Wednesday, October 7, 2015

基于光傳播,其紅外輻射量可以控制到低于一支蠟燭

2008年,漫步者推出了一款數位無線紅外功放,取名為Rainbow,中文意思即彩虹,尚未正式上市,就獲得了美國2008 CES設計和工程創新獎(Innovations 2008 Design and Engineering Award)以及德國iF Product Design Award工業論壇產品設計獎。隨后,這款產品也在中國地區上市,更名為Ramble,聽上去和Rainbow的發音還是很相似,其實,Ramble對應的中文意思是“漫步”,這也是漫步者的一個商標,在漫步者創辦初年的時候,曾經一度使用過。
Ramble外形設計相當前衛,突破了傳統功放的造型。在網路上,已經不乏Ramble的照片了,我們這里也就簡單說說幾個設計比較有新意或者比較人性化的地方。
這兩個設計可以說是非常巧妙,靈活的利用了兩頭的空間,讓機身整體保持了一種簡潔的風格。
雖然Ramble自帶功放系統,但仍舊放置了一組線性輸出。
這個設計應該說是非常精彩,Ramble的接線盒是內藏的,安好蓋子后,外面難以看出,喇叭線通過統一的出口連出,方便收納。我們建議其他廠商在設計小型喇叭系統時,可以參考這個設計。
相比外觀,我們更關心的是Ramble所采用無線技術,Ramble是采用這種無線技術的第一款產品。銀白色部分是鋁制機身部分,表面采用噴砂工藝。黑色的是半透明塑料材質,里面隱藏著無線紅外的接發裝置。Ramble分作兩部分——接收端和發射端,較長的部分是接收端。接收端的“黑色部分”還可以旋轉,用于調整接收角度。
這是Ramble接收端內置的無線紅外接收模塊。可以看到,這個模塊中有很多“黑色的小球球”,這是感應器,感應器外面的材質應該是用于過濾有色光,但紅外線可以正常通過。
通電后,可以發現發射端的黑色外殼下,會有一個紅色發光單元陣列,在黑暗的環境中,能隱隱約約看到。這個陣列用于發射紅外光訊號。我們采用改裝的紅外相機來拍攝這個紅外光發射陣列的樣子,得到這么一張圖片,可以很清晰的看到,這是一個3X6的陣列。這個陣列形成的平面并非水準,而是構成了一個45度左右的仰角。發射訊號時,紅外光會被以斜射角度發射到墻體或者天花板,利用室內的物體表面進行漫反射,從而將訊號傳遞到接收端。這提高了抗干擾能力,人在室內的來回走動不會對訊號產生干擾。
相對于我們前幾篇文章介紹的無線音頻裝置,Ramble是唯一一個基于光媒的無線裝置,它的工作原理與那些裝置完全不同。因此也表現出完全不同的一些特征。首先,它沒有可明顯察覺的延時問題,官方給的數據是不到20毫秒,也就是說,看電影時,聲音的延后不超過一幀,這種延時可以完全被忽略掉,實際應用時,這方面的性能明顯優于基于WiFi網路的音頻裝置,和使用有線產品并無二致。其次,它不依賴于第三方裝置,Ramble自帶的發射端和接收端已經構成了一個獨立的網路,Ramble也無需和其他裝置共享頻寬。其三,Ramble對于菜鳥級的用戶來說,更加容易使用,它無需安裝驅動,更不需要去進行網路設定,易用性方面占優。其四,Ramble所依賴的紅外光是無法穿透墻壁的,因此它的保密性更好,弊端是,你無法隔墻操作。不過這是否算優點,見仁見智。
Ramble基于光媒,它的缺陷也是“獨家”的,主要的問題,就是可能存在被其他光源干擾的問題。因此,我們在接下來的應用測試中也準備了相應的項目。已知無法消除的光干擾的方式有:閃光燈照射以及紅外引閃器照射的干擾。閃光燈閃光時,會產生大量的可見光和不可見光,其中也包括紅外射線,這些紅外射線,會對Ramble產生干擾。紅外引閃器也是攝影棚中常用的裝置,它靠發出瞬間較大功率的紅外射線來誘發閃光燈工作,所以稱作引閃器,它所發出的紅外射線,也會對Ramble產生干擾。干擾產生時,Ramble會自動切斷訊號,可見,Ramble在攝影棚中是無法正常工作的。不過,我們還是不依不饒的進行了一項怪異的測試,使用了一盞600W的攝影燈對Ramble進行恒定的照射,結果發現,Ramble還是能正常工作,只不過接收端的接收距離相對變短了些。
