專利名稱：寬頻段強(qiáng)指向性話筒陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及音響技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種寬頻段強(qiáng)指向性話筒陣列。
背景技術(shù)：
若傳聲器在特定方向靈敏度較高，而其余方向(角度)的靈敏度較低，則該傳聲器具有指向特性。具有指向性的傳聲器可以增強(qiáng)特定方向(目標(biāo)聲源方向)的聲音信號(hào)，并削弱其他方向的噪音信號(hào)，從而提高對目標(biāo)聲音拾取的清晰度和準(zhǔn)確度。話筒陣列(或稱為麥克風(fēng)陣列)是指按一定距離排列放置的一組傳聲器。話筒陣列通過聲波抵達(dá)陣列中每個(gè)傳聲器之間的微小時(shí)間差的相互作用，從而得到比單個(gè)傳聲器更好的指向性。下面對話筒陣列的指向性原理進(jìn)行簡單說明(可參考杜功煥、朱哲民、龔秀芳編寫的《聲學(xué)基礎(chǔ)(第二版)》第6章內(nèi)容)。圖I為η個(gè)等距排列的一組傳聲器，相鄰傳聲器之間的距離為L，發(fā)聲源S和傳聲器*^之間的距離為Fi，假設(shè)聲源S為無指向性聲源，聲音振幅為Α，則聲源S到達(dá)各傳聲器
位置的聲壓P1為
A
....... . #
JTj — — K
ri設(shè)各個(gè)傳聲器的靈敏度均為m,則傳聲器m抱取到的電信號(hào)強(qiáng)度Vi為
mA j(wi-^r.)
y . 二 _￡
1 riη個(gè)傳聲器拾取到的電信號(hào)強(qiáng)度加起來的電壓V為
”，m,4 j(wi-ly )V =E1=I —e1.....................(I)
ri對于遠(yuǎn)場，聲源點(diǎn)到達(dá)各傳聲器的距離相近，以中心話筒和聲源之間的距離r代替，則公式(I)可化解為
ιι·4 if- h'\ sin(hiA)τv = 7e其中耐，由此可見，由于從各個(gè)傳聲器到聲源S的聲程不一樣，拾取到的電信號(hào)出現(xiàn)干涉，其結(jié)果導(dǎo)致不同方向的電信號(hào)不一樣，即出現(xiàn)指向性，其指向性為
權(quán)利要求1. 一種寬頻段強(qiáng)指向性話筒陣列，其特征在于 該話筒陣列用于處理倍頻程的B個(gè)頻段的聲音，F(xiàn)u為第I頻段的中心頻率，F(xiàn)1 cιΛ1'1所對應(yīng)的波長為，為第i頻段的中心頻率，i取整數(shù)，，F(xiàn)ic = — XFlc ,Ac Fic2<i<B K2JFk所對應(yīng)的波長為Iie ,該話筒陣列包括依次連接的拾音器、放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號(hào)處理器和輸出轉(zhuǎn)換器； 所述拾音器包括N個(gè)線性排列的傳聲器，其中N為奇 數(shù)，這N個(gè)傳聲器劃分成B組 第I組有M個(gè)傳聲器，各傳聲器的間距L1；第i組傳聲器設(shè)有~-一 x 2個(gè)傳聲器,這些傳聲器分布在第i-Ι組傳聲器的兩外 「M-1]偵牝每側(cè)各有個(gè)，其中位于同一側(cè)的相鄰的傳聲器的間距Tτ ，此時(shí)， 若^的值為整數(shù)，則第i組傳聲器與第i-Ι組傳聲器間相鄰的傳聲器的間距為τ ;若—的值為非整數(shù)，則第i組傳聲器與第i_l組傳聲器間相鄰的傳聲器的間距為& ;42 所述放大器包括N路輸入和N路輸出，該N路輸入分別與各個(gè)所述傳聲器連接；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器包括N路輸入和N路輸出，該N路輸入分別與所述放大器的N路輸出連接； 所述數(shù)字信號(hào)處理器包括混音模塊和B個(gè)分割模塊，該分割模塊用于對相應(yīng)的M路音頻信號(hào)進(jìn)行處理，得到特定頻段的音頻信號(hào)，該混音模塊用于將各個(gè)分割模塊輸出的音頻信號(hào)進(jìn)行混音處理，并將混音處理后的音頻信號(hào)傳輸給所述輸出轉(zhuǎn)換器，其中， 第I個(gè)分割模塊與所述N個(gè)傳聲器中的間距為L1的M個(gè)傳聲器所對應(yīng)的所述模數(shù)轉(zhuǎn) 換器的M路輸出連接，第I個(gè)分割模塊處理得到的聲音頻段下限為上限為第i個(gè)分割模塊的輸入端與所述N個(gè)傳聲器中的間距為L1的M個(gè)傳聲器所對應(yīng)的所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的M路輸出連接，第i個(gè)分割模塊處理得到的聲音頻段下限為^ ,上限為 λ} 2
