一种新型无振膜主动式传声器制造技术

本发明专利技术公开了一种新型无振膜主动式传声器，包括：超声波发射换能器(1)、超声波接收换能器(2)和控制电路(3)；控制电路(3)分别与超声波发射换能器(1)和超声波接收换能器(2)电连接，并控制超声波发射换能器(1)主动向目标声源发射超声波，同时控制超声波接收换能器(2)接收该目标声源反射回的超声波，并根据所述目标声源反射回的超声波确定出该目标声源的振动信息，再对所述目标声源的振动信息进行分析计算，从而得出该目标声源的辐射声场信息。本发明专利技术对声压信息并不敏感，能够有效抑制环境背景噪声的影响，增加目标声信号的信噪比，这十分有利于提升声信息系统整体性能。

【技术实现步骤摘要】
一种新型无振膜主动式传声器
本专利技术涉及传声器领域，尤其涉及一种新型无振膜主动式传声器。
技术介绍
传声器也称话筒或麦克风，是一种获取空气介质中声波信号并将其转换为相应电信号的传感器，在声学测量、电视电话、音乐广播、声控系统、消费类电子产品等领域均有广泛应用。在现有技术中，传声器的种类很多，例如：按照换能方式不同可分为电动式、电容式和压电式等，按照接收方式的不同可分为压强式、压差式和复合式等，按照指向性的不同可分为无指向性、双指向性和单指向性三种。但无论哪种传声器均是利用膜片结构与空气压力波动交换能量，被动接收声场声压或压差信号，因此在声信号接收或测量方面，现有传声器不可避免会受到周围环境噪声信号的干扰，导致目标信号有效信噪比较低，产生测量误差，影响声信息系统性能。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足之处，本专利技术提供了一种新型无振膜主动式传声器，能够有效抑制环境背景噪声的影响，增加目标声信号的信噪比，这十分有利于提升声信息系统整体性能。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种新型无振膜主动式传声器，包括：超声波发射换能器1、超声波接收换能器2和控制电路3；控制电路3分别与超声波发射换能器1和超声波接收换能器2电连接，并控制超声波发射换能器1主动向目标声源发射超声波，同时控制超声波接收换能器2接收该目标声源反射回的超声波，并根据所述目标声源反射回的超声波确定出该目标声源的振动信息，再对目标声源的振动信息进行分析计算，从而得出该目标声源的辐射声场信息。优选地，所述的控制电路3包括超声波发射控制模块、超声波接收控制模块和数据采集解算模块；超声波发射控制模块与超声波发射换能器1电连接，并控制超声波发射换能器1主动向目标声源发射超声波；超声波接收控制模块与超声波接收换能器2电连接，并控制超声波接收换能器2接收该目标声源反射回的超声波；数据采集解算模块获取超声波接收换能器2接收的目标声源反射回的超声波，并解调所述目标声源反射回的超声波的相位信息，从而确定出该目标声源的振动信息，再对所述目标声源的振动信息进行分析计算，从而得出该目标声源的辐射声场信息。优选地，所述的超声波发射控制模块控制超声波发射换能器1的发射功率、超声波频率以及超声波对目标声源的入射角度。优选地，所述超声波发射换能器1为单个压电换能器或由多个压电换能器构成的压电换能器阵列。优选地，所述超声波接收换能器2为单个压电换能器或由多个压电换能器构成的压电换能器阵列。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术所提供的新型无振膜主动式传声器并未采用传统传声器的振膜结构，也不是被动接收声场声压信号，而是通过超声波发射换能器1主动向目标声源发射超声波，根据多普勒效应，目标声源的振动会对入射的超声波产生相位调制，同时超声波接收换能器2可以接收目标声源调制后反射回的超声波，而控制电路3可以对目标声源反射回的超声波的相位信息进行解调，从而得到目标声源的振动信息，然后只要对所述目标声源的振动信息进行分析计算，就可以得出该目标声源的辐射声场信息，即实现传声器的将声波信号转换为电信号的功能。由此可见，本专利技术并不敏感声压信息，因此能够有效抑制环境背景噪声的影响，增加目标声信号的信噪比，这十分有利于提升声信息系统整体性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例提供新型无振膜主动式传声器的结构示意图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。下面对本专利技术所提供的新型无振膜主动式传声器进行详细描述。