有源定向揚(yáng)聲器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種有源定向揚(yáng)聲器，集信號調(diào)制處理、開關(guān)電源、開關(guān)功放、壓電超聲波換能器陣列板及外殼為一體。在輸入220V交流市電之后，打開開關(guān)，由麥克風(fēng)或AUX輸入音頻信號，信號經(jīng)過信號調(diào)制模塊處理后送到開關(guān)功放模塊進(jìn)行放大，然后激起超聲波換能器陣列板的高頻振動，通過空氣自解調(diào)出有指向性的聲頻信號，達(dá)到聲頻信號的定向傳播。本實用新型可用于廣告、會展、導(dǎo)盲、候機(jī)廳、公交站亭、公園或居民小區(qū)晨練、廣場舞、航道指揮、空中交通治安指揮、反恐等領(lǐng)域，對確定人群進(jìn)行定向音樂播放、定向信息廣播和喊話。
【專利說明】有源定向揚(yáng)聲器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及有源定向揚(yáng)聲器。

【背景技術(shù)】
[0002]實現(xiàn)可聽聲的定向傳播，可以在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。一般實現(xiàn)聲波定向傳播的方法有三種，其一是把普通揚(yáng)聲器發(fā)出的聲波經(jīng)過反射性較強(qiáng)的拋物面反射后形成有指向性的可聽聲；其二是由普通揚(yáng)聲器組陣形成有一定指向性的可聽聲；其三是由超聲波和可聽聲信號形成超聲波調(diào)制波，經(jīng)功率放大后推動超聲波換能器振動發(fā)出超聲調(diào)制波，在空氣中傳播自解調(diào)出可聽聲。前兩種方法指向性不夠強(qiáng)，不能滿足大多數(shù)使用場所對高指向性的要求，第三種方法雖然聲波指向性比前兩種好，但由于高頻功放負(fù)荷重，超聲波換能器幾何尺寸和相位不一致等原因，導(dǎo)致系統(tǒng)體積大，發(fā)射出的聲波信號失真度大，聽覺效果差。
[0003]因此，在本領(lǐng)域迫切需要開發(fā)一種音質(zhì)高、定向性能強(qiáng)、功耗低的有源定向揚(yáng)聲器。
實用新型內(nèi)容
[0004]針對上述技術(shù)中存在的不足之處，本實用新型提供一種高音質(zhì)效果的有源定向揚(yáng)聲器。
[0005]根據(jù)一個實施方式，該有源定向揚(yáng)聲器包括:信號處理模塊，該信號處理模塊對輸入該有源定向揚(yáng)聲器的音頻信號進(jìn)行調(diào)制且輸出調(diào)制波；功率放大模塊，該功率放大模塊對所述調(diào)制波進(jìn)行功率放大；超聲波換能器陣列板，該超聲波換能器陣列板接收進(jìn)行了功率放大之后的所述調(diào)制波進(jìn)行高頻振動且輸出振動波以進(jìn)行音頻信號的定向傳播；以及外殼，該外殼形成有開孔，覆蓋所述超聲波換能器陣列板的表面且與所述超聲波換能器陣列板的形狀和尺寸相同，所述振動波穿過該開孔進(jìn)入空氣。
[0006]在一個優(yōu)選的實施例中，所述外殼的形狀是六邊形、圓形、矩形、正方形和橢圓形中的一種。
[0007]在一個優(yōu)選的實施例中，所述超聲波換能器陣列板包括多個超聲波換能器和印刷電路板，每個所述超聲波換能器的兩個電極焊接在所述印刷電路板上。
[0008]在一個優(yōu)選的實施例中，所述超聲波換能器的直徑為8-25毫米，發(fā)射頻率為20-60kHz，形狀是圓形或六邊形，
[0009]所述開孔與所述超聲波換能器的形狀和尺寸相同。
[0010]在一個優(yōu)選的實施例中，該開孔的內(nèi)側(cè)鋪設(shè)有防塵罩。
[0011]在一個優(yōu)選的實施例中，多個所述超聲波換能器相互之間相位相同且在同一個發(fā)射頻率下具有實質(zhì)相同的動態(tài)阻抗誤差。
[0012]在一個優(yōu)選的實施例中，所述信號處理模塊進(jìn)行的調(diào)制是模擬信號的壓限調(diào)制。
[0013]在一個優(yōu)選的實施例中，所述信號處理模塊包括信號處理板、話筒輸入端、AUX輸入端、調(diào)制度調(diào)節(jié)旋鈕和功率輸出調(diào)節(jié)旋鈕。
[0014]在一個優(yōu)選的實施例中，在所述功率放大模塊上集成有開關(guān)電源且具有五只管腳。
[0015]在一個優(yōu)選的實施例中，還包括支架，該支架通過把手螺母可轉(zhuǎn)動地連接于所述外殼，在該支架的下端設(shè)有連接孔。