在過去,也曾經有一個基于紅外的無線方案,用于傳遞音樂訊號,曾經被部分無線耳機所采用。這個老的紅外方案完全是以模擬方式傳遞訊號,它使用了FM調頻方式。何謂FM調頻?我們簡單說說。
調頻對應的英文是Frequency Modulation,簡稱FM,即頻率調制的意思。它使用載波來傳遞訊號,依靠不停變化的頻率來記錄和傳遞不停變化的資訊,載波可以是電波也可以是光波。原始訊號幅度越大,載波的頻率也就相應變大。這是一種常見的模擬傳播方式,現在國內的電臺,全部都有FM調頻頻道,和電臺不同的是,這個老的紅外方案使用的是紅外光波作為載波。調頻具有較好的抗干擾能力,但最大的缺陷就是頻寬太窄,它無法傳遞高品質的音質。在早年的音效卡的設定界面中,還常常能看到輸出音質的選項,其中就有一個FM音質,即采樣率為22kHz。作為一種完全模擬的傳輸方案,是沒有采樣率的概念的,22kHz只是一個對應關系,也就是說,FM的音質相當于采樣率為22kHz時的數字訊號的水準,它會大量丟失高頻訊號。
Ramble的無線紅外方案不同于老的紅外方案,除了載波都是紅外光以外,沒有任何相似之處,它能實現CD音質,即44kHz/16bit的水準。上圖演示了Ramble的工作流程,但關于訊號傳遞時如何進行的,并沒有清晰表述。Ramble大概是這么傳遞訊號的,發射端輸入模擬訊號-->把模擬訊號編碼成數字訊號-->通過紅外漫反射傳播-->接收端接受數字訊號-->解碼成模擬訊號-->輸出到功放或者直接線性輸出。這中間涉及到了ADC(模擬到數字轉換)和DAC(數字到模擬的轉換),不可避免的降低了音質,我們就此詢問了漫步者,給的答復是Ramble采用ADC和DAC是高精度采樣方式,對音質的損害有限。重采樣精度到底是多少,并沒有數據提供,但從實際應用來說,這不是影響音質的關鍵,對使用感受能產生重大影響的是環境。
寫到這里,我們也大致了解了Ramble的基本特征:無線的、載波是紅外的、訊號是數字化編碼的、訊號不穿墻、可能被光污染。
我們找了一些典型的家居環境測試,在30平米以下的房間中,Ramble具有極好的抗干擾能力,室內人員的走動,對Ramble沒有任何影響,我們嘗試著把Ramble的發射端塞到桌子底下,也不會有影響,只要發射端不是處于大幅度封閉的空間,它總有辦法把訊號通過漫反射的方式傳遞出來。如果室內安裝了較大功率的照明燈具,例如大型吊燈,在吊燈啟動的時候,可能會造成Ramble的暫歇性的保護,造成聲音中止一秒左右。在前面我們測試了600W攝影燈照射,都能正常工作,為什么功率小得多家用燈具會造成Ramble的暫歇性保護呢?我們認為是光差瞬間變化太大造成的,突然加大的干擾,讓Ramble迅速的啟動了保護機制,而如果使用電位器控制外來光線,逐漸增加亮度,Ramble不會出現瞬間保護。值得一提的是,在出現保護切換時,并沒有沖擊電流聲。
我們覺得典型的應用環境還不足以去了解Ramble的性能極限,我們需要更大的房間來測試。通過朋友協助,北京元初私家會所為我們提供了測試場地,特此感謝。
連續點擊這張圖片,可以最終看到一張6000畫素寬的大圖,這是我們的一個測試場地,面積達120多平米,屋頂還有4個大天窗,測試當日,正好是大晴天,這4個天窗投進來的光線不亞于大功率攝影燈,這會構成對Ramble的干擾。在圖中,我們分別標記了ABCDE幾個位置,這表示Ramble發射端所在的測試位置。紅色箭頭是接收端所在位置。
喇叭采用的是漫步者推薦與Ramble配套使用的S20NT無源喇叭。
