定向传音技术研究

近期看到了关于超声波定向传音的介绍,也查到了些类似的产品,想着自己也做一个,欢迎大家参与

基本理论:振荡器产生正弦波信号,由音频信号对其进行调幅,调幅波进行放大,推动超声波换能器发出调制超声波,调制超声波到达人耳后自动解调出音频,实现超声波定向传音。按这个原理,我做了一个,验证是可行的。实验超声波频率40KHZ 用40KHZ超声波传感器进行换能发射。欢饮讨论

来自:非主流科学 / 江湖科学技术
流云 作者
2年11个月前
1楼


定向传音实验.mp4 4.92MB  

attachment icon 定向传音.docx 632.54KB DOCX 174次下载

 

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
虎哥
2年11个月前
2楼

理论早在很多年前就已经解决,参见:

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

国外也早有相关产品,参见:

https://www.kechuang.org/t/64590

该装置的难点在于换能器。至于楼主说的40KHz超声波传感器(?),由于Q值太高,完全不适用。

就DIY而言,静电扬声器可能是可以的。想扩大功率,基本上只有设计特制的换能器。

请楼主先介绍自己的研究。

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
流云作者
2年11个月前
3楼

试过超时波喇叭,没有方向性直接可以听到声音,响度很大

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
虎哥
2年11个月前
4楼

看了一下阿里上的喇叭,有20KHz中心频率的驱鸟器喇叭,6dB带宽有3k左右,Q值应该不算太高,预估可以勉强还原人声。

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
流云作者
2年11个月前
5楼

现在缺个40khz正弦波公放,视频是用2030驱动定压功放的变压器输出60v驱动4个超声波传感器发声的

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
流云作者
2年11个月前
6楼

谁给推荐一个


回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
虎哥
2年11个月前
7楼

刚把1楼的文档下载下来看了一下,现在终于知道了,楼主说的跟我说的不是一个东西。而且可以断定,1楼文档纯属胡扯,该文档作者连概念都没搞明白,更像是“家电维修”水平的民科YY出来的东西。而且他根本没做过实验或者实验有极大漏洞,被假象所误导。

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
流云作者
2年11个月前
8楼

我按他的原理验证过,是可行的,和你说的不一致不能就是错的,实践是检验真理的唯一标准

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
虎哥
2年11个月前 修改于 2年11个月前
9楼

我没说过因为不一致所以就是错的哈,仔细看帖,“东西”后面是句号。帖子最后是“被假象所误导”。你所谓的实践检验真理很可能遇到了假象(换能器本身的解调)。

直接调幅就搞出高科技,世界上哪有这么便宜的事情。对于$$G(t) = {f_\Omega }(t)\cos {\omega _c}t$$

空气和人耳要想通过任何效应得到$${f_\Omega }(t)$$

至少从能量的角度而言效率是不高的。如果您感兴趣,可以算一下。理论证明不行,实践就肯定不行,这才叫真理。

调幅信号的效果我们早先做过测试,结论是,对于100%调幅度的激励,超声波的响度达到90-100dB时,人耳几乎完全听不到调制的那个音频。

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
超新星のktjc
2年11个月前
10楼
引用虎哥发表于2楼的内容
理论早在很多年前就已经解决,参见:https://www.kechuang.org/t/50962国...

@虎哥 你在二楼给出的第一个链接不就是调幅信号吗?只不过DSB-SC只能实现定向,而参量阵(SSB)可以在一定范围上控制可听距离。

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
虎哥
2年11个月前
11楼
引用超新星のktjc发表于10楼的内容
@虎哥 你在二楼给出的第一个链接不就是调幅信号吗?只不过DSB-SC只能实现定向,而参量阵(SSB)...

空气和耳朵都不是整流二极管,主要是乘法,最后得到平方项很大,调制度越高越大,调制度低了又没啥意义。而且把所有解调结果算进来,能量损失的理论最小值也至少有四分之三,实际会更大一些。如果只把里面的基带取出来,所剩就不多了。

所以需要先对音频进行预进行处理(比如,开方),或者转而采用SSB调制。

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
虎哥
2年11个月前
12楼

晚上重新算了一下普通调幅的响应,结果中有一个调制信号分量,同时也有很大的倍频产物。换句话说,如果超声的强度足够大,还是能听到明显的声音。所以楼主的方法尽管粗糙,但在某些场合还是有实用性,毕竟难度小成本低。前面把这事说得太严肃,十分抱歉。

晚上重新用信号源推动压电陶瓷换能器,驱动电压10Vpp,载波频率20k,调制频率1-3k,声音几乎听不到。耳朵凑很近了才听到一点声音,此时耳朵已经感到换能器的“风”了,感觉很不好。

压电陶瓷阻抗高,Q值高,不适合。如果能特制动圈的就很好,功放也就简单了。


回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
流云作者
2年11个月前
13楼

现在需要个好的驱动功放

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
流云作者
2年11个月前
14楼

定压功放输出60V接超声波换能器

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
zx-16533
2年10个月前 修改于 2年10个月前
15楼

