 帽解释来自大脑的信号，并自动确定手臂何时做出了大脑认为不正确的动作，例如移动得太靠近障碍物或移动得太快。

随着时间的推移，算法可以根据个人偏好和大脑信号进行调整。将来，这可能会导致由大脑控制的轮椅或四肢瘫痪患者的辅助机器。

3D 打印是一个前景广阔的行业，从廉价的房屋建筑到负担得起的坚固盔甲，但该技术最有趣的用途之一是建造 3D 打印骨骼。

Ossiform公司专门从事医疗 3D 打印，用磷酸三钙（一种与人类骨骼具有相似特性的材料）制造针对患者的不同骨骼替代品。

使用这些 3D 打印的骨骼非常容易。医院可以执行核磁共振成像，然后将其发送给 Ossiform，后者创建所需的患者特定植入物的 3D 模型。外科医生接受设计，然后一旦打印出来，就可以在手术中使用。

这些 3D 打印骨骼的特别之处在于，由于使用了磷酸三钙，人体会将植入物重塑为血管化骨骼。这意味着它们将能够完全恢复它所取代的骨骼所具有的功能。为了实现最佳整合，植入物具有多孔结构，并具有大孔和通道，供细胞附着和改造骨骼。

您听说过培养的“肉”和在实验室中逐个细胞生长的和牛牛排，但其他动物性食品呢？世界各地越来越多的生物技术公司正在研究实验室制造的乳制品，包括牛奶、冰淇淋、奶酪和鸡蛋。不止一个人认为他们已经破解了它。

乳制品行业不环保，甚至不接近。它造成了全球 4% 的碳排放量，超过了航空旅行和航运的总和，而且我们的茶杯和麦片碗中需要更环保的水花。

与肉类相比，在实验室中制造牛奶实际上并不难。大多数研究人员不是从干细胞中培养它，而是尝试在发酵过程中生产它，以生产乳蛋白乳清和酪蛋白。Perfect Day 等公司的一些产品已经在美国上市，目前的工作重点是再现普通牛奶的口感和营养价值。

除此之外，研究人员正在研究实验室生产的马苏里拉奶酪，它可以完美地融化在比萨、其他奶酪和冰淇淋上。

碳排放在商业航班方面是一个巨大的问题，但有一个潜在的解决方案，它已经获得了大量资金。

一个耗资 1500 万英镑的英国项目公布了氢动力飞机的计划。该项目被称为“零飞”，由航空航天技术研究所与英国政府共同领导。

该项目提出了一个完全由液态氢驱动的中型飞机的概念 。它将有能力将大约 279 名乘客不间断地绕半个地球飞行。

如果这项技术能够实现，它可能意味着零碳飞行，在伦敦和美国西部之间或从伦敦到新西兰之间只停留一站。

在 《星际迷航》 中，我们对未来技术的许多想法都在此萌芽，人类可以走进医疗舱，对整个身体进行数字扫描，寻找疾病和受伤的迹象。Q Bio 的制造商说，在现实生活中这样做会改善 健康 状况，同时减轻医生的负担。

这家美国公司制造了一台扫描仪，可以在大约一个小时内测量数百种生物标志物，从激素水平到肝脏中堆积的脂肪，再到炎症标志物或任何数量的癌症。它打算使用这些数据来生成患者身体的 3D 数字化身——称为数字双胞胎——可以随着时间的推移进行跟踪，并随着每次新的扫描而更新。

Q Bio 首席执行官 Jeff Kaditz 希望这将引领一个预防性、个性化医疗的新时代，在这个时代中，收集的大量数据不仅可以帮助医生优先考虑哪些患者需要最紧急就诊，还可以开发出更复杂的疾病诊断方法 在这里阅读对他的采访。

在进行了戏剧性的更名之后，这家曾经被称为 Facebook 的公司已成为 Meta。这标志着扎克伯格和他的庞大团队进入了虚拟世界——一个主要通过虚拟和增强现实访问的实体互联网。

作为这一举措的一部分，我们将开始看到 Meta 将更多时间投入到进入这个新世界的设备上——主要是在 VR 中。早在 2021 年宣布，Meta 一直在开发一款名为“Project Cambria”的新耳机。

