一種具有指向性聲場的微型揚聲器陣列系統的製作方法
2023-05-16 20:07:41
專利名稱：一種具有指向性聲場的微型揚聲器陣列系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及揚聲器領域，尤其涉及一種具有指向性聲場的微型揚聲器陣列系統。
技術背景
揚聲器陣列是由至少一個揚聲器單體按照一定的結構組合方式排列而成的系統， 以揚聲器為單體的揚聲器陣列，通過在整個聲場中的I禹合，能夠在聲場中的一定範圍內產生品質一致的聲音，即以波束的形式在一定方向上傳播，就是聲場的指向性。指向性聲場可以在特定方向上實現聲音的增強，被廣泛應用於各種擴聲場合。現有技術中，揚聲器單體不在一個平面內，不同揚聲器單體旋轉一定角度，形成一個立體結構，通過設定不同單體的旋轉角度，來實現聲音傳播中的耦合，產生指向性聲場。
隨著科技的發展，電視機、電腦等電子設備的體積越來越小，厚度逐漸變薄，出現了類似平板電視機、平板電腦等超薄電子設備。由於這些超薄電子設備內部沒有足夠的空間，因此現有技術中立體結構的揚聲器陣列難以安裝在類似平板電視機、平板電腦等超薄電子設備中。發明內容
本發明公開一種具有指向性聲場的微型揚聲器陣列系統，所有微型揚聲器單體排列在一個平面內，目的是通過延遲音頻信號的傳輸，實現微型揚聲器陣列系統所產生的聲場在預設指向區域的指向性。
為實現上述目的，本發明提供了如下方案
—種具有指向性聲場的微型揚聲器陣列系統，包括
音頻輸入模塊，音頻處理模塊和微型揚聲器陣列模塊；
所述音頻輸入模塊用於輸入電流形式的音頻信號；
所述音頻處理模塊與所述音頻輸入模塊相連接，用於根據預設指向性聲場的指向區域計算延遲時間，控制所述音頻信號延遲所述延遲時間後傳輸；
所述微型揚聲器陣列模塊與所述音頻處理模塊相連接，包括多個微型揚聲器單體，用於接收經過所述音頻處理模塊處理後的所述音頻信號，根據所述音頻信號發出相應的聲音；
所述微型揚聲器單體排列在一個平面內。
可選的，所述音頻處理模塊包括
延時時間計算單元,用於根據預設指向性聲場的指向區域計算延遲時間；
延時處理電路，分別與所述延時時間計算單元和所述微型揚聲器單體相連接，用於控制所述音頻信號延遲所述延遲時間後傳輸。
可選的，所述音頻處理模塊，還包括
增益控制電路，分別與所述延時處理電路和所述微型揚聲器單體相連接，用於根據指向性聲場的指向區域計算放大倍數，按照所述放大倍數放大所述音頻信號。
可選的，所述微型揚聲器單體成直線陣列，相鄰所述微型揚聲器單體間距大於預定間距。
可選的，所述微型揚聲器單體成平面陣列，相鄰所述微型揚聲器單體間距大於預定間距。
可選的，所有所述微型揚聲器單體的靈敏度、額定功率和尺寸相同。
可選的，所述微型揚聲器陣列包含奇數個所述微型揚聲器單體。
可選的，所述微型揚聲器陣列包含偶數個所述微型揚聲器單體。
根據本發明提供的具體實施例，本發明公開了以下技術效果
本發明提供的技術方案，所述微型揚聲器陣列內部的微型揚聲器單體排列在一個平面內，通過所述音頻處理模塊對音頻信號進行延時處理，使不同微型揚聲器單體發出的相同聲音信號能夠同時到達指向區域，產生指向性聲場，使不同微型揚聲器單體發出的相同聲音信號在指向區域完全疊加，達到採用最小電功率在指向區域獲得最大聲壓級的效果。本發明提供的技術方案，解決了現有技術中，立體結構的揚聲器陣列很難安裝在類似平板電視機、平板電腦等超薄電子設備中的問題。
其次，本發明提供的技術方案，音頻處理模塊通過調整微型揚聲器陣列內部不同揚聲器單體對音頻信號的延時時間，可以自由的改變指向區域，相對於現有技術中的揚聲器陣列，可調的靈活度變高。
另外，本發明提供的技術方案，根據預設指向性聲場的指向區域計算放大倍數，按照所述放大倍數放大所述音頻信號，可以有效地解決聲音到達指向區域時，因長距離傳輸發生衰減而造成的音量降低等問題，用戶也可以依據自身需求，自由的設定所述音頻信號的放大倍數。提高了用戶的感知。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖I為本發明實施例一公開的具有指向性聲場的微型揚聲器陣列系統結構圖2為本發明公開的微型揚聲器直線陣列系統結構圖3為本發明公開的微型揚聲器平面陣列系統結構圖4為本發明實施例一公開的音頻處理模塊結構圖5為本發明實施例二公開的具有指向性聲場的微型揚聲器陣列系統結構圖6為本發明實施例二公開的音頻處理模塊結構圖7為本發明公開的增益控制電路結構圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。
實施例一
參見圖1，為本發明實施例一公開的具有指向性聲場的微型揚聲器陣列系統結構圖。如圖I所示,該系統包括
音頻輸入模塊101，音頻處理模塊102和微型揚聲器陣列模塊103 ；
所述音頻輸入模塊101用於輸入電流形式的音頻信號；
