一种可调声波扬声器系统技术方案

本申请涉及一种可调声波扬声器系统，属于扬声器技术领域。该系统包括：带通滤波器、多路分频单元、N个多路延时移相单元以及扬声器阵列；带通滤波器用于过滤掉输入信号中频段在第一数值以下以及第二数值以上的信号，得到可听声信号；多路分频单元用于按照指定频段对可听声信号进行分频，得到N路分频子信号；每一个多路延时移相单元用于对自身对应的分频子信号进行不同幅度的延时移相，得到M路延时移相信号；扬声器阵列包括N*M个扬声器单元，每一个扬声器单元对应一个延时移相信号。该系统利用声频波束的相控偏转原理，来实现声波指向性调整或可变向定向广播，以改善现目前所采用的方法所存在的效率低，以及不易实现的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种可调声波扬声器系统
本申请属于扬声器
，具体涉及一种可调声波扬声器系统。
技术介绍
现有扬声器系统(音箱)如果需要进行声波指向性调整或可变向定向广播，往往需要改变扬声器系统的摆放位置或朝向，对于放置在广场、大厅等特殊场所的扬声器系统要完成这个过程，实现起来就比较困难，因为这些扬声器系统往往置于高处，因此往往既费时又费力，这是其一，其二对于工程施工来说，普通扬声器系统的安装，在声场调试过程中存在较多困难，因为它对扬声器系统摆放或朝向有较高要求。现有技术中，要实现指向性调整或可变向定向广播，可以采用声波调制超声波的定向广播来实现指向性调整或可变向定向广播，其利用超声波的定向传播实现定向传播，再利用超声波传播一定距离后会通过空气自解调还原声波，实现定向广播，但是这种方法效率较低，空间超声波污染也较严重。另外它要实现随时指向性可调还是比较困难的。
技术实现思路
鉴于此，本申请的目的在于提供一种可调声波扬声器系统，以改善目前采用声波调制超声波的定向广播来实现指向性调整或可变向定向广播的方法所存在的效率低，以及不易实现的缺陷。本申请的实施例是这样实现的：本申请实施例提供了一种可调声波扬声器系统，包括：带通滤波器、多路分频单元、N个多路延时移相单元以及扬声器阵列；带通滤波器，用于过滤掉输入信号中频段在第一数值以下以及第二数值以上的信号，得到频段在所述第一数值至所述第二数值之间的可听声信号；多路分频单元，用于按照指定频段对所述可听声信号进行分频，得到N路不同频段、且频段连续的分频子信号，N为大于1的整数；每一个多路延时移相单元均与所述多路分频单元连接，每一个多路延时移相单元，用于对自身对应的分频子信号进行不同幅度的延时移相，得到M路延时移相信号，M为大于1的整数；所述扬声器阵列包括N*M个扬声器单元，每一个扬声器单元对应一个延时移相信号。本申请实施例中，先滤掉输入信号中的高频和低频部分，然后再对位于低频至高频之间的可听声信号按指定频段进行分频，分成N路分频子信号，然后再分别对每一路分频子信号进行不同幅度的延时移相，利用声频波束的相控偏转原理，来实现声波指向性调整或可变向定向广播，以改善目前采用声波调制超声波的定向广播来实现指向性调整或可变向定向广播的方法所存在的效率低，以及不易实现的缺陷。在本申请可选的实施例中，所述可调声波扬声器系统还包括：定向控制指令解码单元，所述定向控制指令解码单元分别与所述N个多路延时移相单元中的每一个多路延时移相单元连接，所述定向控制指令解码单元，用于从输入信号中提取出控制信号，并将所述控制信号传输给每一个多路延时移相单元，以使每一个多路延时移相单元各自根据该控制信号对自身对应的分频子信号进行不同幅度的延时移相，其中，所述输入信号为混合有用于控制延时移相幅度的控制信号和音频信号的混合信号。本申请实施例中，将用于控制延时移相幅度的控制信号混合在音频信号中，作为可调声波扬声器系统的输入信号，再利用定向控制指令解码单元从输入信号中提取出控制信号，并将其传输给每一个多路延时移相单元，以使每一个多路延时移相单元各自根据该控制信号对自身对应的分频子信号进行不同幅度的延时移相，以便于调整延时移相的幅度。在本申请可选的实施例中，所述可调声波扬声器系统还包括：功率放大单元，所述每一个多路延时移相单元分别通过M个所述功率放大单元与所述扬声器阵列连接，每一路功率放大单元，用于对自身对应的延时移相信号进行功率放大，并将放大后的延时移相信号输出给对应的扬声器单元。本申请实施例中，在将延时移相信号输入扬声器阵列之前，先对其进行功率放大，以提高播放的效果。在本申请可选的实施例中，所述第一数值为200Hz，所述第二数值为1300Hz。本申请实施例中，过滤掉频段在200Hz以下，以及1300Hz以上的信号，以减少无效声的影响，以减低实现指向性调整或可变向定向广播的难易度。在本申请可选的实施例中，所述多路分频单元，用于按照倍频程对所述可听声信号进行分频，分成200～400Hz、400～800Hz、800～1600Hz、1600～3200Hz、3200～6400Hz和6400～13000Hz的6路分频子信号。