专利名称：宽频段强指向性话筒阵列的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及音响技术领域，具体是一种宽频段强指向性话筒阵列。
背景技术：
若传声器在特定方向灵敏度较高，而其余方向(角度)的灵敏度较低，则该传声器具有指向特性。具有指向性的传声器可以增强特定方向(目标声源方向)的声音信号，并削弱其他方向的噪音信号，从而提高对目标声音拾取的清晰度和准确度。话筒阵列(或称为麦克风阵列)是指按一定距离排列放置的一组传声器。话筒阵列通过声波抵达阵列中每个传声器之间的微小时间差的相互作用，从而得到比单个传声器更好的指向性。下面对话筒阵列的指向性原理进行简单说明(可参考杜功焕、朱哲民、龚秀芳编写的《声学基础(第二版)》第6章内容)。图I为η个等距排列的一组传声器，相邻传声器之间的距离为L，发声源S和传声器*^之间的距离为Fi，假设声源S为无指向性声源，声音振幅为Α，则声源S到达各传声器
位置的声压P1为
A
....... . #
JTj — — K
ri设各个传声器的灵敏度均为m,则传声器m抱取到的电信号强度Vi为
mA j(wi-^r.)
y . 二 _￡
1 riη个传声器拾取到的电信号强度加起来的电压V为
”，m,4 j(wi-ly )V =E1=I —e1.....................(I)
ri对于远场，声源点到达各传声器的距离相近，以中心话筒和声源之间的距离r代替，则公式(I)可化解为
ιι·4 if- h'\ sin(hiA)τv = 7e其中耐，由此可见，由于从各个传声器到声源S的声程不一样，拾取到的电信号出现干涉，其结果导致不同方向的电信号不一样，即出现指向性，其指向性为
权利要求1. 一种宽频段强指向性话筒阵列，其特征在于 该话筒阵列用于处理倍频程的B个频段的声音，Fu为第I频段的中心频率，F1 cιΛ1'1所对应的波长为，为第i频段的中心频率，i取整数，，Fic = — XFlc ,Ac Fic2<i<B K2JFk所对应的波长为Iie ,该话筒阵列包括依次连接的拾音器、放大器、模数转换器、数字信号处理器和输出转换器； 所述拾音器包括N个线性排列的传声器，其中N为奇 数，这N个传声器划分成B组 第I组有M个传声器，各传声器的间距L1；第i组传声器设有~-一 x 2个传声器,这些传声器分布在第i-Ι组传声器的两外 「M-1]侦牝每侧各有个，其中位于同一侧的相邻的传声器的间距Tτ ，此时， 若^的值为整数，则第i组传声器与第i-Ι组传声器间相邻的传声器的间距为τ ;若—的值为非整数，则第i组传声器与第i_l组传声器间相邻的传声器的间距为& ;42 所述放大器包括N路输入和N路输出，该N路输入分别与各个所述传声器连接；所述模数转换器包括N路输入和N路输出，该N路输入分别与所述放大器的N路输出连接； 所述数字信号处理器包括混音模块和B个分割模块，该分割模块用于对相应的M路音频信号进行处理，得到特定频段的音频信号，该混音模块用于将各个分割模块输出的音频信号进行混音处理，并将混音处理后的音频信号传输给所述输出转换器，其中， 第I个分割模块与所述N个传声器中的间距为L1的M个传声器所对应的所述模数转 换器的M路输出连接，第I个分割模块处理得到的声音频段下限为上限为第i个分割模块的输入端与所述N个传声器中的间距为L1的M个传声器所对应的所述模数转换器的M路输出连接，第i个分割模块处理得到的声音频段下限为^ ,上限为 λ} 2
2.根据权利要I所述的宽频段强指向性话筒阵列，其特征在于所述分割模块包括串联的高通滤波器和低通滤波器，该高通滤波器的截止频率为该所述分割模块处理得到的声音频段的上限频率，该低通滤波器的截止频率为该所述分割模块处理得到的声音频段的下限频率，且该高通滤波器与该所述分割模块对应的所述模数转换器的M路输出连接，该低通滤波器与所述混音模块连接。
3.根据权利要求I所述的宽频段强指向性话筒阵列，其特征在于所述分割模块包括串联的高通滤波器和低通滤波器，该高通滤波器的截止频率为该所述分割模块处理得到的声音频段的上限频率，该低通滤波器的截止频率为该所述分割模块处理得到的声音频段的下限频率，且该低通滤波器与该所述分割模块对应的所述模数转换器的M路输出连接，该高通滤波器与所述混音模块连接。
4.根据权利要求I所述的宽频段强指向性话筒阵列，其特征在于所述分割模块为带通滤波器，该带通滤波器的带宽与该所述分割模块处理得到的声音频段相应，该带通滤波器的输入端与该所述分割模块所对应的所述模数转换器的M路输出连接，输出端与所述混首丰旲块连接。
5.根据权利要求I至4任一所述的宽频段强指向性话筒阵列，其特征在于所述数字信号处理器还包括与所述N个传声器对应的N个输入处理模块,各个输入处理模块分别与所述模数转换器相应的输出连接，每个输入处理模块包括串联的增益放大器、均衡器、延时器，所述模数转换器的各路输出通过相应输入处理模块的增益放大器、均衡器、延时器与相应的所述分割模块连接。
6.根据权利要求I至4任一所述的宽频段强指向性话筒阵列，其特征在于所述数字信号处理器还包括与所述混音模块串联的输出处理模块，该输出处理模块包括串联的输出均衡器和输出增益调节器，所述混音模块通过该输出处理模块与所述输出转换器连接。
7.根据权利要求I至4任一所述的宽频段强指向性话筒阵列，其特征在于所述输出转换器包括输入端、AES转换输出端和数模转换输出端，其中该输入端与所述数字信号处理器连接。
8.根据权利要求I至4任一所述的宽频段强指向性话筒阵列，其特征在于所述
专利摘要本实用新型涉及音响技术领域，具体是一种宽频段强指向性话筒阵列。该话筒阵列用于处理倍频程的B个频段的声音，其包括依次连接的拾音器、放大器、模数转换器、数字信号处理器和输出转换器；拾音器包括N个线性排列的传声器，N个传声器划分成B组；放大器的N路输入分别与各个传声器连接；模数转换器的N路输入分别与放大器的N路输出连接；数字信号处理器包括混音模块和B个分割模块。本实用新型的话筒阵列可以用较少的传声器为各个分割模块提供同等数量的传声器信号，并且使得话筒阵列对全频段内的声音都有较强的指向性，可以对目标拾音方向的各个频率的声音进行较准确和清晰的还原。
文档编号H04R1/20GK202738082SQ20122033526
公开日2013年2月13日 申请日期2012年7月12日 优先权日2012年2月14日
发明者李志雄 申请人:广州励丰文化科技股份有限公司