一种定向声波驱散器制造技术

本发明专利技术公开了一种定向声波驱散器，包括控制器和发声器，其中，控制器包括功放模块，功放模块为单级功率放大器，用于对音频信号进行功率放大；控制器还包括信号处理模块，与功放模块的输入端连接，用于处理音频信号；发声器包括：高音头和多折号筒，高音头与功放模块的输出端连接。采用单级功率放大模块对音频信号进行功率放大，能够有效消除交越失真，提高输出效率；并且采用多折号筒进行声音信号输出，更高效地辐射声波，降低声信号非线性失真。

A Directional Acoustic Dispersor

【技术实现步骤摘要】
一种定向声波驱散器
本专利技术涉及声波
，具体涉及一种定向声波驱散器。
技术介绍
强声驱散器利用高声压级换能实现高强度声波的远距离定向传播，通过高强度噪声刺激人的听觉器官和中枢神经，使其失能或逃离，达到拒止驱散大片人群的目的，同时不产生永久伤害的目的，还可对人群进行远距离广播、宣传、示警等。强声驱散器具有传输距离远，失真度低的特点。用户可以播放内部预制好的音源或者通过切换按钮，播放外部的音源文件，通过喊话器进行现场喊话。目前的声波驱散器在远距离声波传输方面仍有不足之处。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种定向声波驱散器，以解决现有技术中的声波驱散器在远距离声波传输方面仍有不足之处的问题。本专利技术实施例提供了一种定向声波驱散器，包括：控制器和发声器，其中，控制器包括功放模块，功放模块为单级功率放大器，用于对音频信号进行功率放大；控制器还包括信号处理模块，与功放模块的输入端连接，用于处理音频信号；发声器包括：高音头和多折号筒，高音头与功放模块的输出端连接。可选的，多折号筒为三折号筒；三折号筒的喉管处设置柱面波波形转换器。可选的，信号处理模块还包括：滤波放大单元，其输入端与音频模块的输出端连接，用于对滤除预设频率范围外的音频信号，还用于对音频信号进行音量放大；限幅单元，与滤波放大单元的输出端连接，用于限制音频信号的输出音量不高于阈值。可选的，信号处理模块还包括：电源转换单元，与直流电源连接，用于转换并输出滤波放大单元和限幅单元所需的电压和/或电流；ARM处理器，与限幅单元、高音头和滤波放大单元分别连接，用于检测限幅单元、高音头和滤波放大单元的功率、温度和/或开关状态，还用于控制限幅单元和高音头的使能；复位单元，其输入端与电源转换单元连接，其输出端与限幅单元和ARM处理器连接，用于对限幅单元和/或ARM处理器进行复位。可选的，三折号筒的号筒喉口截面积小于振膜面积。可选的，振膜的负载声阻抗与振膜的力阻抗相近。可选的，三折号筒为指数号筒。可选的，高音头为同轴双音膜双线圈结构；永磁体镶嵌入磁钢，为钕铁硼磁。可选的，多折号筒的壳体为铝合金材质；多折号筒的壳体内部采用加强筋；多折号筒的传导散热和风冷散热，其中，控制器分立元件部位填涂导热硅脂，发声器与多折号筒的接触面填充导热硅脂，多折号筒的壳体两侧设有防水轴流风机。可选的，滤波放大单元包括滤波单元，其中：滤波单元的过滤范围为350Hz~9000Hz以外的音频信号。本专利技术实施例的有益效果如下：1、采用单级功率放大模块对音频信号进行功率放大，能够有效消除交越失真，提高输出效率；并且采用多折号筒进行声音信号输出，更高效地辐射声波，降低声信号非线性失真。2、通过设置ARM处理器，可以实时监控高音头的通断，监测功放的工作状态，以及切换内部和外部音源。3、采用指数号筒，优化号筒口部辐射性能。附图说明通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本专利技术进行任何限制，在附图中：图1为本专利技术实施例中的一种定向声波驱散器的结构图；图2为本专利技术实施例中的一种单级功率放大器的电路简图；图3为本专利技术实施例中的一种三折号筒的结构示意图；图4为本专利技术实施例中的一种发声单元结构示意图；图5为本专利技术实施例中的一种定向声波驱散器的截面图；图6为本专利技术实施例中的一种控制器的组成图；图7为本专利技术实施例中另一种定向声波驱散器的结构图；41-喉口；42-振膜；43-永磁体；44-音圈；51-号筒；52-外罩；53-安装板；54-后壳体；55-风扇；56-风扇罩；57-安装支架；58-发声单元；61-控制器壳体；62-电源支架；63-电源；64-功率放大模块；65-风扇罩板；66-风扇；67-固定板；68-信号控制模块；69-底板。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供了一种定向声波驱散器，如图1所示，包括控制器100和发声器200，其中，控制器100包括功放模块110，功放模块110为单级功率放大器111，用于对音频信号进行功率放大；控制器100还包括信号处理模块120，与功放模块110的输入端连接，用于处理音频信号；发声器200包括：高音头210和多折号筒220，高音头210与功放模块110的输出端连接。在本实施例中，功放模块采用了单级功率放大器，如图2所示，信号处理模块120对音频信号进行预处理：滤除预设频率范围外的音频信号，对滤波过后的音频信号进行调幅，放大音频声调。经过预处理的音频信号接入单级功率放大器111，直流电源3对DA转换模块进行供电，直流输入转换为交流输出，再经过变压器升压，获得高电压音频信号。由于高音头主要由电振系统（振膜、音圈、支架）、磁路系统以及盆架等各种辅助零件组成，而电振系统在工作过程中，线圈中通过交变电流时会产生自感电动势，传统功放系统在设计中，这部分自感电动势会通过扬声器线圈消耗掉，这样会使音圈发热而损坏，在本实施例中，由双向储能模块对这部分自感电动势进行回收利用：通过简单调制，这些能量被用来快速消除下一循环过程中的自感电动势。升压后的音频信号为交流信号，采用软开关技术，将其转换为直流信号，在本实施例中，采用两个并联的高速双相开关实现AD转换。本实施例中还设置了相位调制器，分别与DA转换模块、双向储能模块和高速双相开关连接，分别控制调节DA转换模块、双向储能模块和高速双相开关的相位。升压后的直流音频信号接到发声器200的高音头210输入端，电信号转化为声信号。作为可选的实施方式，多折号筒220为三折号筒；三折号筒的喉管处设置柱面波波形转换器。多折号筒的结构如图3所示，声音传播如图中箭头所示。相比传统的球面波号筒，传输效率大幅提升，并且便于携带、运输、安装和使用。发声单元的振膜推动空气发出声音，但振膜的辐射阻抗远小于振膜振动系统的力阻抗，因此阻抗不匹配导致振膜直接发声的辐射效率很低。根据振膜的面积、辐射阻抗数值等参数涉及指数型号筒，将振膜振动系统的力阻抗和辐射阻抗进行匹配能够极大的增强强声驱散器的声辐射能力。同时，根据振膜的频响特性设计指数号筒的蜿蜒指数及分段方式，可以优化整个系统的频响特性，将频响曲线在目标频段调整为平直状态。本专利技术实施例中，采用单级功率放大模块对音频信号进行功率放大，能够有效消除交越失真，提高输出效率；并且采用多折号筒进行声音信号输出，更高效地辐射声波，降低声信号非线性失真。作为可选的实施方式，信号处理模块120还包括：滤波放大单元121，其输入端与音频模块的输出端连接，用于对滤除预设频率范围外的音频信号，还用于对音频信号进行音量放大；限幅单元122，与滤波放大单元121的输出端连接，用于限制音频信号的输出音量不高于阈值。在本实施例中，滤波放大单元121包括低通滤波器和调幅器，低通滤波器用于滤除350Hz~9000Hz以外的音频信号，调幅器用于对音频信号的幅度进行放大，以调节输出声调大小。限幅单元122采用DSP最小系统，将调幅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定向声波驱散器，其特征在于，包括：控制器（100）和发声器（200），其中，所述控制器（100）包括功放模块（110），所述功放模块（110）为单级功率放大器（111），用于对音频信号进行功率放大；所述控制器（100）还包括信号处理模块（120），与所述功放模块（110）的输入端连接，用于处理音频信号；所述发声器（200）包括：高音头（210）和多折号筒（220），所述高音头（210）与所述功放模块（110）的输出端连接。

