一种快速响应高声强发声装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种快速响应高声强发声装置，该装置包括控制模块，音频处理模块，多个功率放大模块，多个换能器阵列，外壳，云台和开关电源，本实用新型专利技术具有波束角度窄，±15°@1kHz，利用延时法则实现电控波束的快速偏转，电控波束偏转相对于云台旋转，具有精度高、速度快等优点，可搭配云台使用，实现毫秒级水平360°、垂直‑60°～130°宽角度快速响应的优越性。本实用新型专利技术还利用延时法则实现电控聚焦，可将声束聚焦在空间中一点上，可定点定距发射声波，提高声波的空间作用效果。通过电子器件实现对声束特性的灵活控制，从而提高发生器的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种快速响应高声强发声装置
本技术属于扬声器
，具体涉及一种快速响应高声强发声装置。
技术介绍
快速响应的高声强发声装置是在高声强的基础快速响应各个参数，使装置更加的智能化。在紧急情况下快速响应、精准定向，可以广泛应用于指挥、作战、通信、驱赶、警告等场合。专利CN106125771A——声频定向扬声器及其转向方法中描述通过驱动步进电机调整超声换能器阵列朝向，但如果阵列换能器的尺寸及重量较大时，通过电机调节声束方向则显得十分笨重且调节速度慢，且利用电机实现俯仰调节时，一般俯仰角控制在-45°～45°，或者-15°～75°的范围，俯仰角的调节范围受电机本身性能限制；该专利通过设置旁瓣单元的相位、响度来消除超声换能器阵列产生的声束旁瓣，此方法增加了阵元数量扩大了整个装置的尺寸，当对产品尺寸有要求的情况下此种去除旁瓣的方法非常不利；专利CN10587558A——目标驱离装置及基于所述目标驱离装置的目标驱离方法中通过控制信号相位参数，实现波束方位角控制，但此方法得到的波束转动范围受限于换能器阵列的阵元数量，阵列尺寸，信号频率等等，通常波束转动范围比较小。
技术实现思路
为了解决以上现有技术的不足，本技术利用延时法则实现电控波束偏转，电控波束偏转相对于云台旋转，具有精度高、速度快等优点，可搭配云台使用，实现水平360°、垂直-60°～130°宽角度扫描。本技术还利用延时法则实现电控聚焦，可将声束聚焦在空间中一点上，可定点定距发射声波，提高声波的空间作用效果。通过电子器件实现对声束特性的灵活控制，从而提高发生器的工作效率。本技术采用的技术方案如下：一种快速响应高声强发声装置，包括：控制模块，所述控制模块与音频处理模块和云台分别连接，控制整个音频产生与输出过程同时控制云台工作过程；音频处理模块，所述音频处理模块用于接收控制模块输出的第一音频信号进行滤波处理后形成第二音频信号，第二音频信号再进行自动增益然后形成第三音频信号，第三音频信号通过模/数转换形成第四音频信号，第四音频信号通过DSP进行信号调制形成第五音频信号；多个功率放大模块，所述功率放大模块用于接收音频处理模块最终形成的第五音频信号，通过数/模转换并放大形成第六音频信号；多个换能器阵列，所述换能器阵列用于接收功率放大模块最终发出的第六音频信号，并将所述第六音频信号输出至空气介质中，并在空气中进行非线性自解调，形成定向波束；外壳，所述外壳内部设置所述控制模块音频处理模块、多个功率放大模块、多个换能器阵列、开关电源及云台；云台，所述云台包括水平旋转机构和俯仰旋转机构，用于承载所述外壳；开关电源，设置于外壳上，其输入端与外部电源接口连接，输出端分别与音频处理模块和功率放大模块连接。进一步的，所述的快速响应高声强发声装置，所述控制模块包括控制面板和显示面板，所述控制面板包括音频信号设置、播放/暂停键、停止键、音量调节键、波束角度调节键、云台角度调节键、多波束控制键、聚焦控制键或窗函数设置中的一种或多种，所述显示面板包括显示声波波束方位空间示意图、波束角度调节数值、多波束模式、聚焦距离模式、窗函数类型、音频信号名称、工作状态指示或故障报警的一种或几种。进一步的，所述的快速响应高声强发声装置，所述音频处理模块包括音频信号输入端，控制信号输入端，滤波电路，自动增益电路，模/数转换电路，DSP和MCU。进一步的，所述的快速响应高声强发声装置，换能器阵列包括输入端、阵列控制器和多个阵元，模拟信号通过换能器阵列输出至空气介质中，并在空气中进行非线性自解调，形成定向波束；多个阵元采用并联方式级联；所述换能器阵列包括阵列控制器，所述阵列控制器采用开关电路及电流监测模块。进一步的，所述的快速响应高声强发声装置，所述外壳包括防水通音膜和吸声后盖相互连接形成的壳体，壳体内部平行防水通音膜的方向设置支撑板，所述支撑板两端与吸声后盖固定连接；朝向吸声后盖一面的支撑板上设置有音频处理模块和开关电源，朝向防水通音膜一面的支撑板上设置有功率放大模块和换能器阵列，其中换能器阵列叠放设置在功率放大模块上方，所述吸声后盖上设置有音频信号连接器、控制信号连接器、网络连接器和电源接口，外壳的底部设置有与云台连接的连接杆，优选的所述连接杆与云台以可拆卸连接的方式连接。更进一步的，所述的快速响应高声强发声装置，所述控制模块预留设置有激光控制接口、视频控制接口、强光控制接口和麦克风接口，所述控制模块包括有线控制和无线控制中的一种或两种控制方式。更进一步的，所述的快速响应高声强发声装置，换能器阵列的阵元等间距排布，阵元间间距小于等于半波长。更进一步的，所述的快速响应高声强发声装置，多个换能器阵列中的换能器阵列等间距布放，相邻的换能器阵列间隙与阵元间间距相等。