[發明專利]組合式聲頻定向超聲波揚聲器系統

無效

• 申請號: 200710049508.0
• 申請日: 2007-07-12
• 公開（公告）號: CN101111096A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發明（設計）人: 陳敏;王瑩;徐利梅;王祎
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04R3/00
• 分類號: H04R3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

組合式聲頻定向超聲波揚聲器系統，屬于電子技術領域，特別涉及揚聲器領域。

背景技術

組合式聲頻定向超聲波揚聲器是一種在諸如空氣之類的介質中直接產生超聲頻率的聲發射裝置，它是由多個能夠單獨工作的參量聲頻定向超聲波揚聲器按照一定的組合方式組合而成。

傳統的揚聲器直接向空氣中輻射可聽聲，而參量聲頻定向超聲波揚聲器的發聲機理與傳統的揚聲器完全不同，它向空氣中發射在前處理中調制后的超聲波，超聲波在空氣中非線性交互作用自解調，從而產生低頻可聽聲，并高指向地傳播給收聽者。其工作原理如下所述：f1、f2是在前處理中對音頻信號經過調制后的兩列具有不同頻率(f1、f2)的有限振幅超聲波，經過超聲波揚聲器將其輻射到空氣中并且沿著同一方向傳播時，兩基波的非線性交互作用可以產生兩個不同的分量，即兩頻率之差(f1-f2)和兩頻率之和(f1+f2)，并產生諧波；進入空氣中后，由于高次諧波振幅小，衰減速率與頻率成正比，使得高次諧波比差頻分量衰減的快，在傳輸的過程中，高頻分量逐漸衰減掉了，只有差頻分量的低頻可聽聲信號存在，形成可聽聲。

單個參量聲頻定向超聲波揚聲器由于它的發聲面積及功率的限制，因此其產生的可聽聲的聲壓比較小，傳播的距離比較近。為了得到高指向性、高聲壓輸出，單個參量聲頻定向超聲波揚聲器難以滿足要求，但將多個可以單獨工作的聲頻定向超聲波揚聲器組合在一起工作就能夠很好的滿足要求。

發明內容

組合式聲頻定向超聲波揚聲器系統，是將若干個聲頻定向超聲波揚聲器按照串聯或者并聯的方式排列組合在一起。音頻信號經過數字信號處理器(DSP)處理以后，通過超聲波功率放大器來驅動聲頻定向超聲波揚聲器。相比現有的單個聲頻定向超聲波揚聲器，組合式聲頻定向超聲波揚聲器系統能夠克服單個聲頻定向揚聲器聲壓小，失真大，指向性差等缺點。可以根據不同的場合，變更揚聲器的組合方式及揚聲器的數目，可以產生具有高指向性，大聲壓的聲音。或者將揚聲器分別布置在不同的位置，例如，在每一個火車臥鋪上方，或是在餐廳的每一張餐桌上方布置一個聲頻定向超聲波揚聲器。這樣可以同時在不同的位置產生具有高指向性的聲音。或者通過揚聲器放置在不同位置，輸入不同超聲信號，揚聲器指向某一點或某一方向，產生多種音效。

本發明的詳細技術方案：

組合式聲頻定向超聲波揚聲器系統，包括數字信號處理系統，超聲波功率放大器和揚聲器組。所述的組合式聲頻定向超聲波揚聲器系統其特征在于，音頻信號經過數字信號處理之后，通過超聲波放大器放大，驅動后級的揚聲器組，揚聲器組的個數可以根據需要的不同，變化組合。各個揚聲器之間可以采用串聯方式、并聯方式，或者是采用串并聯混合的方式。

上述組合式聲頻定向超聲波揚聲器系統，其特征在于，所有的揚聲器可以由一個功放來驅動，也可以采用單個功放驅動單個揚聲器的方式，或者是一個功放驅動幾個揚聲器，整個系統采用多個功放驅動的方式。

上述組合式聲頻定向超聲波揚聲器系統，其特征在于，所有的揚聲器可以分布在同一平面，或者分布在多個不同平面內。

上述組合式聲頻定向超聲波揚聲器系統，其特征在于，所有的揚聲器可以組合布置在一個平面，同時向同一個方向發出具有高指向性的聲音，或者將每個揚聲器分別安放在不同的空間范圍內，向不同的方向產生高指向性的聲音。

附圖說明

圖1組合式聲頻定向超聲波揚聲器系統總的結構框圖

圖2組合式聲頻定向超聲波揚聲器組內單個參量揚聲器之間采用的連接方式一

圖3組合式聲頻定向超聲波揚聲器組內單個參量揚聲器之間采用并聯的連接方式二

圖4組合式聲頻定向超聲波揚聲器采用的功放驅動方式之一

圖5組合式聲頻定向超聲波揚聲器采用的功放驅動方式之二

圖6組合式聲頻定向超聲波揚聲器采用組合方式的一種實施例

圖7組合式聲頻定向超聲波揚聲器采用的組合方式另一種實施例

具體實施方式

圖1為本發明的總的結構框圖，總體上有三部分組成，DSP系統1，超聲波功率放大器2和組合式聲頻定向超聲波揚聲器3。DSP系統1對音頻信號經過特定的算法處理，將音頻信號調制到超聲波的頻段范圍。然后輸入到功率放大器2，功率放大器2實現對信號濾波放大并且跟后級的組合式聲頻定向超聲波揚聲器進行阻抗匹配，組合式聲頻定向超聲波揚聲器將經功率放大后的信號輻射到空氣中。