【摘 要】
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声定向系统是一项利用超声窄波束性质和调制手段定向载运可听声的融合系统,涉及信号处理、指向性研究、换能器工艺等,可用于多种生活场景,营造私人音域空间,避免噪声污染。虽然该项技术已有一定的理论指导,相关实验验证尚且不足,设计一种能够实现声定向的系统并对其做一定的性能提升是本文的主要出发点。声定向系统的关键技术主要包括声信号处理、阵列指向性及系统搭建三个方面。在信号处理方面:基于已有的信号调制方法,进一
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声定向系统是一项利用超声窄波束性质和调制手段定向载运可听声的融合系统,涉及信号处理、指向性研究、换能器工艺等,可用于多种生活场景,营造私人音域空间,避免噪声污染。虽然该项技术已有一定的理论指导,相关实验验证尚且不足,设计一种能够实现声定向的系统并对其做一定的性能提升是本文的主要出发点。声定向系统的关键技术主要包括声信号处理、阵列指向性及系统搭建三个方面。在信号处理方面:基于已有的信号调制方法,进一步推导分析DSB-AM、SSB-AM等算法单频乃至多频的信号调制过程。利用包络检波方法模拟仿真声定向过程,形象地展示了算法的失真程度,客观分析了各种算法的优劣,结合音频特点提出了混合加权的算法思想;在阵列指向性研究方面:结合理论指向性研究,搭建换能器阵列指向性测试平台,设计验证总结了平面换能器阵列指向性实际规律,提出并验证了三维凹状阵列可用于声定向系统;在系统搭建方面:阐明DSB-AM算法模拟电路及SSB-AM算法DSP实现方法,搭建了一套包含信号输入、信号调制、功率放大及发射阵列模块的声定向系统,探究了调制系数、直流偏置等因素对该声定向系统的影响。结合指向性测试平台,从理论、实验和数据三个方面对该声定向系统进行进一步的优化。搭建了以DSB-AM调制原理设计的微型模拟声定向系统。该系统成本低,实现简单,模块化设计灵活可换。比起常规的单频信号研究能够更好的还原音频信号,提供了声定向系统性能优化方向并完成了系统阶段性能优化。
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