基于参量阵原理的屏幕定向扬声器是一种能够同时呈现画面和产生高度指向性可听声的新型屏幕扬声器,它利用超声波在介质中自解调产生定向可听声。由于介质的自解调过程是非线性的,受温度、湿度、信号处理算法和屏幕定向扬声器本身特性等多种因素的影响,导致屏幕定向扬声器解调出的可听声存在失真,对设备的音质有较大影响,因此本论文主要围绕屏幕定向扬声器的谐波失真进行研究,为便携式设备的屏幕定向扬声器实现高保真音质提供一种可行的方案。根据非线性声学理论,本文首先阐明了参量阵屏幕定向扬声器的基本工作原理,从理论上推导了矩形换能器的指向性表达式,归纳出了阵列的指向性方程,明确了屏幕定向扬声器谐波失真的原因,指出了现有声学模型的不足之处。针对介质的非线性效应引起的屏幕定向扬声器谐波失真问题,本文通过系统辨识的方法来建立参量阵屏幕定向扬声器的数学模型,在该模型和双边带调制算法的基础之上,提出了一种基于非线性声学和自适应滤波基本理论的预失真补偿算法。从理论上探讨了本文提出的改进算法中的参数和参数对算法性能的影响,使用MATLAB验证了本文提出的算法相对于传统LMS算法、NLMS算法和SVSLMS算法具有更快的收敛速度和更好的稳定性。根据以上理论研究结果,本文以参量阵屏幕定向扬声器作为发声器件,选择对应的芯片设计了基于FPGA的屏幕定向扬声器硬件平台,搭建了屏幕定向扬声器的测试系统,对屏幕定向扬声器做了超声频率响应测试、可听声频率响应测试、指向性测试、声场形态测试以及失真测试。超声频率响应测试、可听声频率响应测试、指向性测试和声场测试的结果表明各项指标均符合使用标准,失真测试结果表明,本文算法相对于无预失真补偿的调制算法,各高阶谐波均有下降,总谐波失真降低了7.49%,测试结果验证了本文提出的补偿算法的有效性。结合本文的理论研究与实验测试结果,可以得出本文提出的补偿算法能够抑制屏幕定向扬声器谐波失真的结论,从而改善便携式设备的屏幕定向扬声器可听声音质。