与该品牌之前的 VR 项目不同，这不会是一款面向普通消费者的设备，而是寻求提供他们可以制作的最佳 VR 体验。

据报道，Cambria 专注于先进的眼睛和面部跟踪（以提高化身和 游戏 中动作的准确性）、更高的分辨率、更大的视野，甚至试图使头显显着更小。

在 Meta、谷歌、索尼和许多其他大型 科技 公司之间，VR 目前正在获得大量资金，并将在未来几年看到巨大的进步。

通过光合作用，树木仍然是降低大气中二氧化碳含量的最佳方法之一。然而，新技术可以发挥与树木相同的作用，吸收更多的二氧化碳，同时占用更少的土地。

这种技术被称为直接空气捕获(DAC)。它涉及从空气中提取二氧化碳并将二氧化碳储存在地下深处的地质洞穴中，或者将其与氢气结合使用来生产合成燃料。

虽然这项技术具有巨大的潜力，但它现在有很多复杂性。现在有直接的空气捕获设施启动并运行，但当前的模型需要大量的能量才能运行。如果未来能降低能量水平，DAC 可能被证明是未来环境的最佳技术进步之一。

可持续生活正在成为人们直面气候危机现实的首要任务，但环保死亡呢？死亡往往是一个碳重的过程，是我们生态足迹的最后一个印记。例如，据报道，平均火化会向大气中释放 400 公斤的二氧化碳。那么什么是更环保的方式呢？

在美国华盛顿州，您可以改为堆肥。尸体被放置在装有树皮、土壤、稻草和其他促进自然分解的化合物的房间里。在 30 天内，您的身体会变成可以返回花园或林地的土壤。该过程背后的公司 Recompose 声称，它使用了火葬二氧化碳的八分之一。

另一种技术使用真菌。2019 年，已故演员卢克·佩里 (Luke Perry) 被埋在由一家名为 Coeio 的初创公司设计的定制“蘑菇套装”中。该公司声称其套装由蘑菇和其他微生物制成，有助于分解和中和身体通常腐烂时产生的毒素。

大多数处理死后尸体的替代方法都不是基于新技术。他们只是在等待 社会 接受度赶上来。另一个例子是碱性水解，它涉及在加压室中经过六小时的过程将身体分解成其化学成分。它在美国的一些州是合法的，与更传统的方法相比，排放量更少。

几十年来，仿生眼睛一直是科幻小说的中流砥柱，但现在现实世界的研究开始赶上有远见的故事讲述者。大量技术正在进入市场，可以帮助不同类型视力障碍的人恢复视力。

2021 年 1 月，以色列外科医生将世界上第一个人工角膜植入一名双盲的 78 岁男子体内。当他的绷带被移除时，病人可以立即阅读并认出家人。植入物还可以自然地与人体组织融合，而接受者的身体不会排斥它。

同样，在 2020 年，比利时科学家开发了一种适合智能隐形眼镜的人工虹膜，可以矫正多种视力障碍。科学家们甚至正在研究完全绕过眼睛的无线大脑植入物。

澳大利亚蒙塔什大学的研究人员正在试验一种系统，让用户戴上一副装有摄像头的眼镜。这会将数据直接发送到位于大脑表面的植入物，并为用户提供基本的视觉感受。

我们拥挤的城市迫切需要喘口气，而缓解可能来自空气而不是道路。建造另一种交通枢纽的计划——一个用于交付无人机和电动空中出租车的——正在成为现实，第一个城市航空港获得了英国政府的资助。

它正在考文垂建造。该中心将是一个试点计划，并有望成为其背后公司的概念证明。由氢气发生器完全离网供电，我们的想法是消除我们道路上对尽可能多的送货车和私家车的需求，取而代之的是一种新型小型飞机形式的清洁替代品，设计正在开发中由 Huyundai 和 Airbus 等。

基础设施将变得很重要。民航局等组织正在研究建立空中走廊，将城市中心与当地机场或配送中心连接起来。

科学家们已经找到了一种将能量储存在用于建造房屋的红砖中的方法。

由美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学领导的研究人员开发了一种方法，可以将廉价且广泛使用的建筑材料变成可以像电池一样储存能量的“智能砖”。

