[發(fā)明專利]一種高指向性揚聲器設(shè)計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810109270.4
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108235200A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 童立紅;丁海濱;曾羅蘭;徐長節(jié);王寧
• 申請（專利權(quán)）人: 華東交通大學(xué)
• 主分類號: H04R17/00
• 分類號: H04R17/00
• 代理公司: 南昌市平凡知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 36122
• 代理人: 姚伯川

一種高指向性揚聲器，包括指數(shù)型號筒（4），還包括圓形塑料板（1）和壓電換能器。所述圓形塑料板安裝在指數(shù)型號筒的底部；在圓形塑料板上粘有帶壓電換能器組成的參量陣陣列。本發(fā)明利用帶有參量陣陣列的圓形塑料板和指數(shù)型號筒設(shè)計了一種高指向性揚聲器，能產(chǎn)生高指向信號（5），解決了普通揚聲器易造成對周圍環(huán)境噪聲污染的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高指向性揚聲器設(shè)計方法，屬聲學(xué)器材技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)如今，揚聲器在人們的生活中扮演著重要角色，其使用隨處可見，如校園廣播、超市內(nèi)商品介紹及博物館內(nèi)展品解說等。揚聲器的使用給我們生活帶來便捷的同時，也給周圍環(huán)境帶來的一定的噪聲污染。

因此，如何有效地減少揚聲器對周圍環(huán)境的影響成為了一個亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，針對現(xiàn)有揚聲器給周圍環(huán)境帶來的一定的噪聲污染，本發(fā)明提出一種高指向性揚聲器設(shè)計方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種高指向性揚聲器，包括指數(shù)型號筒，還包括圓形塑料板和壓電換能器；所述指數(shù)型號筒的底部裝有圓形塑料板；在圓形塑料板上粘有帶壓電換能器組成的參量陣陣列。

所述圓形塑料板厚度及直徑由揚聲器大小所決定。

所述壓電換能器由外向內(nèi)依次多排環(huán)形布置在圓形塑料板上。所述多排環(huán)形布置是指壓電換能器沿著圓形塑料板由外向內(nèi)依次環(huán)向排列，直至壓電換能器布滿圓形塑料板。

所述壓電換能器由外向內(nèi)排列奇數(shù)排的輸入信號頻率和相位相同；偶數(shù)排的輸入信號頻率和相位相同；且奇、偶數(shù)排的輸入信號頻率不同。

所述號筒的張開指數(shù)越大，對聲信號聚焦效果越好。

所述壓電換能器環(huán)向凈距應(yīng)滿足0≤d≤R/2，排凈距應(yīng)滿足0≤h≤R/2；

其中，d為壓電換能器環(huán)向凈距；h為壓電換能器每排之間的凈距；R為壓電換能器的半徑。

所述環(huán)向凈距和排凈距越小，所述高指向性揚聲器效果越好。

本發(fā)明的工作原理是，本發(fā)明利用奇、偶數(shù)排聲信號在指數(shù)型號筒中的非線性干涉產(chǎn)生高指向性差頻聲波，以此達到高指向性目的。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明利用帶有參量陣陣列的圓形塑料板和指數(shù)型號筒設(shè)計了一種高指向性揚聲器，解決了普通揚聲器易造成對周圍環(huán)境噪聲污染的問題。

附圖說明

圖1為壓電換能器布置俯視圖示意圖；

圖2為圓形塑料板和壓電換能器布置側(cè)立面圖；

圖3為圖1中3號位置放大圖；

圖4為指數(shù)型號筒和聲音傳播示意圖；

圖中：1為圓形塑料板；2為壓電換能器；3為參量陣陣列局部示意部分；4為指數(shù)型號筒曲線部分；5為聲音傳播方向。

具體實施方式

本發(fā)明的具體實施方式如圖1和圖4所示。

本實施例高指向性揚聲器結(jié)構(gòu)包括塑料圓盤1，壓電換能器2和指數(shù)型號筒4。所述指數(shù)型號筒4的底部裝有圓形塑料板1；在圓形塑料板1上粘有帶壓電換能器2組成的參量陣陣列。

如圖2所示，壓電換能器2的排數(shù)由圓形塑料板尺寸、壓電換能器大小和壓電換能器凈距d所決定。圖中C1、C2、C3、…、C分別為第一環(huán)(最外環(huán))、第二環(huán)(次外環(huán))、第三環(huán)、…、第n環(huán)(最內(nèi)環(huán))壓電換能器在圓形塑料板的位置。

本實施例壓電換能器由外向內(nèi)排列奇數(shù)排的輸入信號頻率和相位相同；偶數(shù)排的輸入信號頻率和相位相同；且奇、偶數(shù)排的輸入信號頻率不同。

如圖3所示，壓電換能器2環(huán)向排列由壓電換能器環(huán)向凈距和壓電換能器大小所決定。將壓電換能器與圓形塑料板按圖1所示方式粘結(jié)在一起，然后將其與圖4的指數(shù)型號筒底部粘結(jié)在一起，在壓電換能器上通入高頻電信號之后即形成本發(fā)明的一種高指向性揚聲器。例如：第一環(huán)換能器輸入的電信號頻率為41kHz，第二環(huán)輸入40kHz，第三環(huán)輸入41kHz，第四環(huán)輸入40kHz，依次循環(huán)，則將會產(chǎn)生1kHz的高指向性聲信號，如圖4中5所示。