声频定向扬声器及装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种声频定向扬声器及装置，包括信号放大器、信号转换器、数字调制器、模拟功率放大器和超声波换能器，其中，信号放大器将接收到的模拟信号进行放大；信号转换器与信号放大器电连接，该信号转换器将接收到的放大模拟信号进行模数转换；数字调制器与信号转换器电连接，该数字调制器将模数转换后的数字信号进行调制；调制后的信号再经信号转换器，将调制音频信号再转换为模拟信号；模拟功率放大器与信号转换器电连接，将接收到的模拟信号进行功率放大；超声波换能器与模拟功率放大器电连接，用于接收到的模拟信号转换成超声波发射到空气中。本实用新型专利技术使得发声设备发射的音频信号可以定向传播，降低发声设备产生的噪声污染。

Audio directional loudspeaker and device

The utility model provides an audio directional loudspeaker and device, which comprises a signal amplifier, a signal converter, digital modulator, analog power amplifier and ultrasonic transducer, the signal amplifier of the received analog signal amplification; the signal converter is connected with the signal amplifier, the signal converter will amplify the received analog signal to digital conversion; digital modulator and signal converter is electrically connected to the digital modulator after ADC modulation; signal modulated by the signal converter, will be converted into analog signals for audio signal; analog power amplifier and the signal converter is electrically connected to the received analog signal for power amplification; ultrasonic transducer connected with the analog power amplifier power for the received analog signal is converted into super Sound waves are emitted into the air. The utility model enables the audio signals emitted by the sounding equipment to be transmitted directionally, thereby reducing the noise pollution generated by the sounding equipment.