尽管这项研究仍处于概念验证阶段，但科学家们声称，由这些砖块制成的墙壁“可以 储存大量能量”，并且可以“在一小时内充电数十万次”。

圣路易斯华盛顿大学化学家开发的红砖装置点亮绿色发光二极管 D'Arcy 实验室/圣路易斯华盛顿大学

研究人员开发了一种将红砖转化为一种称为超级电容器的储能装置的方法。

这涉及将一种称为 Pedot 的导电涂层涂在砖样品上，然后渗入烧制砖的多孔结构，将它们转化为“储能电极”。

研究人员说，氧化铁是砖中的红色颜料，有助于这一过程。

格拉斯哥大学的工程师开发了一种新型柔性超级电容器，它可以储存能量，用汗水代替传统电池中的电解质。

它可以用低至 20 微升的液体充满电，并且足够坚固，可以承受它在使用中可能遇到的 4,000 次弯曲和弯曲类型的循环。

该装置的工作原理是将聚酯纤维素布涂在一层薄薄的聚合物上，该聚合物充当超级电容器的电极。

当布料吸收穿着者的汗水时，汗液中的正负离子与聚合物表面相互作用，产生电化学反应，产生能量。

“传统电池比以往任何时候都更便宜、更丰富，但它们通常使用不可持续的材料制造，这些材料对环境有害，”英国大学可弯曲电子和传感技术 (Best) 小组负责人Ravinder Dahiya 教授说。格拉斯哥詹姆斯瓦特工程学院。

“这使得它们难以安全地处理可穿戴设备中的潜在有害设备，因为破损的电池可能会将有毒液体溅到皮肤上。

“我们第一次能够做的是表明，人体汗液提供了一个真正的机会，可以完全消除这些有毒物质，并具有出色的充电和放电性能。

科学家们通过使用沙子、凝胶和细菌开发了他们所谓的活混凝土。

研究人员表示，这种建筑材料具有结构承重功能， 能够自我修复 ，并且比混凝土更环保——混凝土是地球上仅次于水的第二大消耗材料。

来自科罗拉多大学博尔德分校的团队相信他们的工作为未来的建筑结构铺平了道路，这些建筑结构可以“治愈自己的裂缝，从空气中吸收危险的毒素，甚至在命令下发光”。

使用青蛙胚胎干细胞制成的微型混合机器人有朝一日可用于在人体周围游动到需要药物的特定区域，或在海洋中收集微塑料。

“这些都是新颖的活机器，”佛蒙特大学的计算机科学家和机器人专家Joshua Bongard说，他共同开发了毫米宽的机器人，被称为 xenobots。

“它们既不是传统的机器人，也不是已知的动物物种。这是一类新的人工制品：一种活的、可编程的有机体。”

如果没有互联网，我们似乎就无法生存，但仍然只有大约一半的世界人口联网。造成这种情况的原因有很多，包括经济和 社会 原因，但对于某些人来说，互联网就是因为没有连接而无法访问。

谷歌正在慢慢尝试使用氦气球将互联网传输到人迹罕至的区域来解决这个问题，而 Facebook 已经放弃了使用无人机做同样事情的计划，这意味着像Hiber这样的公司正在抢占先机。他们采取了不同的方法，将自己的鞋盒大小的微型卫星网络发射到近地轨道，当调制解调器飞过并传送您的数据时，它会唤醒插入您的计算机或设备的调制解调器。

他们的卫星每天绕地球运行 16 次，并且已经被英国南极调查局等组织用于为我们星球的极端地区提供互联网接入。

耗资600亿美元！2050年中国最大水利项目完工，横跨全国数千公里

2040年，《长征9号》是什么样子？中国实现太空 旅游

2051年美国百岁以上 380,000人，美国人口已达 4 亿，位居第三位

2025年，中国运营时速1000公里的超级高铁，悬浮在地面100 毫米处

2038年，中国城市空中交通占市场3分之1，全球投入6万亿元

450 个小时完成，世界上最大的3D 打印桥梁，节省了 33% 的成本

每天有38亿WIFI用户，80 亿个小工具连接，WiFi的发明何时何人？

正弦波用sin函数来产生数据，放大一定倍数（比如2047）后再加上偏移后取整数作为即可，一般根据精度可选40点或80点的！

三角波额y=kx。在输出一个周期波形的数组中数据从0开始以等差方式递增到某个值，然后再以等差的方式减少回到0

方波的话……看看方波的定义，

正弦波是频率成分最为单一的一种信号，因这种信号的波形是数学上的正弦曲线而得名。任何复杂信号——例如音乐信号，都可以看成由许许多多频率不同、大小不等的正弦波复合而成。

