用于设计线阵列扬声器布置的方法技术

一种用于设计线性阵列扬声器布置的方法包括：提供设计开始参数；基于所述设计开始参数而提供扬声器布置且包含至少一个垂直前阵列；以及以预定义水平角度增量测量具有绕过或省略的电子滤波器的所述扬声器布置的所述频率响应。所述方法还包括：基于所述扬声器布置的所述测量的频率响应以及各个频率点及各个位置处的第一目标频率响应，计算所述垂直前阵列的组合的波束形成及分频滤波器频率响应；以及基于第二目标频率响应而计算所述垂直前阵列的组合的均衡及分频滤波器频率响应，所述组合的均衡及分频滤波器频率响应被配置成获得所述扬声器配置的声学线性相位响应。所述扬声器配置的声学线性相位响应。所述扬声器配置的声学线性相位响应。

【技术实现步骤摘要】
用于设计线阵列扬声器布置的方法


[0001]本公开涉及一种用于设计线阵列扬声器布置的方法。

技术介绍

[0002]具有与专用扬声器(例如低音扬声器、中音扬声器、高音扬声器)连接的多路分频器以及被动分频滤波器的传统箱形扬声器布置仅允许在非常有限程度上控制其在主轴线、前轴线的外部的频率响应(也称为响应、传递函数、函数或特性)。由于衍射效应，围绕围封件水平测量的频率响应取决于围封件形状、宽度及深度，且特定来说，后响应展现出看起来不平滑但通常粗糙且有裂缝的低通特性。在主轴线的垂直上方及下方观察到的响应也偏离了所期望平坦、平滑响应，主要是因为非重合多路扬声器之间的干扰。设计扬声器通常被认为是一种涉及手动调谐所有可用参数直到达到某个所期望声音特征为止的技术。称为“发声”的这一过程通常非常繁琐且很少能产生真正准确及自然的发声产品。期望一种用于扬声器布置的分析设计方法，所述方法允许在空间上在任何给定点处直接产生所期望频率响应。