【技术特征摘要】
1.一种定向声波驱散器，其特征在于，包括：控制器（100）和发声器（200），其中，所述控制器（100）包括功放模块（110），所述功放模块（110）为单级功率放大器（111），用于对音频信号进行功率放大；所述控制器（100）还包括信号处理模块（120），与所述功放模块（110）的输入端连接，用于处理音频信号；所述发声器（200）包括：高音头（210）和多折号筒（220），所述高音头（210）与所述功放模块（110）的输出端连接。2.根据权利要求1所述的定向声波驱散器，其特征在于，所述多折号筒（220）为三折号筒；所述三折号筒的喉管处设置柱面波波形转换器。3.根据权利要求1所述的定向声波驱散器，其特征在于，所述信号处理模块（120）还包括：滤波放大单元（121），其输入端与音频模块的输出端连接，用于对滤除预设频率范围外的所述音频信号，还用于对所述音频信号进行音量放大；限幅单元（122），与所述滤波放大单元的输出端连接，用于限制所述音频信号的输出音量不高于阈值。4.根据权利要求3所述的定向声波驱散器，其特征在于，所述信号处理模块（120）还包括：电源转换单元（123），与直流电源（3）连接，用于转换并输出所述滤波放大单元（121）和所述限幅单元（122）所需的电压和/或电流；ARM处理器（124），与所述限幅单元（122）、所述高音头（210）和所述滤波放大单元（121...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘巍，杨玲珍，
申请(专利权)人：北京中安航信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11