【技术实现步骤摘要】
声频定向扬声器及装置
本技术涉及信号处理
，尤其是涉及一种声频定向扬声器及装置。
技术介绍
现在随着科技的发达，发声设备逐渐增多，而发声设备中应用传统的扬声器发出的声音都是全方位发散的，四周的人都可以听见，所以很多发声设备在给人们带来娱乐的同时，也对居民生活造成了一定的噪声污染。针对噪音污染问题，人们也采用了很多方法，例如隔音玻璃墙等。但是这些手段，不仅成本很高，而且无法从根源上减少噪音污染。目前针对上述问题，国内外研究学者结合声频定向技术来实现声音的定向传输。该技术利用超声波在空气传播中的非线性交互作用产生高指向性自解调可听声，从而实现声频的定向传播。但是，目前声频定向技术在国内还处于待研发阶段，而没有得到有效的利用，无法有效的解决上述发声设备产生噪音污染的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种声频定向扬声器及装置，以降低上述发声设备产生噪音污染的问题。第一方面，本技术实施例提供了一种声频定向扬声器，包括：信号放大器、信号转换器、数字调制器、模拟功率放大器和超声波换能器，其中，所述信号放大器，用于接收第一模拟音频信号，并放大所述第一模拟音频信号，生成第一放大模拟音频信号，将所述第一放大模拟音频信号发送至所述信号转换器；所述信号转换器，与所述信号放大器电连接，用于接收所述第一放大模拟音频信号，并将所述第一放大模拟音频信号转换成数字音频信号，将所述数字音频信号发送至所述数字调制器；所述数字调制器，与所述信号转换器电连接，用于接收所述数字音频信号，对所述数字音频信号进行调制，生成调制音频信号，并将所述调制音频信号发送至所述信号转换器，所述信号转换器将所述调制音频信号转换成第二模拟音频信号并发送至所述模拟功率放大器；所述模拟功率放大器，与所述信号转换器电连接，用于接收所述第二模拟音频信号，并放大所述第二模拟音频信号，生成第二放大模拟音频信号；所述超声波换能器，与所述模拟功率放大器连接，用于接收所述第二放大模拟音频信号，将所述第二放大模拟音频信号转化为超声波信号，并发射所述超声波信号。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述模拟功率放大器包括OPA548集成芯片。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述数字调制器为DE2-70开发板。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述超声波换能器的截面为正六边形。结合第一方面或者第一方面的第三种可能的实施方式，本技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述超声波换能器包括多个超声波发射头，所述多个超声波发射头均匀布置在所述超声波换能器中，所述多个超声波发射头采用并联方式电连接。结合第一方面的第四种可能的实施方式，本技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述超声波发射头的形状为圆形活塞状，所述超声波发射头的直径为16mm，相邻所述超声波发射头之间的距离为0.4mm。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述信号放大器包括OP07集成运放芯片。第二方面，本技术实施例还提供一种声频定向装置，包括旋转台和如上所述任一实施方式的扬声器，所述旋转台，用于固定安装所述超声波换能器，以使所述超声波换能器转动。结合第二方面，本技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述旋转台包括底座和安装件，所述安装件包括第一安装面和与所述第一安装面呈预设夹角的第二安装面，所述第二安装面旋转安装在所述底座上；所述第一安装面，与所述第二安装面固定连接，用于固定所述超声波换能器。结合第二方面或者第二方面的第一种可能的实施方式，本技术实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括控制器，所述控制器与所述旋转台连接，用于控制所述旋转台转动。本技术实施例带来了以下有益效果：本技术应用声频定向扬声器及装置，使得发声设备发射的音频信号可以定向传播，降低发声设备产生的噪声污染。本技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的声频定向扬声器的结构示意图；图2为本技术实施例提供的声频定向扬声器中超声波换能器的结构示意图；图3为本技术实施例提供的声频定向扬声器中超声波换能器的工作原理图；图4为本技术实施例提供的声频定向装置的结构示意图；图5为本技术实施例提供的声频定向装置中旋转台的各组件结构示意图；图6为本技术实施例提供的声频定向装置中旋转台的结构示意图。图标：110-信号放大器；120-信号转换器；130-数字调制器；140-模拟功率放大器；150-超声波换能器；151-超声波发射头；152-PCB；550-控制器；560-旋转台；570-声频定向扬声器；160-安装件；161-第一安装面；162-第二安装面；163-限位安装孔；164-凸型滑块；170-底板；171-固定孔；172-第一螺纹孔；173-第一延伸片；180-第一旋转层；181-第二螺纹孔；182-第三螺纹孔；183-第二延伸片；184-第三延伸片；190-第二旋转层；191-第四螺纹孔；192-曲线滑槽；193-第四延伸片；200-第一螺栓；210-第二螺栓；220-底座。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。目前发声设备中应用传统的扬声器发出的声音都是全方位发散的，从而产生噪音污染的问题，基于此，本技术实施例提供的一种声频定向扬声器及装置，可以使得发声设备发射的音频信号可以定向传播，降低发声设备产生的噪声污染。为便于对本实施例进行理解，首先对本技术实施例所公开的一种声频定向扬声器进行详细介绍。图1示出了根据本技术实施例提供了一种声频定向扬声器。如图1所示，该扬声器包括：信号放大器110、信号转换器120、数字调制器130、模拟功率放大器140和超声波换能器150。信号放大器110采用了基于集成运放芯片设计的前端小信号模块，该信号放大器110用于接收第一模拟音频信号，并将该第一模拟音频信号进行例如10倍的放大，生成第一放大模拟音频信号，将该第一放大模拟音频信号发送至信号转换器120。其中，上述集成运放芯片可选用型号OP07、O本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种声频定向扬声器，其特征在于，包括：信号放大器、信号转换器、数字调制器、模拟功率放大器和超声波换能器，其中，所述信号放大器，用于接收第一模拟音频信号，并放大所述第一模拟音频信号，生成第一放大模拟音频信号，将所述第一放大模拟音频信号发送至所述信号转换器；所述信号转换器，与所述信号放大器电连接，用于接收所述第一放大模拟音频信号，并将所述第一放大模拟音频信号转换成数字音频信号，将所述数字音频信号发送至所述数字调制器；所述数字调制器，与所述信号转换器电连接，用于接收所述数字音频信号，对所述数字音频信号进行调制，生成调制音频信号，并将所述调制音频信号发送至所述信号转换器，所述信号转换器将所述调制音频信号转换成第二模拟音频信号并发送至所述模拟功率放大器；所述模拟功率放大器，与所述信号转换器电连接，用于接收所述第二模拟音频信号，并放大所述第二模拟音频信号，生成第二放大模拟音频信号；所述超声波换能器，与所述模拟功率放大器连接，用于接收所述第二放大模拟音频信号，将所述第二放大模拟音频信号转化为超声波信号，并发射所述超声波信号。

【技术特征摘要】
1.一种声频定向扬声器，其特征在于，包括：信号放大器、信号转换器、数字调制器、模拟功率放大器和超声波换能器，其中，所述信号放大器，用于接收第一模拟音频信号，并放大所述第一模拟音频信号，生成第一放大模拟音频信号，将所述第一放大模拟音频信号发送至所述信号转换器；所述信号转换器，与所述信号放大器电连接，用于接收所述第一放大模拟音频信号，并将所述第一放大模拟音频信号转换成数字音频信号，将所述数字音频信号发送至所述数字调制器；所述数字调制器，与所述信号转换器电连接，用于接收所述数字音频信号，对所述数字音频信号进行调制，生成调制音频信号，并将所述调制音频信号发送至所述信号转换器，所述信号转换器将所述调制音频信号转换成第二模拟音频信号并发送至所述模拟功率放大器；所述模拟功率放大器，与所述信号转换器电连接，用于接收所述第二模拟音频信号，并放大所述第二模拟音频信号，生成第二放大模拟音频信号；所述超声波换能器，与所述模拟功率放大器连接，用于接收所述第二放大模拟音频信号，将所述第二放大模拟音频信号转化为超声波信号，并发射所述超声波信号。2.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于，所述模拟功率放大器包括OPA548集成芯片。3.根据权利要求1所述的扬声器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪大奎，刘文超，史晓彤，曾张帆，周艳玲，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42