2.根據(jù)權(quán)利要I所述的寬頻段強(qiáng)指向性話筒陣列，其特征在于所述分割模塊包括串聯(lián)的高通濾波器和低通濾波器，該高通濾波器的截止頻率為該所述分割模塊處理得到的聲音頻段的上限頻率，該低通濾波器的截止頻率為該所述分割模塊處理得到的聲音頻段的下限頻率，且該高通濾波器與該所述分割模塊對應(yīng)的所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的M路輸出連接，該低通濾波器與所述混音模塊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的寬頻段強(qiáng)指向性話筒陣列，其特征在于所述分割模塊包括串聯(lián)的高通濾波器和低通濾波器，該高通濾波器的截止頻率為該所述分割模塊處理得到的聲音頻段的上限頻率，該低通濾波器的截止頻率為該所述分割模塊處理得到的聲音頻段的下限頻率，且該低通濾波器與該所述分割模塊對應(yīng)的所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的M路輸出連接，該高通濾波器與所述混音模塊連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的寬頻段強(qiáng)指向性話筒陣列，其特征在于所述分割模塊為帶通濾波器，該帶通濾波器的帶寬與該所述分割模塊處理得到的聲音頻段相應(yīng)，該帶通濾波器的輸入端與該所述分割模塊所對應(yīng)的所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的M路輸出連接，輸出端與所述混首豐旲塊連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一所述的寬頻段強(qiáng)指向性話筒陣列，其特征在于所述數(shù)字信號(hào)處理器還包括與所述N個(gè)傳聲器對應(yīng)的N個(gè)輸入處理模塊,各個(gè)輸入處理模塊分別與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器相應(yīng)的輸出連接，每個(gè)輸入處理模塊包括串聯(lián)的增益放大器、均衡器、延時(shí)器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的各路輸出通過相應(yīng)輸入處理模塊的增益放大器、均衡器、延時(shí)器與相應(yīng)的所述分割模塊連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一所述的寬頻段強(qiáng)指向性話筒陣列，其特征在于所述數(shù)字信號(hào)處理器還包括與所述混音模塊串聯(lián)的輸出處理模塊，該輸出處理模塊包括串聯(lián)的輸出均衡器和輸出增益調(diào)節(jié)器，所述混音模塊通過該輸出處理模塊與所述輸出轉(zhuǎn)換器連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一所述的寬頻段強(qiáng)指向性話筒陣列，其特征在于所述輸出轉(zhuǎn)換器包括輸入端、AES轉(zhuǎn)換輸出端和數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出端，其中該輸入端與所述數(shù)字信號(hào)處理器連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一所述的寬頻段強(qiáng)指向性話筒陣列，其特征在于所述
專利摘要本實(shí)用新型涉及音響技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種寬頻段強(qiáng)指向性話筒陣列。該話筒陣列用于處理倍頻程的B個(gè)頻段的聲音，其包括依次連接的拾音器、放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號(hào)處理器和輸出轉(zhuǎn)換器；拾音器包括N個(gè)線性排列的傳聲器，N個(gè)傳聲器劃分成B組；放大器的N路輸入分別與各個(gè)傳聲器連接；模數(shù)轉(zhuǎn)換器的N路輸入分別與放大器的N路輸出連接；數(shù)字信號(hào)處理器包括混音模塊和B個(gè)分割模塊。本實(shí)用新型的話筒陣列可以用較少的傳聲器為各個(gè)分割模塊提供同等數(shù)量的傳聲器信號(hào)，并且使得話筒陣列對全頻段內(nèi)的聲音都有較強(qiáng)的指向性，可以對目標(biāo)拾音方向的各個(gè)頻率的聲音進(jìn)行較準(zhǔn)確和清晰的還原。
文檔編號(hào)H04R1/20GK202738082SQ20122033526
公開日2013年2月13日 申請日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者李志雄 申請人:廣州勵(lì)豐文化科技股份有限公司