技术实现思路

[0003]呈现了一种用于设计线阵列扬声器布置的方法，其中所述扬声器布置包括电子滤波器及配备有扬声器的扬声器围封件。所述扬声器连接在所述滤波器的下游，所述扬声器具有膜且经布置以形成至少一个阵列。所述方法包括：提供包含扬声器阵列的数目、每个阵列的扬声器数目、每个阵列的扬声器之间的距离及每个阵列的扬声器膜大小的设计开始参数；提供基于所述设计开始参数的扬声器布置并包含至少一个垂直前阵列；以及以预定义水平角度增量测量具有绕过或省略的电子滤波器的所述扬声器布置的所述频率响应。所述方法还包括：基于所述测量的扬声器布置的频率响应以及各个频率点及各个位置处的第一目标频率响应，计算所述垂直前阵列的所述组合的波束形成及分频滤波器频率响应，所述第一目标频率响应是指定要设计的所述扬声器阵列的所期望频率响应的恒定波束宽度换能器目标频率响应。所述方法还包括：基于第二目标频率响应，计算所述垂直前阵列的组合的均衡及分频滤波器频率响应，所述第二目标频率响应是所述垂直前阵列的所述组合的波束形成及分频滤波器频率响应，并且所述组合的均衡及分频滤波器频率响应被配置成获得所述扬声器布置的声学线性相位响应。所述方法还包括：基于第三目标频率响应，计算水平波束形成滤波器频率响应，所述第三目标频率响应指定要设计的所述扬声器阵列的所期望水平频率响应；以及基于所述垂直前阵列的所述组合的波束形成及分频滤波器频率响应、所述均衡及分频滤波器频率响应以及所述水平波束形成滤波器频率响应来设计所述电子滤波器。
[0004]在对以下详细描述及附图的研究之后，其他方法、特征及优点对于所属领域的技术人员来说将是显而易见的或将变得显而易见。所有此类额外系统、方法、特征及优点旨在包含在本说明书内、处于本专利技术的范围内并受到所附权利要求书保护。
附图说明
[0005]参考以下附图及描述可更好地理解所述方法。各图中的部件未必按比例绘制，而是将重点放在图解说明本专利技术的原理上。此外，在各图中，相似元件符号指定遍及不同视图中的对应部分。
[0006]图1是图解说明相对于示例性扬声器布置的收听距离及收听窗口的示意图。
[0007]图2是更详细地图解说明图1中所展示的示例性扬声器布置的示意图。
[0008]图3是图解说明示例性低通滤波器的所得频率响应的电平对频率图式。
[0009]图4是图解说明根据本文中所呈现的公开内容的示例性设计方法的流程图。
[0010]图5是图解说明圆柱形挡板的示例性理论后衰减随频率变化的电平对频率图式。
[0011]图6是图解说明内置于圆柱形挡板中的高音扬声器在500Hz、1KHz、2KHz及3KHz下的方向性与所期望极性方向性相比较的极坐标图。
[0012]图7是图解说明在数字信号处理器中实施且被配置成驱动至少两个扬声器阵列的扬声器的信号处理结构的框图。
[0013]图8是经由三个不同视图图解说明包含三个垂直阵列的薄塔式广义线阵列扬声器布置的示意图。
[0014]图9是图解说明图8中所展示的扬声器布置的平面中的某一距离处的各种高度偏移的频率响应对组合的前阵列的恒定波束宽度换能器目标函数的电平对频率图式。
[0015]图10是图解说明图8中所展示的扬声器布置的平面中的某一距离处的各种高度偏移的频率响应对后阵列的恒定波束宽度换能器目标函数的电平对频率图式。
[0016]图11是图解说明图8中所展示的扬声器布置的前阵列(组合的前阵列)的分频传递函数的电平对频率图式。
[0017]图12是图解说明图8中所展示的扬声器布置的后阵列的分频传递函数的电平对频率图式。
[0018]图13是图解说明具有可能的最小通道数目的示例性扬声器布置的示意图。
[0019]图14是图解说明图13中所展示的扬声器布置的前阵列的垂直频率响应与由恒定波束宽度换能器目标函数所提供的曲线相比较的电平对频率图式。
[0020]图15是图解说明图13中所展示的扬声器布置的后阵列的垂直频率响应与由恒定波束宽度换能器目标函数所提供的曲线相比较的电平对频率图式。
[0021]图16是图解说明图13中所展示的扬声器布置的前阵列(组合的前阵列)的分频传递函数的电平对频率图式。
[0022]图17是图解说明图13中所展示的扬声器布置的后阵列的分频传递函数的电平对频率图式。
[0023]图18包含两个电平对频率图式，所述图式图解说明在图13中所展示的扬声器布置的下部图式中水平地处于0
°
、90
°
及180
°
处的频率响应以及其在上部图式中的水平波束滤波器响应，这是迭代过程的结果。
具体实施方式
[0024]为了控制要设计的扬声器布置(本文中也称为系统)的垂直辐射模式，采用了垂直波束形成分频设计。可期望将具有专用(多路)扬声器(例如高音扬声器、中音扬声器及低音
扬声器)的传统扬声器阵列设计与阵列控制技术(例如波束形成技术)组合，以便不仅满足轴线外响应的方向性及平滑度，而且满足其他要求，例如在给定围封件大小下的频带低失真、效率及最大声音功率级别。
[0025]一些传统阵列设计技术要求整个阵列具有等同宽带换能器，如以下文章中所描述：R.Taylor、K.Manke、D.B.Keele的“具有恒定方向性的振幅屏蔽的圆弧线阵列(Circular
‑
Arc Line Arrays with Amplitude Shading for Constant Directivity)”(J.Audio Eng.Soc.，第67卷，第6期，2019年6月)；及M.Vander Wal、E.Start、D.De Vries的“对数间隔的恒定方向性换能器阵列的设计(Design of logarithmically spaced constant
‑
directivity transducer arrays)”(J.A.E.S.，第44卷，第6期，1996年6月)。举例来说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于设计线阵列扬声器布置的方法，所述扬声器布置包括电子滤波器及配备有连接在滤波器的下游的扬声器的扬声器围封件，所述扬声器具有膜并被布置以形成至少一个阵列；所述方法包括：提供包含扬声器阵列的数目、每个阵列的扬声器数目、每个阵列的扬声器之间的距离及每个阵列的扬声器膜大小的设计开始参数；基于设计开始参数而提供扬声器布置且包含至少一个垂直前阵列；以预定义水平角度增量测量具有绕过或省略的电子滤波器的所述扬声器布置的频率响应；基于所述扬声器布置的测量的频率响应以及各个频率点及各个位置处的第一目标频率响应，计算所述垂直前阵列的组合的波束形成及分频滤波器频率响应，所述第一目标频率响应是指定要设计的所述扬声器阵列的所期望频率响应的恒定波束宽度换能器目标频率响应；基于第二目标频率响应，计算所述垂直前阵列的组合的均衡及分频滤波器频率响应，所述第二目标频率响应是所述垂直前阵列的所述组合的波束形成及分频滤波器频率响应，并且所述组合的均衡及分频滤波器频率响应被配置以获得所述扬声器布置的声学线性相位响应；基于第三目标频率响应，计算水平波束形成滤波器频率响应，所述第三目标频率响应指定要设计的所述扬声器阵列的所期望水平频率响应；以及基于所述垂直前阵列的所述组合的波束形成及分频滤波器频率响应、所述均衡及分频滤波器频率响应以及所述水平波束形成滤波器频率响应来设计所述电子滤波器。2.如权利要求1所述的方法，其中所述线阵列扬声器布置还包括垂直后阵列，所述方法还包括：基于所述扬声器布置的测量的频率响应以及各个频率点及各个位置处的所述第一目标频率响应，计算所述垂直后阵列的波束形成及分频滤波器响应。3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述线阵列扬声器布置还包括至少一个垂直侧阵列，所述方法还包括：基于所述扬声器布置的所述测量的频率响应以及各个频率点及各个位置处的所述第一目标频率响应，计算所述至少一个垂直侧阵列的波束形成及分频滤波器响应。4.如权利要求1到3中任一项所述的方法，其还包括改变所述设计开始参数中的至少一者并至少重复以下各项：提供所述扬声器布置；测量所述扬声器布置的所述频率响应；计算所述垂直前阵列的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：U霍巴赫，
申请(专利权)人：哈曼贝克自动系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：