[0016]根據(jù)本實用新型，可以得到一種音質(zhì)高、定向性能強(qiáng)、功耗低的有源定向揚(yáng)聲器。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]為了使本主題的優(yōu)點(diǎn)可被更容易地理解，上文簡要描述的本發(fā)明的主題的更具體的描述將參考附圖中示出的具體實施例來提供?？梢岳斫獾氖沁@些附圖僅為本發(fā)明的主題的典型實施例，因此不認(rèn)為是其范圍的限定，通過使用附圖對本發(fā)明的主題的附加特征和細(xì)節(jié)進(jìn)行描述和解釋，其中:
[0018]圖1是本實用新型的實施例的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0019]圖1是本實用新型的實施例的有源定向揚(yáng)聲器I的結(jié)構(gòu)圖。有源定向揚(yáng)聲器I由前外殼2、超聲波換能器陣列板3、后外殼4、開關(guān)電源和功率放大模塊5、信號處理模塊6、支架7、外接電源輸入端8、麥克風(fēng)輸入端9、音頻信號輸入端10、調(diào)制度調(diào)節(jié)旋鈕11和功率輸出調(diào)節(jié)旋鈕12組成。
[0020]前外殼2和后外殼4共同構(gòu)成了有源定向揚(yáng)聲器I的外殼，后外殼4的前面部分和前外殼2對應(yīng)，能和前外殼2通過螺絲連接在一起，并能拆卸。后面凸起部分用于安裝開關(guān)電源和功率放大模塊5、信號處理模塊6、支架7、外接電源輸入端8、麥克風(fēng)輸入端9、音頻信號輸入端10、調(diào)制度調(diào)節(jié)旋鈕11和功率輸出調(diào)節(jié)旋鈕12。根據(jù)超聲波換能器陣列板3，外殼可以做成六邊形、圓形、矩形、正方形、橢圓形，外形尺寸都與超聲波換能器陣列板3相同，能夠完全覆蓋在超聲波換能器陣列板3的外面。外殼上形成有開孔，開孔與超聲波換能器陣列板3上的超聲波換能器的形狀和尺寸相同，可以是圓形或六邊形，數(shù)量與超聲波換能器對應(yīng)，在開孔的內(nèi)側(cè)鋪設(shè)防塵罩，防塵罩例如可以是一層網(wǎng)布或網(wǎng)紗，防止塵土和水霧進(jìn)行入。
[0021]超聲波換能器陣列板3由多個超聲波換能器和印刷線路板組成。超聲波換能器為圓形或六邊形，直徑為8毫米到25毫米中的其中一種，對應(yīng)的發(fā)射頻率為20KHz到60KHz中的一種，每個超聲波換能器陣列板所用超聲波換能器的數(shù)量從幾十只到幾萬只。多個所述超聲波換能器相互之間相位相同且在同一個發(fā)射頻率下具有實質(zhì)相同的動態(tài)阻抗誤差。印刷線路板用于焊接超聲波換能器，把每只超聲波換能器的兩個電極分別焊接在印刷線路板上，組成并聯(lián)或分成幾組，每組并聯(lián)后再串聯(lián)，然后再和功率放大器連接。
[0022]開關(guān)電源和功率放大模塊5在一塊主板上同時設(shè)有開關(guān)電源和功率放大模塊,優(yōu)選為具有五只管腳。開關(guān)電源的輸入為100V到240V交流電，頻率為50Hz到60Hz，開關(guān)頻率為ΙΙΟΚΗζ，有5組輸出，電壓分別為+15V、-15V、+70V、-70V、-70V+15V ;功率放大模塊的輸出電壓為交流O到70V，輸出功率為幾十瓦到幾千瓦。
[0023]信號處理模塊6由信號處理板、麥克風(fēng)輸入端9、音頻信號輸入端10、調(diào)制度調(diào)節(jié)旋鈕11和功率輸出調(diào)節(jié)旋鈕12組成。信號處理板根據(jù)超聲波換能器的頻率產(chǎn)生確定的超聲波載波信號，把經(jīng)過濾波處理的聲頻信號加載到載波信號上，得到調(diào)制波，然后把調(diào)制波輸入到功率放大模塊，這種調(diào)制優(yōu)選為調(diào)制是模擬信號的壓限調(diào)制。
[0024]支架7通過兩個把手螺母和外殼連接，支架和外殼之間可轉(zhuǎn)動，松緊可以調(diào)節(jié)，支架下端設(shè)有用于連接的孔。
[0025]外接電源輸入端8為有源定向揚(yáng)聲器的外接電源輸入端，輸入電壓為交流100V到240V，頻率為50Hz到60Hz，上面設(shè)有開關(guān)按鈕。
[0026]參見圖1，本實用新型的有源定向揚(yáng)聲器I可用支架7以任意角度、水平或垂直固定在空中支架、平臺、交通工具或地面上，可用于廣告、會展、導(dǎo)盲、候機(jī)廳、公交站亭、公園或居民小區(qū)晨練、廣場舞、航道指揮、空中交通治安指揮、反恐領(lǐng)域，對確定人群進(jìn)行定向音樂播放、定向信息廣播和喊話。
