[发明专利]一种新型无振膜主动式传声器

说明书

本发明公开了一种新型无振膜主动式传声器，包括：超声波发射换能器(1)、超声波接收换能器(2)和控制电路(3)；控制电路(3)分别与超声波发射换能器(1)和超声波接收换能器(2)电连接，并控制超声波发射换能器(1)主动向目标声源发射超声波，同时控制超声波接收换能器(2)接收该目标声源反射回的超声波，并根据所述目标声源反射回的超声波确定出该目标声源的振动信息，再对所述目标声源的振动信息进行分析计算，从而得出该目标声源的辐射声场信息。本发明对声压信息并不敏感，能够有效抑制环境背景噪声的影响，增加目标声信号的信噪比，这十分有利于提升声信息系统整体性能。

技术领域

本发明涉及传声器领域，尤其涉及一种新型无振膜主动式传声器。

背景技术

传声器也称话筒或麦克风，是一种获取空气介质中声波信号并将其转换为相应电信号的传感器，在声学测量、电视电话、音乐广播、声控系统、消费类电子产品等领域均有广泛应用。

在现有技术中，传声器的种类很多，例如：按照换能方式不同可分为电动式、电容式和压电式等，按照接收方式的不同可分为压强式、压差式和复合式等，按照指向性的不同可分为无指向性、双指向性和单指向性三种。但无论哪种传声器均是利用膜片结构与空气压力波动交换能量，被动接收声场声压或压差信号，因此在声信号接收或测量方面，现有传声器不可避免会受到周围环境噪声信号的干扰，导致目标信号有效信噪比较低，产生测量误差，影响声信息系统性能。

发明内容

针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供了一种新型无振膜主动式传声器，能够有效抑制环境背景噪声的影响，增加目标声信号的信噪比，这十分有利于提升声信息系统整体性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种新型无振膜主动式传声器，包括：超声波发射换能器1、超声波接收换能器2和控制电路3；控制电路3分别与超声波发射换能器1和超声波接收换能器2电连接，并控制超声波发射换能器1主动向目标声源发射超声波，同时控制超声波接收换能器2接收该目标声源反射回的超声波，并根据所述目标声源反射回的超声波确定出该目标声源的振动信息，再对目标声源的振动信息进行分析计算，从而得出该目标声源的辐射声场信息。

优选地，所述的控制电路3包括超声波发射控制模块、超声波接收控制模块和数据采集解算模块；超声波发射控制模块与超声波发射换能器1电连接，并控制超声波发射换能器1主动向目标声源发射超声波；超声波接收控制模块与超声波接收换能器2电连接，并控制超声波接收换能器2接收该目标声源反射回的超声波；数据采集解算模块获取超声波接收换能器2接收的目标声源反射回的超声波，并解调所述目标声源反射回的超声波的相位信息，从而确定出该目标声源的振动信息，再对所述目标声源的振动信息进行分析计算，从而得出该目标声源的辐射声场信息。

优选地，所述的超声波发射控制模块控制超声波发射换能器1的发射功率、超声波频率以及超声波对目标声源的入射角度。

优选地，所述超声波发射换能器1为单个压电换能器或由多个压电换能器构成的压电换能器阵列。

优选地，所述超声波接收换能器2为单个压电换能器或由多个压电换能器构成的压电换能器阵列。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所提供的新型无振膜主动式传声器并未采用传统传声器的振膜结构，也不是被动接收声场声压信号，而是通过超声波发射换能器1主动向目标声源发射超声波，根据多普勒效应，目标声源的振动会对入射的超声波产生相位调制，同时超声波接收换能器2可以接收目标声源调制后反射回的超声波，而控制电路3可以对目标声源反射回的超声波的相位信息进行解调，从而得到目标声源的振动信息，然后只要对所述目标声源的振动信息进行分析计算，就可以得出该目标声源的辐射声场信息，即实现传声器的将声波信号转换为电信号的功能。由此可见，本发明并不敏感声压信息，因此能够有效抑制环境背景噪声的影响，增加目标声信号的信噪比，这十分有利于提升声信息系统整体性能。