[发明专利]一种用于高指向性声频扬声器测量系统的声滤波装置

说明书

技术领域

本发明涉及声学测量技术领域，特别涉及一种用于高指向性声频扬声器测量系统的声滤波装置。

背景技术

高指向性声频扬声器系统是一种能够向特定方向发射指向性可听声的新型扬声器系统，它是基于参量阵原理，将声频信号调制到超声载波上，经过超声换能器阵列发射后，由于空气中的非线性作用，产生具有高指向性的可听声。高指向性声频扬声器能够广泛应用于声波定向传输、保密通信等领域。

当两列频率分别为f₁和f₂的超声波p₁和p₂经超声换能器发射后，由于空气中的非线性作用，可以产生多个不同频率的声波，即两频率之差(f₁-f₂)和两频率之和(f₁+f₂)，以及高阶谐波。由于声波衰减系数与频率的平方成正比，使得高频成分在传播过程中衰减较快，因此经过一段距离的传播后仅存在差频声波，形成可听声。但是，在近场区域同时存在超声波p₁和p₂和可听声波p_d，并且由于超声波p₁和p₂的声压级较高，尤其在近场时一般在120dB以上，所以在此区域用传声器直接进行测量时会产生伪噪声。伪噪声来源于两方面，一是由于传声器预放大电路的非线性作用，二是由于传声器表面的辐射声压。这两者形成的伪噪声的频率均为两超声波p₁和p₂频率之差(f₁-f₂)，幅值与超声波p₁和p₂幅值的乘积成正比，即p_n∝p₁p₂。由此可见，由测量系统引起的伪噪声与高指向性声频扬声器产生的可听差频声频率相同，但幅值与差频波的频率无关，而高指向性扬声器产生的可听差频声幅值与差频波频率的关系为其中1≤n≤2。n由瑞利距离与吸收距离之比决定，当瑞利距离远大于吸收距离时，n＝2；当吸收距离远大于瑞利距离时，n＝1。因此，可以根据测得的差频声波幅值与频率的关系来判断伪噪声是否滤除。

伪噪声的存在严重干扰了实际可听声的测量，尤其在近场时，伪噪声比高指向性声频扬声器实际产生的可听声要大很多，因此有必要设计一种声滤波装置以滤除超声波，从而去除伪噪声，得到真实的可听声。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于高指向性声频扬声器测量系统的声滤波装置以滤除伪噪声而保留可听声波。

为达到上述目的，一种用于高指向性声频扬声器测量系统的声滤波装置，其特征在于，该声滤波装置包括：底座1、传声器2、支架3和前面板4；

所述的底座1的中心设有一贯通孔，用于穿设传声器2；所述的前面板4通过支架3固定于传声器2的正前方；

所述的前面板4采用布氏硬度值大于100HB的金属材料制成。

所述的支架3长度为3cm～5cm。

所述的支架3分别垂直于所述的底座1与所述的前面板4。

所述的支架3采用至少2个支柱或环形网罩。

所述的前面板4是圆形、半球形或球冠形。

所述的前面板4采用铁材料或铝材料。

所述的前面板4圆面直径为12mm～20mm。

该声滤波装置还包括圆管；所述的圆管用于固定所述的传声器2。

本发明的优点在于，本发明提供的声滤波装置具有低通特性，对超声有较大衰减，而对声频声影响较小。因此，可以有效的减少因传声器引起的测量伪噪声。

附图说明

图1是本发明高指向性声频扬声器测量系统声滤波装置的实施方式之一；

图2是采用实施方式之一时对超声波的隔声量测量结果图；

图3是采用实施方式之一时对可听声波的隔声量测量结果图；

图4是不采用滤波器时对高指向性声频扬声器的实际测量结果图；

图5是采用实施方式之一时对高指向性声频扬声器的实际测量结果图；

图6是本发明高指向性声频扬声器测量系统声滤波装置的实施方式之二；

图7是本发明高指向性声频扬声器测量系统声滤波装置的实施方式之三；

图8是本发明高指向性声频扬声器测量系统声滤波装置的实施方式之四。

附图标示：

1、底座 2、传声器 3、支架 4、前面板

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。