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超聲波定向音響喇叭知識-聲波定向傳播的四種實用解決方法

2022年03月17日 08:59無錫新益東科技發(fā)展有限公司點擊量：1130

　　可聽聲波是一種罕見的機械波，其在空氣中傳達是球面的，發(fā)散的，容易衰減，影響傳達效果。同時，由于可聽聲波默許會向傳達，容易擾民。假如可以處理好聲波的定向傳達，下面的成績就可以失掉很好處理。
 
　　聲波是球面波 傳達容易衰減也容易擾民，我們往常聽到的絕大少數(shù)的音箱其實收回的聲波都是360度輻射出去的，不同的頻率、角度下，聲波能量會有不同，但是在空氣中傳達時極容易衰減。
 
　　同時，聲波(尤其是低頻聲波)根本上是有方向性的，因而，就算受眾不在音箱的正面，而在音箱的正面和反面，聲響也覺得很響。高頻聲波，其方向性會強一些，但是其在音箱的側(cè)前方(45度/315度)，也只是衰減3~6dB左右而已。
 
　　因而，形成了兩種后果：聲波在空氣中傳達時極易衰減，傳輸間隔較短，當可聽聲波抵達受眾時，往往聲強變得很弱，影響了語音明晰度。同時，音箱傳出來的聲波簡直沒無方向性，容易形成擾民成績。
 
　　所以今天我們就來講一下聲波定向傳達的四種比擬適用的處理辦法。
 
　　1.應(yīng)用音罩增強指向性
 
　　怎樣樣才干讓聲響集中起來，或許用專業(yè)術(shù)語說增強指向性呢？采用聚音罩是最復(fù)雜可行的辦法之一，這種技術(shù)相似于燈罩，只需在高頻揚聲器上罩個大半球形的罩子，人在聚音罩下方即可清楚聽到聲響。
 
　　2.應(yīng)用號角增強指向性
 
　　第二種辦法是在喇叭單元前加上號角，尤其在中高頻播送喇叭、歌舞廳里的專業(yè)音箱加上號角。號角音箱的低頻沒有變化，但是中高頻的指向性加強了。
 
　　中高頻音箱根本上垂直、程度方向可以控制在100度以內(nèi)，該角度以外可以衰減12dB以上。
 
　　喉口到號角出口的兩頭和兩邊的間隔不等，聲響傳達到的工夫也不等(即出口局部的相位角差別很大)，所以出口局部的波陣面趨向于以喉口爲中心的球面波。但是加了號角的音箱即使是球面波，聲波的分散角也比普通揚聲器小的多。
 
　　不過，如今的近程投射號角曾經(jīng)有了些改動，將八字型號角的兩頭局部加了個菱型的塞子。號角兩頭的菱型塞子可以將低音在號角兩頭局部的聲波做延時處置，使得聲波從號角的喉口到號角的出口各局部的工夫相等。這樣，聲波在該號角出口各局部的相位角是相反的，在號角的出口局部的波陣面也趨向于柱型。
 
　　3.運用“線性陣列”增強指向性
 
　　除了號角外，另外一個辦法就是讓音箱收回柱面波，用多只喇叭單元停止陳列，播送音柱是比擬容易見到的柱面波音箱，很顯然，它的垂直指向性很強，但是程度指向性普通。假如想要加強程度指向性，可以采用“線性陣列”音箱或音柱，行將音箱或音柱陳列成一行。再在這些中低音單元前加聲學(xué)透鏡，將音頻信號數(shù)字化后停止分頻及復(fù)雜的數(shù)字效果處置，然后轉(zhuǎn)換爲模仿信號辨別對每個單元獨立縮小驅(qū)動。
 
　　4.運用超聲波揚聲器增強指向性
 
　　運用超聲波揚聲器來增強指向性，其原理是應(yīng)用超聲波的強指向性來完成定向聲波傳達的目的。
 
　　超聲波由于頻率較高，波長較短，不容易發(fā)作衍射，指向角較小，擁有較好的指向性，而可聽聲波的頻率較低，波長較長，容易發(fā)作衍射，從而繞過傳達進程中的妨礙。
 
　　與傳統(tǒng)揚聲器的原理不同，超聲波揚聲器將超聲波作爲載波信號，再將音頻信號調(diào)制到高頻信號中完成在空氣中的定向傳輸，并最終在空氣中完成自解調(diào)，即可使人耳可以聽到被復(fù)原的音頻信號。
 
　　詳細地說，基于超聲波的聲波定向傳達技術(shù)，其根本原理是將可聽聲響信號調(diào)制到超聲載波信號之上，并由*發(fā)射到空氣中，不同頻率的超聲波在空氣傳達的進程中，由于空氣的非線性聲學(xué)效應(yīng)，這些信號會發(fā)作交互作用和自解調(diào)，從而發(fā)生頻率爲原超聲頻率之和(和頻)與頻率之差(差頻)的新聲波。只需超聲波選取適宜，差頻聲波則落在可聽聲區(qū)間，即20Hz-20000Hz。這樣，借助超聲波自身的高指向性，即完成了聲響定向傳達的進程。
 
　　20世紀 60年代Westervelt(韋斯特維爾特)和 Berktay等人發(fā)現(xiàn)了超聲波在空氣中非線性傳達的自解調(diào)效應(yīng)，20世紀80年代，日本Kamkura T等人成功制造了這種揚聲器安裝，從而實驗上驗實了這種原理的正確，2002年美國人Joseph則持續(xù)推進了該項技術(shù)在實踐中的使用。目前美國、德國和日本業(yè)已開端推行使用這種技術(shù)，新加坡和中國迷信院聲學(xué)研討所也正在停止這方面研討。
 
　　目前，國際有音響企業(yè)曾經(jīng)發(fā)布了基于超聲波調(diào)制的定向揚聲器陣列，很好地完成了聲波的定向傳達，可以用于室內(nèi)擴聲零碎、廳堂擴聲零碎、公共播送零碎和公用會議零碎。
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