如图1所示，一种新型无振膜主动式传声器，包括：超声波发射换能器1、超声波接收换能器2和控制电路3；控制电路3分别与超声波发射换能器1和超声波接收换能器2电连接，并控制超声波发射换能器1主动向目标声源发射超声波，同时控制超声波接收换能器2接收该目标声源反射回的超声波，并根据所述目标声源反射回的超声波确定出该目标声源的振动信息，再对所述目标声源的振动信息进行分析计算，从而得出该目标声源的辐射声场信息，即实现传声器的将声波信号转换为电信号的功能。其中，该新型无振膜主动式传声器的各部件可以包括以下实施方案：(1)超声波发射换能器1：所述的超声波发射换能器1能够主动向目标声源发射超声波。所述的超声波发射换能器1可以采用单个压电换能器，也可以采用由多个压电换能器构成的压电换能器阵列，而当超声波发射换能器1采用压电换能器阵列时，可以实现多个入射角度向目标声源发射超声波。在实际应用中，所述的压电换能器可以采用现有技术中的锆钛酸铅压电陶瓷、压电单晶、偏聚氟乙烯等压电材料制成的换能器。(2)超声波接收换能器2：所述的超声波接收换能器2与所述的超声波发射换能器1成一定角度，能够捕获目标声源反射回的超声波。所述的超声波接收换能器2可以采用单个压电换能器，也可以采用由多个压电换能器构成的压电换能器阵列。在实际应用中，所述的压电换能器可以采用现有技术中的锆钛酸铅压电陶瓷、压电单晶、偏聚氟乙烯等压电材料制成的换能器。(3)控制电路3：所述的控制电路3可以包括超声波发射控制模块、超声波接收控制模块和数据采集解算模块。超声波发射控制模块与超声波发射换能器1电连接，并控制超声波发射换能器1主动向目标声源发射超声波，例如：超声波发射控制模块可以控制超声波发射换能器1的发射功率、超声波频率以及超声波对目标声源的入射角度。超声波接收控制模块与超声波接收换能器2电连接，并控制超声波接收换能器2接收该目标声源反射回的超声波。数据采集解算模块获取超声波接收换能器2接收的目标声源反射回的超声波，并解调所述目标声源反射回的超声波的相位信息，从而确定出该目标声源的振动信息，再对所述目标声源的振动信息进行分析计算，从而得出该目标声源的辐射声场信息。在实际应用中，数据采集解算模块可实现对目标声源反射回的超声波进行数据采集、模数转换、微分鉴相、目标声源的辐射声场信息解算等处理。具体地，该新型无振膜主动式传声器的工作原理如下：声音源于声源振动及其在介质(包括：固体传播介质、液体传播介质和气体传播介质)中产生并传播的压力波。根据声学基础理论，利用声源振动信息可解算获得其声场辐射信息，从而得到以声波为载体的传播信息。本专利技术所提供的新型无振膜主动式传声器并未采用传统传声器的振膜结构，不是被动接收声场声压信号，而是主动向目标声源发射超声波，根据多普勒效应，目标声源的振动会对入射的超声波产生相位调制，然后对目标声源反射回的超声波的相位信息进行解调，就可以得到目标声源的振动信息(目标声源反射回的超声波的相位解调技术有很多种，例如：通过微分鉴相，对反射超声波调相信号进行一阶微分得到调幅调相信号，然后利用半波检波、峰值检波得到目标声源振动信号的一阶导数，最后通过积分处理即可还原目标声源的振动信息)，再对所述目标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型无振膜主动式传声器，其特征在于，包括：超声波发射换能器(1)、超声波接收换能器(2)和控制电路(3)；控制电路(3)分别与超声波发射换能器(1)和超声波接收换能器(2)电连接，并控制超声波发射换能器(1)主动向目标声源发射超声波，同时控制超声波接收换能器(2)接收该目标声源反射回的超声波，并根据所述目标声源反射回的超声波确定出该目标声源的振动信息，再对所述目标声源的振动信息进行分析计算，从而得出该目标声源的辐射声场信息。

【技术特征摘要】
1.一种新型无振膜主动式传声器，其特征在于，包括：超声波发射换能器(1)、超声波接收换能器(2)和控制电路(3)；控制电路(3)分别与超声波发射换能器(1)和超声波接收换能器(2)电连接，并控制超声波发射换能器(1)主动向目标声源发射超声波，同时控制超声波接收换能器(2)接收该目标声源反射回的超声波，并根据所述目标声源反射回的超声波确定出该目标声源的振动信息，再对所述目标声源的振动信息进行分析计算，从而得出该目标声源的辐射声场信息。2.根据权利要求1所述的新型无振膜主动式传声器，其特征在于，所述的控制电路(3)包括超声波发射控制模块、超声波接收控制模块和数据采集解算模块；超声波发射控制模块与超声波发射换能器(1)电连接，并控制超声波发射换能器(1)主动向目标声源发射超声波；超声波接收控制模块与超声波接收换能器(2)电连接，并控制超声...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘云飞，周瑜，刘帅，王鼎汶，陈柏考，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11