更进一步的，所述的快速响应高声强发声装置的快速响应方法，通过控制模块调节音频信号和控制信号参数，确定声信号的类型及辐射方向，通过内部算法程序快速分析波束角度调节范围，云台角度调节范围，利用云台和波束控制相结合的方式实现向目标方向辐射声束；实现窄带波束发射，波束角度±15°@1kHz，水平360°，垂直-60°～130°宽角度扫描；通过控制模块，调节发声装置工作模式，包括以下三种模式：模式1，所有换能器阵列均进行工作，形成高声强单波束；模式2，部分换能器阵列进行工作，工作的阵列间距不变，形成声压级相对低一些的单波束；模式3，部分换能器阵列进行工作，工作的阵列间距改变，形成多波束。更进一步的，通过所述的控制模块，调节聚焦距离模式，可以根据要求自行设定焦点距离发声装置的距离，由DSP进行算法计算，使声束聚焦在焦点位置；通过所述的控制模块，调节窗函数类型，由DSP进行算法计算，对波束实现不同的幅值加权。更进一步的，所述的快速响应高声强发声装置，所述控制模块包括音频信号输出端，控制信号输出端，电源接口，云台控制接口；所述控制模块输出的音频信号为第一音频信号；更进一步的，所述的快速响应高声强发声装置，所述控制模块的音频信号输出端与所述外壳上设置的音频连接器相连接；所述控制模块的控制信号输出端与所述外壳上设置的控制连接器相连接；更进一步的，所述的快速响应高声强发声装置，所述音频处理模块包括音频信号输入端，控制信号输入端，滤波电路，自动增益电路，模/数转换电路，DSP（数字信号处理单元），MCU（微控制单元），I2S总线和I2C总线；第一音频信号通过所述的音频信号输入端进入滤波电路，形成第二音频信号，第二音频信号通过自动增益电路形成第三音频信号，第三音频信号通过模/数转换电路形成第四音频信号，第四音频信号通过DSP进行信号调制形成第五音频信号。更进一步的，所述外壳上的音频连接器与音频处理模块音频信号输入端相连接；所述外壳上的控制连接器与音频处理模块的控制信号输入端相连接。更进一步的，所述的快速响应高声强发声装置，所述功率放大模块包括输入端、输出端，第五音频信号通过I2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速响应高声强发声装置，其特征在于，包括：/n控制模块，所述控制模块与音频处理模块和云台分别连接；/n音频处理模块，所述音频处理模块用于接收控制模块输出的第一音频信号进行滤波处理后形成第二音频信号，第二音频信号再进行自动增益然后形成第三音频信号，第三音频信号通过模/数转换形成第四音频信号，第四音频信号通过DSP进行信号调制形成第五音频信号；/n多个功率放大模块，所述功率放大模块用于接收音频处理模块最终形成的第五音频信号，通过数/模转换并放大形成第六音频信号；/n多个换能器阵列，所述换能器阵列用于接收功率放大模块最终发出的第六音频信号，并将所述第六音频信号输出至空气介质中，并在空气中进行非线性自解调，形成定向波束；/n外壳，所述外壳内部设置所述控制模块音频处理模块、多个功率放大模块、多个换能器阵列、开关电源及云台；/n云台，所述云台包括水平旋转机构和俯仰旋转机构，用于承载所述外壳；/n开关电源，设置于外壳上，其输入端与外部电源接口连接，输出端分别与音频处理模块和功率放大模块连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种快速响应高声强发声装置，其特征在于，包括：
控制模块，所述控制模块与音频处理模块和云台分别连接；
音频处理模块，所述音频处理模块用于接收控制模块输出的第一音频信号进行滤波处理后形成第二音频信号，第二音频信号再进行自动增益然后形成第三音频信号，第三音频信号通过模/数转换形成第四音频信号，第四音频信号通过DSP进行信号调制形成第五音频信号；
多个功率放大模块，所述功率放大模块用于接收音频处理模块最终形成的第五音频信号，通过数/模转换并放大形成第六音频信号；
多个换能器阵列，所述换能器阵列用于接收功率放大模块最终发出的第六音频信号，并将所述第六音频信号输出至空气介质中，并在空气中进行非线性自解调，形成定向波束；
外壳，所述外壳内部设置所述控制模块音频处理模块、多个功率放大模块、多个换能器阵列、开关电源及云台；
云台，所述云台包括水平旋转机构和俯仰旋转机构，用于承载所述外壳；
开关电源，设置于外壳上，其输入端与外部电源接口连接，输出端分别与音频处理模块和功率放大模块连接。


2.根据权利要求1所述的快速响应高声强发声装置，其特征在于，所述控制模块包括控制面板和显示面板，所述控制面板上设置有包括音频信号输出端、控制信号输出端、云台接口端、电源接口端、音频类型调节键、云台控制键、工作模式控制键、音频类型调节键、音量调节键、波束角度调节键、云台水平角度调节键、云台垂直角度调节键、聚焦距离模式控制键或窗函数类型设置键中的一种或多种，所述显示面板包括显示屏，所述显示屏能够显示包括声波波束方位空间示意图、波束角度调节数值、多波束模式、聚焦距离模式、窗函数类型、音频信号名称、工作状态指示灯的一种或几种。
<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玲丽，夏瑞芳，仲银召，方健，曹伟，储昊，刘宇清，
申请(专利权)人：南京常荣声学股份有限公司，南京常荣环境科技有限公司，江苏声振声学技术研究所有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32