毋庸置疑,但超声触觉技术的物理瓶颈就像一堵无形的墙,挡住了所有人的去路。
空气中的超声波衰减太快。
声辐射压力产生的力量太小。
相控阵的空间解析度受波长限制。
这些都是写在物理定律里的硬约束!
不知过了多久,窗外的天色越来越黑,浓稠得就像一块陈年徽墨。
突然,劳伦特开口道:「我想到了一个新点子!」
不等水原翔平和朴秀贤作出反应,他便拿起一支触控笔,在电子屏幕上飞快写下了一串公式:P=(2aI)/c。
「声辐射压力P与声强I成正比,与声速c成反比。
空气中声速固定,所以提高声强的技术路线是走不通的,因为人体皮肤能承受的声压级有上限。」
劳伦特不紧不慢地解释道。
写完后,他转过头,瞥了一眼水原翔平和朴秀贤,然后在白板上继续推导:「所以要换个思路,不要单纯追求声压峰值,得把非线性声学效应给利用起来。」
紧接著,他又画了一个示意图:「当两束频率略有差异的超声波在空间叠加时,会产生差频效应。
比如40kHz和40.2kHz的超声波叠加,会在焦点处产生200Hz的拍频,这个拍频正好落在人类触觉感知范围内。
而且这个差频是非线性产生的,不需要对载波进行振幅调制,能量利用效率可以提高40%以上。」
听到这里,水原翔平终于懂了:「用双频干涉代替单频调制?」
说完这句话后,他又心情复杂地看向劳伦特。
他本以为,自己是负责人,可在研发过程中,劳伦特却发挥了更重要的作用。
「聪明!这样一来,不仅功耗更低了,焦点的空间稳定性也能大幅提升。」
劳伦特下意识地夸了一句。
可水原翔平却嘴角一抽,心头一堵,被一个九岁的孩子夸赞,著实有点怪。
「那功率的问题怎么解决?」朴秀贤追问道。
「你刚才说要把换能器数量增加到2048个,其实没必要,只要提高相位控制精度就行了。
把焦点尺寸压到3毫米以下,相位精度至少要达到12比特,4096级。
此外,驱动电路的响应速度要提升到微秒级,才能实现动态焦点的流畅移动。」
劳伦特轻飘飘地给出了解决方案。
朴秀贤一愣。
阿西八!
我怎么没想到!
水原翔平皱了皱眉说:「12比特相位控制?现有的FPGA晶片能实现吗?」