三角波(Triangular Wave)也称锯齿波，是指主要用在CRT作显示器件的扫描电路中的波形。如示波器,显像管,显示器等CRT是由许多点组成的要形成光栅就要有电子束轰击这些发光点扫描电路分水平和垂直扫描两种可以一行或一帧的对CRT进行扫描电子束从第一行或帧的一端开始扫到另一端,马上返回扫第二行或第二帧三角波的特点是电压渐渐增大突然降到零正好适合用于扫描电路中

方波是一种非正弦曲线的波形，通常会与电子和讯号处理时出现。理想方波只有“高”和“低”这两个值。电流或电压的波形为矩形的信号即为矩形波信号，高电平在一个波形周期内占有的时间比值称为占空比，占空比为50%的矩形波称之为方波。方波有低电平为零与为负之分，必要时，可加以说明“低电平为零”、“低电平为负”。

“将1/0高速、低精度的位流转换成低速、高精度的数字输出”是delta-sigma adc中“抽样滤波器”造成的。抽样滤波器又由两部分组成，分别是“数字滤波器”和“抽样环节”。在频域上分析，假定fs为抽样滤波器输入信号的采样频率，该数字滤波器是个低通滤波器，其在0到fs/2区间上把输入信号乃奎斯特频率外的成分消除，由于数字信号以-fs/2到fs/2镜像分布在频率上，所以再经过“抽样环节”降低采样频率为乃奎斯特频率时，抽样滤波器的输出信号在其带宽内基本无变化，但实现了采样频率的降低。

在时域上分析，你可以想象一下，抽样滤波器的数字滤波器部分由延时环节、加法器、乘法器等构成，其输出的每一个点都是由以前若干个0或1的点组合而成的，就可得到“1位变成16位”。

NA-11S1配备了独家的的马兰士技术，包括使用多个超级动态放大器模块（HDAM）设备，提供连接到广泛的便携式设备以及PC的连接，很容易附带的遥控器控制，以及与马兰士远程应用的程序在iPhone，iPad或iTouch。



前面板USB A型端口，用于iPod / iPhone数字连接

NA-11S1前面板上含有一个USB A型端口，用于iPod / iPhone的数字连接和播放USB存储设备中的音乐文件。如需执行更高品质的播放，您可以跳过iPod/iPhone的内置D/A转换器直接输出其数字音乐信号，并使用NA-11S1内置的高性能D/A转换器，将数字信号转换为模拟信号。由于NA-11S1可以为iPod充电，所以您可以享受音乐而无需担心电池的剩余电量。即使NA-11S1进入待机模式，仍会继续为iPod充电，直到iPod充满为止。



同轴和光纤数字输入/输出

NA- 11S1配备了一个同轴数字输入和一个光纤数字输入，处理192KHz/24-bit PCM信号。您可以连接CD播放器等数字设备，通过D/A转换器和NA-11S1的模拟输出电路执行优质音乐播放。本装置还配备有一个同轴数字输出和一个 光纤数字输出，处理192KHz/24-bit PCM信号输出。



DLNA 15认证网络功能

NA-11S1配备了DLNA（数字生活网络联盟）15认证DMP（数字媒体播放器）和DMR（多媒体渲染器）功能，可以播放多种类型的音频文件，包括MP3，WMA，AAC，WAV，FLAC和苹果无损文件。它可以播放高达192KHz/24-bit的WAV和FLAC文件和高达96kHz/24-bit的苹果无损文件。您可以享受超越CD格式限制的录音棚母带音质。此外，NA-11S1可以无缝播放FLAC和WAV文件。即使您正在听一张现场专辑，也不会出现曲目之间的声音中断。



AirPlay

NA-11S1配备了苹果公司的无线流媒体技术AirPlay。通过电脑或Mac上的iTunes，以及 iPod touch，iPhone 或iPad，可以轻松实现音乐无线播放。