[0027]參見圖1，把有源定向揚(yáng)聲器固定后，由外接電源輸入端8輸入220V(100V到240V均可以工作)交流市電，打開開關(guān)，由麥克風(fēng)輸入端9或音頻信號輸入端10輸入麥克風(fēng)或音頻信號(音頻信號可以是收音機(jī)、MP3、MP4、電腦、手機(jī)的音頻輸出信號)，信號經(jīng)過信號處理模塊6處理后送到開關(guān)電源和功率放大模塊5進(jìn)行功率放大，然后送到超聲波換能器陣列板3，激起超聲波換能器陣列板3的高頻振動，此振動波穿過前外殼2上的開孔傳到空氣中，通過空氣媒質(zhì)的非線性特性，自解調(diào)出有指向性的聲頻信號，把麥克風(fēng)輸入端9或音頻信號輸入端10輸入的信號傳給確定區(qū)域的人群，達(dá)到聲頻信號的定向傳播。
[0028]最后，上述內(nèi)容應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是僅僅用于說明本實用新型的原理，本實用新型并不限制為上面描述和顯示的具體構(gòu)造和操作。在不超出本實用新型的構(gòu)思的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實用新型的方案進(jìn)行修改和變化，所有這些修改和變化及其等同物也應(yīng)落入本實用新型的范圍中。
[0029]附圖標(biāo)號說明
[0030]1.有源定向揚(yáng)聲器；2.前外殼；3.超聲波換能器陣列板；4.后外殼；5.開關(guān)電源和功率放大模塊；6.信號處理模塊；7.支架；8.外接電源輸入端；9.麥克風(fēng)輸入端；10.AUX輸入端；11.調(diào)制度調(diào)節(jié)旋鈕；12.功率輸出調(diào)節(jié)旋鈕。
【權(quán)利要求】
1.一種有源定向揚(yáng)聲器，其特征在于，包括: 信號處理模塊，該信號處理模塊對輸入該有源定向揚(yáng)聲器的音頻信號進(jìn)行調(diào)制且輸出調(diào)制波； 功率放大模塊,該功率放大模塊對所述調(diào)制波進(jìn)行功率放大； 超聲波換能器陣列板，該超聲波換能器陣列板接收進(jìn)行了功率放大之后的所述調(diào)制波進(jìn)行高頻振動且輸出振動波以進(jìn)行音頻信號的定向傳播；以及 外殼，該外殼形成有開孔，覆蓋所述超聲波換能器陣列板的表面且與所述超聲波換能器陣列板的形狀和尺寸相同，所述振動波穿過該開孔進(jìn)入空氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源定向揚(yáng)聲器，其特征在于， 所述外殼的形狀是六邊形、圓形、矩形、正方形和橢圓形中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源定向揚(yáng)聲器，其特征在于， 所述超聲波換能器陣列板包括多個超聲波換能器和印刷電路板，每個所述超聲波換能器的兩個電極焊接在所述印刷電路板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有源定向揚(yáng)聲器，其特征在于， 所述超聲波換能器的直徑為8-25毫米，發(fā)射頻率為20-60kHz，形狀是圓形或六邊形， 所述開孔與所述超聲波換能器的形狀和尺寸相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有源定向揚(yáng)聲器，其特征在于， 該開孔的內(nèi)側(cè)鋪設(shè)有防塵罩。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有源定向揚(yáng)聲器，其特征在于， 多個所述超聲波換能器相互之間相位相同且在同一個發(fā)射頻率下具有實質(zhì)相同的動態(tài)阻抗誤差。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源定向揚(yáng)聲器，其特征在于， 所述信號處理模塊進(jìn)行的調(diào)制是模擬信號的壓限調(diào)制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的有源定向揚(yáng)聲器，其特征在于， 所述信號處理模塊包括信號處理板、話筒輸入端、AUX輸入端、調(diào)制度調(diào)節(jié)旋鈕和功率輸出調(diào)節(jié)旋鈕。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源定向揚(yáng)聲器，其特征在于， 在所述功率放大模塊上集成有開關(guān)電源且具有五只管腳。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源定向揚(yáng)聲器，其特征在于， 還包括支架，該支架通過把手螺母可轉(zhuǎn)動地連接于所述外殼，在該支架的下端設(shè)有連接孔。
【文檔編號】H04R3/00GK204031425SQ201420226434
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月5日
【發(fā)明者】馬建敏 申請人:馬建敏