[实用新型]一种强指向性话筒

说明书

技术领域

本实用新型涉及音响技术领域，具体是一种强指向性话筒。

背景技术

若传声器在特定方向灵敏度较高，而其余方向（角度）的灵敏度较低，则该传声器具有指向特性。具有指向性的传声器可以增强特定方向（目标声源方向）的声音信号，并削弱其他方向的噪音信号，从而提高对目标声音拾取的清晰度和准确度。阵列式话筒（或称为麦克风阵列）是指按一定距离排列放置的一组传声器。阵列式话筒通过声波抵达阵列中每个传声器之间的微小时间差的相互作用，从而得到比单个传声器更好的指向性。下面对阵列式话筒的指向性原理进行简单说明（可参考杜功焕、朱哲民、龚秀芳编写的《声学基础（第二版）》第6章内容）。

图1为n个等距排列的一组传声器，相邻传声器之间的距离为L，发声源S和传声器                                                之间的距离为，假设声源S为无指向性声源，声音振幅为A，则声源S到达各传声器位置的声压为：

设各个传声器的灵敏度均为m，则传声器拾取到的电信号强度为：

n个传声器拾取到的电信号强度加起来的电压V为：

·····················（1）

对于远场，声源点到达各传声器的距离相近，以中心话筒和声源之间的距离r代替，则公式（1）可化解为:

其中,

由此可见，由于从各个传声器到声源S的声程不一样，拾取到的电信号出现干涉，其结果导致不同方向的电信号不一样，即出现指向性，其指向性为：

综上所述，指向性跟声程差与波长的比值及传声器的个数有关。当（m=0,1,2，···）时，，在方向上出现极大值，其中对应的为主极大值，其余为副极大值，为了使第一个副极大值不出现，必须满足（为声波的波长）。此时阵列式话筒在其中心垂直方向上具有极强的指向性。

现有阵列式话筒只能在较窄频率范围内实现强指向性，若需要在较宽频率范围内都有指向性，则需要针对各个声音频段单独设置专门的传声器组。例如6个拾音频段，每个频段设置5个传声器，就总共需要30个传声器。这样不仅会使得阵列式话筒的传声器的数量非常多，增加制造成本，而且体积也会比较大。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种传声器数量较少的强指向性话筒，使其在较宽声音频率范围内都具有强指向性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种强指向性话筒，该话筒用于处理倍频程的B个频段的声音，为第1频段的中心频率，所对应的波长为，为第i频段的中心频率，i取整数，，，所对应的波长为，该话筒包括拾音器、模数转换器、数字信号处理器和输出转换器；

所述拾音器包括N个线性排列的传声器，，其中N为奇数，这N个传声器划分成B组：

第1组有M个传声器，各传声器的间距；

第i组传声器设有个传声器，这些传声器平均分布在第i-1组传声器的两外侧，其中位于同一侧的相邻的传声器的间距，此时，若的值为整数，则第i组传声器与第i-1组传声器间相邻的传声器的间距为；若的值为非整数，则第i组传声器与第i-1组传声器间相邻的传声器的间距为；

各个传声器的音频信号分别经过所述模数转换器处理后传输至所述数字信号处理器，所述数字信号处理器包括混音模块和B个分割模块，该分割模块用于对对来自相应传声器的音频信号进行处理，得到特定频段的音频信号，该混音模块用于将各个分割模块输出的音频信号进行混音处理后传输至所述输出转换器，其中，

第1分割模块接收来自所述N个传声器中的间距为的M个传声器的音频信号，第1分割模块处理得到的声音频段下限为，上限为；

第i分割模块接收来自所述N个传声器中的间距为的M个传声器的音频信号，第i分割模块处理得到的声音频段下限为，上限为。

改进之一：该话筒还包括放大器，各个所述传声器的音频信号分别通过该放大器处理后传输至所述模数转换器。

改进之二：所述分割模块包括串联的高通滤波器和低通滤波器，该高通滤波器的截止频率为该所述分割模块处理得到的声音频段的上限频率，该低通滤波器的截止频率为该所述分割模块处理得到的声音频段的下限频率，传输至所述分割模块的各路音频信号经过该高通滤波器和该低通滤波器处理后传输至所述混音模块。