具體的，所述音頻輸入模塊101用於輸入電流形式的音頻信號到所述音頻處理模塊 102。
所述音頻處理模塊102與所述音頻輸入模塊101相連接，用於根據預設指向性聲場的指向區域計算延遲時間，控制所述音頻信號延遲所述延遲時間後傳輸；
具體的，所述音頻處理模塊102接收所述音頻輸入模塊101輸入的電流形式的所述音頻信號，根據預設指向性聲場的指向區域計算延遲時間，控制所述音頻信號延遲所述延遲時間後傳輸到所述微型揚聲器陣列模塊103。
所述微型揚聲器陣列模塊103與所述音頻處理模塊102相連接，包括多個微型揚聲器單體，用於接收經過所述音頻處理模塊102處理後的所述音頻信號，根據所述音頻信號發出相應的聲音；
所述微型揚聲器單體排列在一個平面內。
具體的，所述微型揚聲器陣列模塊103中，包含奇數個所述微型揚聲器單體或者偶數個所述微型揚聲器單體，所述微型揚聲器單體的靈敏度、額定功率和尺寸相同。
可選的，所述微型揚聲器單體成直線陣列，相鄰所述微型揚聲器單體間距大於預定間距，所述預定間距為5釐米。參見圖2，為本發明公開的微型揚聲器直線陣列系統結構圖。
可選的，所述微型揚聲器單體成平面陣列，相鄰所述微型揚聲器單體間距大於預定間距，所述預定間距為5釐米。參見圖3，為本發明公開的微型揚聲器平面陣列系統結構圖。
為了將本發明實施例一公開的所述音頻處理模塊102的功能進一步闡述，本發明公開了所述音頻處理模塊102的結構圖。
參見圖4，為本發明實施例一公開的音頻處理模塊102結構圖。如圖4所示，音頻處理模塊102包括
延時時間計算單元1021,用於根據預設指向性聲場的指向區域計算延遲時間；
延時處理電路1022，分別與所述延時時間計算單元和所述微型揚聲器單體相連接，用於控制所述音頻信號延遲所述延遲時間後傳輸。
具體的，參見圖2，本發明以圖2中的微型揚聲器直線陣列系統為例，詳細闡述所述延時時間計算單元1021獲得所述延遲時間的計算方案。首先對下面要用到的術語做介紹SPK (speaker :揚聲器)。所述計算方案，以SPK2發出的聲音信號到達所述指向區域P 點為參考。
權利要求
1.一種具有指向性聲場的微型揚聲器陣列系統，其特徵在於，包括 音頻輸入模塊，音頻處理模塊和微型揚聲器陣列模塊； 所述音頻輸入模塊用於輸入電流形式的音頻信號； 所述音頻處理模塊與所述音頻輸入模塊相連接，用於根據預設指向性聲場的指向區域計算延遲時間，控制所述音頻信號延遲所述延遲時間後傳輸； 所述微型揚聲器陣列模塊與所述音頻處理模塊相連接，包括多個微型揚聲器單體，用於接收經過所述音頻處理模塊處理後的所述音頻信號，根據所述音頻信號發出相應的聲曰； 所述微型揚聲器單體排列在一個平面內。
2.根據權利要求I所述的系統，其特徵在於，所述音頻處理模塊包括 延時時間計算單元，用於根據預設指向性聲場的指向區域計算延遲時間； 延時處理電路，分別與所述延時時間計算單元和所述微型揚聲器單體相連接，用於控制所述音頻信號延遲所述延遲時間後傳輸。
3.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，所述音頻處理模塊，還包括 增益控制電路，分別與所述延時處理電路和所述微型揚聲器單體相連接，用於根據指向性聲場的指向區域計算放大倍數，按照所述放大倍數放大所述音頻信號。
4.根據權利要求I所述的系統，其特徵在於，所述微型揚聲器單體成直線陣列，相鄰所述微型揚聲器單體間距大於預定間距。
5.根據權利要求I所述的系統，其特徵在於，所述微型揚聲器單體成平面陣列，相鄰所述微型揚聲器單體間距大於預定間距。
6.根據權利要求I所述的系統，其特徵在於，所有所述微型揚聲器單體的靈敏度、額定功率和尺寸相同。
7.根據權利要求I所述的系統，其特徵在於，所述微型揚聲器陣列包含奇數個所述微型揚聲器單體。
8.根據權利要求I所述的系統，其特徵在於，所述微型揚聲器陣列包含偶數個所述微型揚聲器單體。
全文摘要
本發明公開了一種具有指向性聲場的微型揚聲器陣列系統。所述系統包括音頻輸入模塊，用於輸入電流形式的音頻信號的；音頻處理模塊，與所述音頻輸入模塊相連接，用於根據預設指向性聲場的指向區域計算延遲時間，控制所述音頻信號延遲所述延遲時間後傳輸；微型揚聲器陣列模塊，與所述音頻處理模塊相連接，包括排列在一個平面內的多個微型揚聲器單體，用於接收經過所述音頻處理模塊處理後的所述音頻信號，根據所述音頻信號發出相應的聲音。採用本發明所公開的具有指向性聲場的微型揚聲器陣列系統，能夠安裝在類似類似平板電視機、平板電腦等超薄電子設備中，產生指向性聲場。
文檔編號H04R1/40GK102984622SQ20121047714
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月21日 優先權日2012年11月21日
發明者田達亨 申請人:山東共達電聲股份有限公司