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中科院声学所发布新一代超指向性扬声器

2014-12-21 11:24 来源:weixin

责编:陈默

中科院声学所发布新一代超指向性扬声器:让传音入密走进你的生活

还记得天龙八部中破解珍珑棋局时段延庆跟虚竹的传音入密吗?《天龙八部》的作者金庸在写书的时候也许并没想到这在现实中真正能够实现,但是现在传音入密就要走进你的生活了!

中科院声学所超指向性扬声器是采用先进的数字信号处理技术,将声信号加载到超声波上发射出去,当两列具有不同频率的超声波在空气中同向传播时,由于非线性作用,两列超声波会发生交互作用和自解调而产生它们的和频率信号和差频率信号。若差频声波在可听声域,即产生可听声。由于超声波传播的高指向性,使得可听声波也具有较高的指向性。

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超指向性扬声器原理图


超指向性扬声器,又称为“声学手电筒”,可产生高指向性的声音,是新一代扬声器系统。该系统发射声波能量集中,声音只向指定方向传播,而且传播过程中声强不随距离明显衰减,使得声音传播距离得到了极大的提升。此外,还能够通过反射形成虚拟声源效果。

中国科学院噪声与振动重点实验室长期致力于超指向性扬声器的理论和实践研究工作,在参量阵扬声器系统的数值计算、预处理算法和声学测量等方面都做了大量工作,在该领域国际权威期刊发表了一系列高水平论文,掌握了所有核心关键技术。除此之外,我们还在工程研制方面对新型超声换能器PVDF薄膜、多通路参量阵扬声器以及换能器阵列的阻抗匹配等进行了深入的研究和探索。

201412月中国科学院噪声与振动重点实验室发布了新一代超指向性扬声器新一代超指向性扬声器集成度高,具有更小的体积,更薄的厚度,主阵尺寸为24cm X 16cm X 5cm,其中集成了换能器阵列、功放单元与信号处理单元等电路部分。信号处理中加入了动态范围控制算法,该算法能根据信号输入的幅度动态调整输出信号的动态范围,从而避免了小幅度输入信号音量过小和大幅度输入信号出现破音失真的情况。

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中科院声学所发布的新一代超指向性扬声器

 

产品特点

  • 超指向性:具有超窄的波束角,避免不同声源的相互干扰

  • 低失真性:预处理算法降低失真,满足普通语音和音乐需求

  • 超远距离:声强不随距离球面衰减,增加了传播距离

  • 虚拟声源:通过物体反射产生物体发声的效果

  • 超薄特性:超薄的换能器单元使系统具有超薄的厚度


技术参数

  • 声压级 85dB@1m / 1kHz

  • 电源功率 50W

  • 功耗 25W

  • 电源 110-220V50-60Hz

  • 音频输入 3.5mm双声道音频端子

  • 指向性 <5°@1kHz, 6dB

<5°@2kHz, 6dB

<4°@4kHz, 6dB


使用环境要求

  • 工作温度:0°C - 40°C

  • 电源功率:50W

  • 工作湿度:0 - 90%

  • 存储湿度:0 - 90%


 

指向性测试图:

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输入信号为1k,2k和4kHz时系统指向性结果

应用场景

在人们的日常生活中,公共场所的声学环境常常不被重视,导致这些场所声音嘈杂,以至于不同的声源相互干扰严重;此外,个人的隐私也被破坏。超指向性扬声器的出现解决了公共场所声音相互干扰和私密性保护等问题,必将在博物馆、带语音提示的自动设备和家庭电声产品获得广泛的应用,为解决人们的日常生活的噪声污染问题提供了一种新的手段。