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关于参量阵扬声器的小结
2026/01/26
IP:四川

又想起这个事来。

十三年前,warmonkey将其理论介绍到了KC

https://www.kechuang.org/t/50962

八年前,流云发表了一个相关的DIY

https://www.kechuang.org/t/83415

不过当网友指出理论上的问题,探讨提高的方法之后,该作者采用了错误的方式对抗,一会儿说别人故弄玄虚,一会儿指责别人心胸不足。这使得楼主的制作停留在“家电维修DIY”的水平,没能进展到“研发”水平。

在十多年前,“传音入密”是比较流行的探讨方向,具体可以在站内搜索。

为了方便网友快速了解相关知识,这里再做简单小结。

1、空气具有非线性,可以解调带幅度调制的超声波。这种非线性的主要表现是平方关系,因此通常按照平方检波+2阶微分简化处理,这使得参量阵扬声器的效果可以用数学描述。

2、普通调幅信号可以被空气解调,但会产生调制信号的平方项,因此有较大失真。

3、如果抑制掉载波,则会得到更多高次项。好处是,抑制载波可以节省一半驱动功率。

4、可以对调制信号(原始声音)做预失真处理,一个直观且常见的办法是平方根预失真(在数字域开方)。

5、或者,采用传输部分载波的单边带,也可以减少平方项,同时节省四分之一到一半的功率。

6、预失真后的调试信号,由DSP或者速度较快的单片机通过算法产生,经DAC输出后被功放放大,去推动换能器。

7、换能器的Q值不能太高。许多工业用换能器Q值很高,通俗的讲就是谐振在工作频率上,因此带宽很窄,会带来更多失真。平方根预失真会增加对带宽的要求,需要巧妙的处理来限制其带宽。

8、不要用手机来拍摄和演示效果,因为手机麦克风通常是MEMS麦克风,对超声波的响应远高于低频,如果超声波较强,可能产生失真或假信号,并不能准确表达实际效果。

参考文献

attachment iconInvestigation_of_the_Steerable_Parametric_Loudspeaker_Based_on_Phased_Array_Techniques.pdf17.42MBPDF10次下载预览

attachment iconReview Parametric Acoustics.pdf850.76KBPDF9次下载预览

attachment icon参量阵扬声器数字处理算法研究.pdf95.17MBPDF15次下载预览

更多的文献可以自行查询,甚至还有专著。有趣的是,这个领域虽然不是中国人开创的,但主要文献都是中国人写的。或许,中国更需要这种技术来开展不可言说的工作。

[ 修改于8个月27天前 - 2026/02/05 17:51:15 ]
2
1
虎哥作者
8个月27天前IP:四川
948824
1楼

买了一本集大成的书。为了降低失真,也是做到了相当离谱的程度。

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引用
评论
2
7个月18天前IP:广东
949245
2楼
引用虎哥发表于1楼的内容
买了一本集大成的书。为了降低失真,也是做到了相当离谱的程度。[图片][图片][图片][图片][图片][图片][图片][图片]

它这些都是基于Volterra级数开发出来的算法,适合描述有记忆低阶弱非线性系统。


本质上换能器就是个压缩点很低的放大器,又要在SSB信号上压榨出最大功率。所以这东西跟数字预失真一样的。先得想办法提高换能器性能,尽量做成宽带大功率,PZT之类的换能器,Q值高频带窄,应该是不太合适。


有很多较新的数值模型可以实现非线性补偿,关键是得先把换能器特性测出来。

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我也是有底线的