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超声波定向音响喇叭知识-声波定向传播的四种实用解决方法

2018-12-6 9:50:49点击: 作者:触摸显示器
可听声波是一种罕见的机械波,其在空气中传达是球面的,发散的,容易衰减,影响传达效果。同时,由于可听声波默许会向五湖四海传达,容易扰民。假如可以处理好声波的定向传达,下面的成绩就可以失掉很好处理。

声波是球面波 传达容易衰减也容易扰民,我们往常听到的绝大少数的音箱其实收回的声波都是360度辐射出去的,不同的频率、角度下,声波能量会有不同,但是在空气中传达时极容易衰减。

同时,声波(尤其是低频声波)根本上是有方向性的,因而,就算受众不在音箱的正面,而在音箱的正面和反面,声响也觉得很响。高频声波,其方向性会强一些,但是其在音箱的侧前方(45度/315度),也只是衰减3~6dB左右而已。


因而,形成了两种后果:声波在空气中传达时极易衰减,传输间隔较短,当可听声波抵达受众时,往往声强变得很弱,影响了语音明晰度。同时,音箱传出来的声波简直没无方向性,容易形成扰民成绩。

所以明天我们就来讲一下声波定向传达的四种比拟适用的处理办法。

1.应用音罩增强指向性

怎样样才干让声响集中起来,或许用专业术语说增强指向性呢?采用聚音罩是最复杂可行的办法之一,这种技术相似于灯罩,只需在高频扬声器上罩个大半球形的罩子,人在聚音罩下方即可清楚听到声响。


2.应用号角增强指向性

第二种办法是在喇叭单元前加上号角,尤其在中高频播送喇叭、歌舞厅里的专业音箱加上号角。号角音箱的低频没有变化,但是中高频的指向性加强了。

中高频音箱根本上垂直、程度方向可以控制在100度以内,该角度以外可以衰减12dB以上。


喉口到号角出口的两头和两边的间隔不等,声响传达到的工夫也不等(即出口局部的相位角差别很大),所以出口局部的波阵面趋向于以喉口爲中心的球面波。但是加了号角的音箱即使是球面波,声波的分散角也比普通扬声器小的多。


不过,如今的近程投射号角曾经有了些改动,将八字型号角的两头局部加了个菱型的塞子。号角两头的菱型塞子可以将低音在号角两头局部的声波做延时处置,使得声波从号角的喉口到号角的出口各局部的工夫相等。这样,声波在该号角出口各局部的相位角是相反的,在号角的出口局部的波阵面也趋向于柱型。

3.运用“线性阵列”增强指向性

除了号角外,另外一个办法就是让音箱收回柱面波,用多只喇叭单元停止陈列,播送音柱是比拟容易见到的柱面波音箱,很显然,它的垂直指向性很强,但是程度指向性普通。假如想要加强程度指向性,可以采用“线性阵列”音箱或音柱,行将音箱或音柱陈列成一行。再在这些中低音单元前加声学透镜,将音频信号数字化后停止分频及复杂的数字效果处置,然后转换爲模仿信号辨别对每个单元独立缩小驱动。


4.运用超声波扬声器增强指向性

运用超声波扬声器来增强指向性,其原理是应用超声波的强指向性来完成定向声波传达的目的。

超声波由于频率较高,波长较短,不容易发作衍射,指向角较小,拥有较好的指向性,而可听声波的频率较低,波长较长,容易发作衍射,从而绕过传达进程中的妨碍。

与传统扬声器的原理不同,超声波扬声器将超声波作爲载波信号,再将音频信号调制到高频信号中完成在空气中的定向传输,并最终在空气中完成自解调,即可使人耳可以听到被复原的音频信号。

详细地说,基于超声波的声波定向传达技术,其根本原理是将可听声响信号调制到超声载波信号之上,并由超声换能器发射到空气中,不同频率的超声波在空气传达的进程中,由于空气的非线性声学效应,这些信号会发作交互作用和自解调,从而发生频率爲原超声频率之和(和频)与频率之差(差频)的新声波。只需超声波选取适宜,差频声波则落在可听声区间,即20Hz-20000Hz。这样,借助超声波自身的高指向性,即完成了声响定向传达的进程。

20世纪 60年代Westervelt(韦斯特维尔特)和 Berktay等人发现了超声波在空气中非线性传达的自解调效应,20世纪80年代,日本Kamkura T等人成功制造了这种扬声器安装,从而实验上验实了这种原理的正确,2002年美国人Joseph则持续推进了该项技术在实践中的使用。目前美国、德国和日本业已开端推行使用这种技术,新加坡和中国迷信院声学研讨所也正在停止这方面研讨。

目前,国际有音响企业曾经率先发布了基于超声波调制的定向扬声器阵列,很好地完成了声波的定向传达,可以用于室内扩声零碎、厅堂扩声零碎、公共播送零碎和公用会议零碎。