互联网广播 & Spotify

NA-11S1可以访问MP3和WMA格式的互联网广播节目。您可以毫不费力地从18,000多个vTuner广播站中搜索到喜爱的电台。您可以使用遥控器上的收藏夹按钮（FAVORITE ADD）将电台注册到收藏夹列表，并轻松调出注册电台。此外，NA-11S1支持Spotify无限按需音乐流媒体服务。它提供所有您想要的音乐，古典到摇滚，爵士到灵魂，提供320kbps的高品质音频。您可以在线建立自己的音乐库，轻松欣赏您所选择的音乐。

目前部分国家不可用。详细信息请访问“wwwspotifycom”。



完全隔离系统

数字隔离器被安装在信号线上，以完全消除对音质有消极影响的PC噪声流。当NA-11S1连接到PC，USB B型输入接口板接地与NA-11S1的主电路板和底座隔离。通过电子隔离USB B型输入接口和数字音频电路的接地线和信号线，本装置消除了PC的噪音渗透和接地电位的波动。此外，NA-11S1应用了广泛的噪声抑制措施，如插入DSP独立输电线的去耦电容器和USB控制器IC，因此可以防止由高频噪声引起的音质劣化。通过这些措施，本装置可以实现清晰稳定的音效。

双晶振时钟

NA-11S1的时钟电路配备了与SA-11S3 Premium SACD/ CD播放器相同的超低相位噪声晶体振荡器，用于高精度的D / A转换。由于这种晶体振荡器，抖动水平降低到传统晶体振荡器的十分之一左右。此外，NA-11S1使用一个专用的晶体振荡器，为PC的441kHz和48kHz采样频率信号提供最佳的时钟信号。其结果是抑制了抖动的发生，并且本装置也可以实现准确的声源定位和最佳空间表达。

马兰士音乐母带处理

马兰士开发了独创的DSP（数字信号处理器）“PEC777”用于过采样，数字滤波，直流滤波，以及噪声整形功能。此款产品还应用了之前仅用于专业录音棚的一种高端运算法-我们称之为“马兰士音乐母带处理”。 即使在更大的音乐舞台上，这种滤波方式也可以保留更多的细节，实现完美平衡。此外，您还可以按照喜好，从两种特性类型中选择要用的数字滤波器（滤波器1和滤波器2）。

滤波器1：该滤波器具有较短的前回声和后回声。该过滤器再现具有高容量信息的高分辨率声音。

滤波器2：该滤波器具有稍长的后回声和前回声。该过滤器再现更加自然和类似模拟的声音。

DSD1792A D/A转换器，支持192KHz/24-bit音频格式

NA-11S1采用了DSD1792A D/A转换器，执行DSD的直接D/A转换并处理192KHz/24-bit的PCM信号。DSD1792A电流输出DAC经过反复执行多种DAC聆听测试后精心挑选而得。因此，DSD1792A D/A转换器可以处理非常高的输出电流，能够表现生机勃勃的声音。

混合PLL抖动减速器

NA-11S1配备了抖动减速器，以减少显著影响数字音频信号D/A转换精度的时钟抖动。通过使用混合PLL（锁相环路）电路对数字音频信号时钟重新计时，NA-11S1可以为音频DSP和DAC提供适合于音频信号处理的主时钟。这项技术使NA-11S1显著降低了信号失真并扩大了动态范围。

全平衡，差动音频电路

与SA-11S3 Premium SACD/ CD播放器相同，本产品也使用了具有全平衡差动结构的音频电路配置DAC下行的模拟级，以高速再现具有丰富信息量的声音。这些模拟电路使用了马兰士独有的高速放大器模块HDAM和HDAM-SA2，与分立电路一起配置NA-11S1。零件通过细致的听力测试精心挑选而得。因此，NA-11S1可以实现高音质，不辜负其马兰士旗舰网络音频播放器的地位。HDAM模块用于第一级的I/V转换器块和第二级的滤波放大器，其中I/V转换器块用于接收DAC的电流输出。

