[发明专利]一种基于DSP平台的多场景定向音箱系统及其运行方法在审

专利信息
申请号: 201811523490.8 申请日: 2018-12-13
公开(公告)号: CN109361991A 公开(公告)日: 2019-02-19
发明(设计)人: 孔繁敏;王紫莹 申请(专利权)人: 山东大学
主分类号: H04R1/20 分类号: H04R1/20;H04R3/00
代理公司: 济南金迪知识产权代理有限公司 37219 代理人: 许德山
地址: 250199 山*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 数字信号处理平台 音箱系统 天花板 墙壁 超声波换能器阵列 数字信号处理模块 多声道环绕声 红外感应模块 阻抗匹配网络 场景 超声波调制 功率放大器 前置放大器 扬声器阵列 定向信息 公交站亭 家庭影院 居民小区 空中交通 蓝牙模块 视频会议 依次连接 音乐播放 音频信号 候机厅 投射 导盲 反恐 会展 可用 声源 反射 指挥 航道 虚拟 人群 公园 广播 广告 商务 广场
【权利要求书】:

1.一种基于DSP平台的多场景定向音箱系统,其特征在于,包括依次连接的蓝牙模块、前置放大器、数字信号处理平台、功率放大器、阻抗匹配网络、超声波换能器阵列;

所述数字信号处理平台包括依次连接的AD转换器、数字信号处理模块、DA转换器;

音频信号发送到所述前置放大器中,所述前置放大器对音频信号进行放大;所述AD转换器完成模拟音频信号的数字化,所述数字信号处理模块完成音频信号的数字信号处理,由所述DA转换器输出;

所述功率放大器向所述超声波换能器阵列提供驱动信号以使其正常振动发出超声波;

所述阻抗匹配网络用于抵消所述超声波换能器阵列的容抗成分,使其成为纯电阻负载,提高所述超声波换能器阵列的输出功率;

所述蓝牙模块用于实现音箱系统与移动终端的连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于DSP平台的多场景定向音箱系统,其特征在于,所述定向音箱系统还包括红外感应模块,所述红外感应模块连接所述数字信号处理模块,所述红外感应模块用于感应人是否进入音箱系统覆盖范围内,如果感应到,则所述红外感应模块被触发,音箱系统开始启动,否则,音箱系统不启动。

3.根据权利要求1所述的一种基于DSP平台的多场景定向音箱系统,其特征在于,数字信号处理包括音频信号的动态范围控制、失真预处理和音频调制;

动态范围控制是指对全频段信号的幅度变动进行不同方式的处理,包括信号压缩、信号限幅、信号扩展以及信号滤噪;失真预处理是指减少在非线性声传播时高阶非线性相互作用产生的失真;音频调制是指完成频谱的线性不失真搬移。

4.根据权利要求1所述的一种基于DSP平台的多场景定向音箱系统,其特征在于,所述超声波换能器阵列包括多个超声波换能器,多个超声波换能器均匀排列设置在所述印刷电路板上,多个超声波换能器在所述印刷电路板上形成圆形、椭圆形、矩形或正多边形。

5.根据权利要求4所述的一种基于DSP平台的多场景定向音箱系统,其特征在于,每个超声波换能器的两个电极并联焊接在印刷电路板上。

6.根据权利要求4所述的一种基于DSP平台的多场景定向音箱系统,其特征在于,所述超声波换能器为压电式超声换能器,所述压电式超声换能器为容性负载,通过在所述功率放大器与所述超声波换能器阵列之间串联电感实现阻抗匹配,该电感与所述超声波换能器阵列的等效电容相匹配,该电感的电感值L为:C是指所述超声波换能器阵列的等效电容值;fo是指压电式超声换能器的工作频率。

7.根据权利要求4所述的一种基于DSP平台的多场景定向音箱系统,其特征在于,每个所述超声波换能器相互之间相位相同,且在同一个发射频率下具有实质相同的动态阻抗误差,发射频率为20~60KHz。

8.根据权利要求1所述的一种基于DSP平台的多场景定向音箱系统,其特征在于,所述功率放大器为D类功率放大器。

9.根据权利要求2所述的一种基于DSP平台的多场景定向音箱系统,其特征在于,所述蓝牙模块的型号为CC2450;所述电红外感应模块采用双元探头,双元探头的窗口为长方形。

10.权利要求1-9任一所述的基于DSP平台的多场景定向音箱系统的运行过程,其特征在于,包括:音频信号由所述蓝牙模块接入或直接输入,经过所述前置放大器将音频信号放大,在所述数字信号处理平台依次进行AD转换、经过所述数字信号处理模块降噪处理、进行DA转换,经所述功率放大器放大,所述超声波换能器阵列将被调制放大的信号辐射到空气中,实现音频在空气中的定向传输。

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