申请/专利权人：广州市声拓电子有限公司

申请日：2023-09-07

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117098045B

主分类号：H04R9/06

分类号：H04R9/06;H04R9/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2023.12.08#实质审查的生效;2023.11.21#公开

摘要：本发明提供一种阵列扬声器实现方法，涉及扬声器技术领域，所述阵列扬声器系统包括：输入端模数转换模块，用于对输入的音频信号源进行模或数转换，得到数字信号；信号矩阵模块，用于对所述数字信号进行划分，得到多路信号；输出端处理模块，用于对多路信号进行时域和频域联合处理，实现对扬声器阵列波场分布的控制。本发明能在特定方向角和方位角上改善波场均匀分布的阵列扬声器系统，对多方向的声音传播进行优化，让声音在特定方向上具有更高的集中度和均匀性。

主权项：1.一种阵列扬声器实现方法，其特征在于，所述方法包括：确定扬声器数量、间距、频率参数；基于阵列结构,计算每个扬声器到参考点的位置向量；根据需求,计算波束的单位方向向量；根据位置向量和波束方向,应用波束成形公式计算每个扬声器的时延参数，根据操作频率,计算声波的波长；基于扬声器位置和波长,计算贝塞尔函数所需的归一化距离参数，将扬声器位置代入贝塞尔函数,计算出每个扬声器的振幅权重和相位权重；在时域处理模块,根据时延参数控制每个扬声器的延迟，在频域处理模块,根据权重控制每个扬声器的振幅和相位，放大处理后的驱动信号，扬声器单元转换放大后的电信号为声波；确定扬声器数量、间距、频率参数，包括：设定阵列排布且均匀间隔的阵列扬声器系统，所述阵列扬声器系统由N个相同的扬声器单元组成，在特定方向θ1和方位角上形成一个波束；设扬声器的辐射频率为f，声速为c，单元间距为d，且使用球面波模型，代表阵列扬声器系统的方位角，在球坐标系中，声场用极坐标来表示，其中θ2代表声波传播的方向与垂直方向的夹角；代表声波传播的方向与参考方向的夹角；基于阵列结构,计算每个扬声器到参考点的位置向量，包括：计算di从第i个元素到阵列的参考点的位置向量，设阵列位于一个笛卡尔三维坐标系中，每个位置用三个坐标值来表示：x、y和z，第i个扬声器的位置是xi、yi、zi，选择阵列的几何中心作为参考点，坐标是xref、yref、zref，两点之间的位置向量通过笛卡尔坐标的差值来表示，di的计算公式为： 根据需求,计算波束的单位方向向量，包括：计算单位方向向量s，s表示从参考点指向声源到达的方向,设这个方向在球坐标系中由方位角和极角θ3定义，对于一个给定的方位角和极角，单位方向向量计算公式为： 其中，是方位角，定义为从x轴到投影到xy平面上的方向向量的角度，范围是0,2π，θ3是仰角，定义为从z轴到方向向量的角度,范围是0,π；根据位置向量和波束方向,应用波束成形公式计算每个扬声器的时延参数，根据操作频率,计算声波的波长，包括：计算阵列波束指向角度θ4的时延，时延波束成形公式为：Ti＝di×sc，其中，Ti第i个元素的时延，di是从第i个元素到阵列的参考点的向量，s是波束单位方向向量，c是声速，声波的波长λ与频率f和声速c之间的关系为：λ＝cf；基于扬声器位置和波长,计算贝塞尔函数所需的归一化距离参数，包括：计算出贝塞尔函数所需要的参数，归一化距离norm_d，计算公式为norm_d＝dλ，其中d单元间距，λ是波长；将扬声器位置代入贝塞尔函数,计算出每个扬声器的振幅权重和相位权重，包括：计算每个扬声器的位置x；设定不同频率的阶数值n，代入至贝塞尔函数，公式为： 其中，t是积分变量；计算各个扬声器单元的振幅权重A，将贝塞尔函数的实数值Jnx取绝对值，即A＝|Jnx|；每个扬声器的位置x的计算公式为：N表示与扬声器单元数量相同的总样本数量，表示归一化后的距离值。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 广州市声拓电子有限公司 一种阵列扬声器实现方法

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