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浅谈超声波定向发声器原理及应用

作者: admin 时间:2020-08-09 来源:未知
摘要:超声波定向发声,是以无线电调频技术为基础,利用空气的非线性声学效应进行自解调的一项技术。...

 超声波定向发声,是以无线电调频技术为基础,利用空气的非线性声学效应进行自解调的一项技术。对于超声波定向发声器的原理和构成进行了分析,并依据其特点提出了该项技术的应用范围与前景。超声波定向发声器具有定向传播功能,实现声音的定向、定点发声,满足了人们对声音传播方向、区域等一系列特殊需求。在正对发声器的方向能够听到正常的音频信号.而在其他方向则听不到声音同时还有音量控制、频谱采集和显示等功能.极大程度上为使用者提供了方便。

 1.基本原理选用超声波作为载波.通过无线电调幅技术.以单频声信号调制超声波,将可听声音信号调制到超声载波信号之上.并经换能器发射调幅波,不同频率的超声波在空气中传播的过程中.由于空气的非线性声学效应,这些信号会发生交互作用和自解调。进而产生频率为原超声波的和频及差频的新波。超声波选取合适,那么差频声波则可落在可听声域。并且由于超声波具有高指向性,因此,在传播过程中相互作用产生的差频波亦具有高的指向性。从而实现声音信号的定向传播.即定向发声;另外还利用等幅超声波和调幅调制超声波干涉原理方式下,使用普通音频可实现声音定点发声。再结合音量控制和频谱采集以及显示模块.充分扩展了扬声器的功能。采用无线电调幅技术.首先将人耳可听见的音频信号调制成超声波信号,再通过由压电陶瓷材料制成的超声波换能器进行发射、传播。由于空气的非线l生作用,即可还原得到与原始音频信号相同的人耳可以听到的声音,而其指向性可以到达与40kHz的超声波信号基本相同的程度。

 2.系统组成首先是超声波发射部分,包括信号调制、功率放大器和超声波换能器3部分。其次是测试接收部分,将接收到的信号经传声器、滤波器进行处理后,可通过示波器及频谱分析仪进行观察测试因为涉及到高频信号的调制.所以对电路的要求很高.其中关键部分为:超声波发生电路、调制电路、滤波电路、功率放大电路等。要考虑到指向性、音频失真度、调制度、调制灵敏度等技术指标。其余的音量控制、频谱采集及显示等数字电路部分的实现则相对简单

 3.适应范围家居音箱当我们处于室内时,为避免打扰他人。一般都会使用耳机来听音乐,而长时间佩戴耳机会危害身体健康.可能出现如耳膜疼痛.听力下降等问题,而利用本设计为技术基础的音响可显着改善此类状况。随着全球化的飞速发展.参与会议的各国人数也随之增加.在语言的交流上存在一些问题,利用本设计可根据语言使用情况将人员先分类,对于使用不同的语言种类的参与人员,各分配一个超声波音响.将翻译后的语言分类传播,即可很好解决这一问题。交通环保随着经济的发展,道路上交通工具日益增多,汽车鸣笛声也越来越严重。这些噪声产生的环境污染.给行人以及周边居民带来了很大影响。我们可以将超声波定向传播技术应用到汽车鸣笛声的定向发声上.以此来减小环境噪声广场活动现在越来越多的人习惯于饭后到广场散步、跳舞或是进行其他的文体活动,但是用到的音乐、音响却无形中对于行人和周边住户造成了困扰.如果可以应用超声波定向传声.则可以针对性地使用音响播放音乐。避免了嘈杂和相互干扰。

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