本申请实施例中，按照倍频程对可听声信号进行分频，使得分频后的每路信号中的低端和高端信号频率仅差1个倍频程，以简化在设计和调试过程中碰到的问题。在本申请可选的实施例中，M的取值范围为6至10之间的任意整数。本申请实施例中，将每路分频子信号分为6-10个存在移相延时的延时移相信号，来获得波束的偏转，达到让声波束产生偏转的效果，在保证偏转效果的同时，可以进一步降低扬声器阵列的复杂程度以及设计成本。在本申请可选的实施例中，所述扬声器阵列包括6*6个扬声器单元。本申请实施例中，扬声器阵列采用6*6的设计，在保证偏转效果的同时，可以进一步降低扬声器阵列的复杂程度以及设计成本。在本申请可选的实施例中，所述扬声器阵列中不同行间的扬声器单元的尺寸不同，同一行中不同列的扬声器单元的尺寸相同。本申请实施例中，扬声器阵列中不同行间的扬声器单元的尺寸不同，同一行中不同列的扬声器单元的尺寸相同，在尽可能保证让声波束产生偏转的同时，以减少扬声器阵列中不同列间的扬声器单元的差异。在本申请可选的实施例中，所述扬声器阵列中不同行间的扬声器单元的尺寸随着对应频段的增大而减小。本申请实施例中，由于频率越高人耳听到的声音就越尖，频率越低人耳听到的声音越低沉，因此，将对应频段小的扬声器单元的尺寸增大，将对应频段小的扬声器单元的尺寸减小，使得该扬声器阵列播放的声音不容易受频率的影响，以优化人耳的听觉效率。本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。通过附图所示，本技术的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本技术的主旨。图1示出了本申请实施例提供的一种可调声波扬声器系统的结构示意图。图2示出了本申请实施例提供的又一种可调声波扬声器系统的结构示意图。图3示出了本申请实施例提供的扬声器阵列的平面示意图。图4示出了本申请实施例提供的锐度角θ∞和-3dB波束宽度θ-3dB的示意图。图5示出了本申请实施例提供的相控阵的原理示意图。图6示出了本申请实施例提供的又一种可调声波扬声器系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。应注意到：相似的标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调声波扬声器系统，其特征在于，包括：/n带通滤波器，用于过滤掉输入信号中频段在第一数值以下以及第二数值以上的信号，得到频段在所述第一数值至所述第二数值之间的可听声信号；/n多路分频单元，用于按照指定频段对所述可听声信号进行分频，得到N路不同频段、且频段连续的分频子信号，N为大于1的整数；/nN个多路延时移相单元，每一个多路延时移相单元均与所述多路分频单元连接，每一个多路延时移相单元，用于对自身对应的分频子信号进行不同幅度的延时移相，得到M路延时移相信号，M为大于1的整数；/n扬声器阵列，所述扬声器阵列包括N*M个扬声器单元，每一个扬声器单元对应一个延时移相信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种可调声波扬声器系统，其特征在于，包括：
带通滤波器，用于过滤掉输入信号中频段在第一数值以下以及第二数值以上的信号，得到频段在所述第一数值至所述第二数值之间的可听声信号；
多路分频单元，用于按照指定频段对所述可听声信号进行分频，得到N路不同频段、且频段连续的分频子信号，N为大于1的整数；
N个多路延时移相单元，每一个多路延时移相单元均与所述多路分频单元连接，每一个多路延时移相单元，用于对自身对应的分频子信号进行不同幅度的延时移相，得到M路延时移相信号，M为大于1的整数；
扬声器阵列，所述扬声器阵列包括N*M个扬声器单元，每一个扬声器单元对应一个延时移相信号。


2.根据权利要求1所述的可调声波扬声器系统，其特征在于，所述可调声波扬声器系统还包括：定向控制指令解码单元，所述定向控制指令解码单元分别与每一个多路延时移相单元连接，所述定向控制指令解码单元，用于从输入信号中提取出控制信号，并将所述控制信号传输给每一个多路延时移相单元，以使每一个多路延时移相单元各自根据该控制信号对自身对应的分频子信号进行不同幅度的延时移相，其中，所述输入信号为混合有用于控制延时移相幅度的控制信号和音频信号的混合信号。


3.根据权利要求1所述的可调声波扬声器系统，其特征在于，所述可调声波扬声器系统还包括：功率放大单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：温怀疆，姜燕冰，
申请(专利权)人：浙江传媒学院，
类型：新型
国别省市：浙江;33