HDAM和HDAM-SA2模块都用于第三级的电流反馈输出缓冲放大器。使用全平衡电路完全配置从I/V转换器块到电流反馈输出缓冲放大器之间的模拟级，以实现相同质量的不平衡和平衡输出。NA-11S1还配备了一个数字相位反转功能，可以反转平衡输出的HOT和COLD端子，且不会恶化音质。



高容量环形变压器

NA-11S1采用高容量的环形变压器作为电源变压器，其磁芯较SA-11S3 Premium SACD/ CD播放器大。该电源变压器被密封在镀铜屏蔽罩下，可以屏蔽不必要的辐射。此外，变压器含有一个附加的硅钢板，以提供最佳的噪声抑制。对于次级绕组，使用了专用于每个模拟音频的线圈，DAC，网络接口和USB B型接口电路，以抑制电路之间的干扰。此外，变压器线圈使用了高纯度OFC（无氧铜）。

定制极间耦合电容器

NA-11S1模拟电路中的极间耦合电容器和DAC电源使用了马兰士独有的定制部件，这些定制部件也用于SA-11S3 Premium SACD/ CD播放器中。除了改善极间耦合电容器成分外，该电容器还采用了铜作为端子材料。作为多年来努力发展的结果，NA-11S1的性能水平超越了传统产品。

铜管脚插孔

NA-11S1的非平衡输出端子采用定制的铜管脚插孔。这些定制管脚插孔是由技术工人使用手动机器切削纯铜块而制造的，这是一项艰巨的任务，因为铜的硬度低于标准的不平衡输出管脚插孔所用的黄铜。铜的导电性仅次于银，从而可以产生强大稳定的播放声。管脚镀金，以防止随着时间推移音质恶化。由于管脚插孔之间的距离更宽，所以易于连接具有大插头的高级电缆。

全离散耳机放大器

NA-11S1配备了一个具有高速和高信噪比的全离散耳机放大器。它具有一个使用了HDAM-SA2的高速电流缓冲放大器，以减少耳机放大器电路和主要模拟音频输出电路之间的相互干扰，以稳定播放音乐。无需使用任何运算放大器IC，通过使用分立电路，马兰士进一步提高了处理速度。此外，进入耳机放大器的信号从平衡输出电路的相反侧分出，以消除影响非平衡输出的因素。主音频输出电路发出的信号以最短距离被路由到耳机放大器，以实现清晰播放。

其它特点

5mm厚铝合金顶盖/镀铜底盘/双层底盘/铝压铸绝缘体/具有极佳能见度的有机EL显示器/显示关闭/照明关闭/ 数字输出关闭/重复播放和随机播放/高级遥控器，用于放大器和SACD播放器操作/网络控制功能/在线固件更新/自动待机功能/低功耗待机/网络待机功能。



耳机俱乐部小白听感体验：

马兰士NA11S1播放器在我手里停留了几天，我大致听了它作为解码、接电脑、插U盘的效果。很遗憾我没有NAS，所以无法试它接NAS的效果了，等待其他人补充。下面稍微说说我的感受。

1、接cd转盘，即作为解码器使用，还是相对声音最好的，声音最干净凝聚紧凑。不过接电脑作为usb dac、以及插U盘播放，声音都已经很好，而且由于此机有较明显的“马兰士声”，不论是什么来源，出来的声音有些趋同，都趋于马兰士声。

2、接U盘聆听音轨是很方便的（前提是用Marantz Remote APP来操控），但是不支持aiff、ape等格式，也不读cue文件。因此建议用wav或flac，必须是分轨音轨。还有一个问题是接入我的外置供电的移动硬盘后不认，不知是否移动硬盘的格式问题。即使是U盘，每次开机或每次插入新的U盘之后要重新load一次，有点费时。接笔记本电脑聆听，需要安装驱动，不是plug and play。不过可以支持到24bit/192khz。

3、我前面所谓的“马兰士声”是一种什么声音特质呢？我觉得很适合用“温润”两字来形容。音色有点偏甜、润泽，整体格调略软（特别是低频呈软调），速度不快，有一种温和与文雅的调子，带些“小资情调”。对喜欢这个风格的耳朵来说，是一种很愉悦和耐听的声音。由于NA11S1产品本身的档次，通透度、瞬态和分离度还是良好的，不拖后腿，但也不是突出纯净度、解析、速度感的路子。