關于Ramble的直線傳播距離,官方的數據是大于等于10米。在A點位置,Ramble的發射端需直接指向接收端,才能工作,而且,其中有人走動,都會造成訊號中斷,如果發射端垂直擺放,不管如何調整接收端的接受角度,Ramble始終處于無法正常工作的狀態。A點距離接收端位置約15米左右,這已經超出了Ramble的有效范圍。當把發射端放置到B點時,情況了有改觀,發射器可以垂直擺放了,但還需接收端調整接受角度才能正常工作。當發射端置于C點時,也就是房間的中心位置,Ramble基本就處于正常工作狀態了,但對障礙物依然較為敏感,如果人特別靠近發射端,并在發射端和接收端之間走動,可能會造成聲音中斷。發射器位于D、E位置時,Ramble就恢復到完全正常的狀態。這房間比一般住宅要高,因此漫反射的路徑也要長很多,加上天窗投射的陽光也會對訊號產生一定的干擾,我們相信,在晚上使用,有效傳播距離應該會稍微遠一些。
接下來,我們在一間50平米左右的房間測試,這件房間沒有天窗,四面沒有落地大窗戶,相對較為封閉,外來的光污染也相對少。這個房間我們就沒有拍攝全景照片了,箭頭所指的地方是發射端放置的位置,與接收端距離大概8米左右。在這個房間中,Ramble工作狀態一切正常。
我們正是在這間房間進行的攝影燈照射測試的,600W的攝影燈,100%的亮度照射。當距離1.5米以上時,Ramble工作正常,當攝影燈逐漸挨近的時候,聲音會開始變得容易受到干擾,當調整接收端的距離到5米左右時,又恢復正常。這間房間大小與能容納20人左右中型會議室差不多,不考慮極端的光污染環境,Ramble非常適合作為PPT演示、授課、講演時的擴音裝置使用。
這是一間10多平方的陽光房,我們測試的時間正好是中午12點,陽光十分強烈,室內的溫度可能都達到35度以上。很不幸,這種環境下,Ramble的工作狀態并不佳,需要調整接受角度和接受距離,基本上,這種環境中,Ramble已經不具備多少實用性。其主要的原因應該不是光照太強烈,而是這種結構的房間中,已經缺乏有效的漫反射了。如果場景設定在普通家居的封閉陽臺上,Ramble可能也會受到一定影響,但保持正常工作的狀態,應該是沒有問題的。
這篇應用測試,我們測試的重點是Ramble能夠在哪些環境中正常工作,我們得出的結論是,50平米以下的房間,Ramble能穩定正常的工作,因此它不但可以適應大部分家居環境,也能有效的工作于大部分會議室,在用于會議室時,無法穿墻的物理特征,無疑可以被認為是一個優點。Ramble還做了一些環保的優化,例如發射端發現訊號輸入終止一段時間后,會讓Ramble進入待機狀態,這很適合那些喜歡聽點音樂入睡的朋友。關于音質的評價,不是本次測試的重點,我們只簡單說說,Ramble的音質離發燒尚有距離,配合S20NT,音質水準可以達到中檔多媒體書架喇叭的水準,滿足大部分消費者需求是沒問題的。Ramble是全球第一套基于數字無線紅外技術的產品,它也面臨著成本居高不下的問題,我們對Ramble的市場表現持謹慎態度,對其采用的技術,則持有樂觀態度,它作為無線技術中獨立的一支,有著自己獨特的優勢。
其實,在我們看來Ramble還不是這套無線技術的最好的展現平臺,這套技術,完全可以運用到電視機中,這樣電視機就可以直接實現環繞聲的設計。也適合作為家庭影院后置環繞喇叭訊號無線化的解決方案。甚至可以放置到室內吸頂音響系統的設計當中,如果加大發射功率,用于酒店大廳應該也是可行的。當用于這些場合時,這套數字無線紅外技術,比起基于WIFI的無線技術而言,具有天生的優越性,易用性和可維護性也要更出色。由于基于光傳播,其紅外輻射量可以控制到低于一支蠟燭,從健康角度來說,紅外技術也更可靠一些。我們也非常關注漫步者下一代的無線產品,希望能再次給我們來帶來驚喜。




红外线自导吸血蝙蝠磨刀霍霍向血管- 科技- 泛益帖Fanyitie.Com

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2011年8月14日 - 但是,在已知的1200种蝙蝠中,只有吸血蝙蝠能够“感觉”红外辐射的细微梯度---通俗来说就是熟知的热度。 朱利叶斯开始探索它们是如何运作的。

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