测试了下 ,用频率40kHz和41kHz的两路20Vpp的正弦波分别推动并排放的两个这种传感器,并不能产生人耳可察觉的声音。但是如果输入10kHz以下的的低频信号则可以产生明显的声音。怀疑楼主的声音是AM波直接在换能器内部解调产生的。

空气的非线性可能需要较高的强度才能体现出来

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
流云作者
1年8个月前
16楼

疫情期间,改进了一下电路,音质和传输距离都提高了,证明原理没有错😁


VID_20200223_221200.mp4 70.27MB


VID_20200223_221200.mp4 70.27MB


VID_20200223_221200.mp4 70.27MB


VID_20200223_221200.mp4 70.27MB


回复
评论
2
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
solitons2000
1年8个月前
17楼

我也很好奇能产生声音!!想问一下耳朵也有听到不,还是说用麦克风能听到的声音更响。 我以前试过普通40K超声探头好像输出频率在39-41Khz之间,实际在41KHz超声的信号很小(当然我只是用超声对测的),所以似乎从理论上来说,有可能非线性生产特定的声音。不知能不能放出合成固定频率的声音信号,并测试出频率与强度的关系曲线?

回复
评论(1)
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
m24h
1年8个月前
18楼

感觉传音这功能没啥用

不如试试声能聚集吧

我想起这个是因为

以前做某实验时用过超声波引发

功率也不算大就几瓦的样子

手指居然被弄伤了

用个塑料片放在超声波前进的某路径上

塑料片居然在某个聚焦点被很快地溶出一个洞

只是单片陶瓷

可能因为凑巧的声学结构

功率在水中聚集成一个小点


回复
评论
1
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
流云作者
1年8个月前
19楼
引用solitons2000发表于17楼的内容
我也很好奇能产生声音!!想问一下耳朵也有听到不,还是说用麦克风能听到的声音更响。 我以前试过普通40...

耳朵可以听见 sticker

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
流云作者
1年8个月前
20楼
引用solitons2000发表于17楼的内容
我也很好奇能产生声音!!想问一下耳朵也有听到不,还是说用麦克风能听到的声音更响。 我以前试过普通40...

声音小是功率问题,把功率放大些

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
流云作者
1年8个月前
21楼


VID_20200224_213825.mp4 107.30MB


VID_20200224_213825.mp4 107.30MB

继续,今天又加了两个换能器,波了低音丰富的歌曲,毫无问题

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
流云作者
1年8个月前
22楼

播放语音,也没有问题


VID_20200224_221741.mp4 87.61MB


回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
流云作者
1年8个月前
23楼
引用虎哥发表于7楼的内容
刚把1楼的文档下载下来看了一下,现在终于知道了,楼主说的跟我说的不是一个东西。而且可以断定,1楼文档...

没你算的好,扯出这么个


VID_20200224_221741.mp4 87.61MB


回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
流云作者
1年8个月前
24楼
引用虎哥发表于9楼的内容
我没说过因为不一致所以就是错的哈,仔细看帖,“东西”后面是句号。帖子最后是“被假象所误导”。你所谓的...

故弄玄虚,好像懂得很多理论知识

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
m24h
1年8个月前
25楼

阵列的干涉现象可以感受到了

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
虎哥
1年8个月前 修改于 1年8个月前
26楼

大型膨胀现场 sticker

如果你没有做开方的话,最好是用非MEMS的录音设备来进行测试,用单音扫个THD看看。

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
流云作者
1年8个月前
27楼
引用虎哥发表于26楼的内容
大型膨胀现场如果你没有做开方的话,最好是用非MEMS的录音设备来进行测试,用单音扫个THD看看。

我是证明了调制的超声波人耳是可以听到的,而且效果也很好,测THD总谐波失真有什么用,那是锦上添花的事儿,别老拿几个英文缩写来装很有知识,任何信号经过放大,特别是功放都会有失真的,你大概明白吧,这个可以通过好的功放设计逐步减少。

-2
学术分
虎哥
2020-02-25
以无知为武器的违规行为。
回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
托卡马克
1年8个月前
28楼

国内甚至还有靠这个技术开的公司。靠数量堆功率。。。

Screenshot_2020-02-25-08-57-00-426_com.taobao.taobao.png

1582593096072.png



回复
评论(1)
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
将军不下马
1年8个月前
29楼

定向传声 sticker 有搞过 声透镜 的同学吗

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
3DA502
1年8个月前
30楼

板砖飞天现场😂

回复
评论
3
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
流云作者
1年8个月前
31楼
引用流云发表于27楼的内容
我是证明了调制的超声波人耳是可以听到的,而且效果也很好,测THD总谐波失真有什么用,那是锦上添花的事...

恼羞成怒了,还扣了2分学术分,唉,中国的悲哀呀,就这点儿心胸🤓

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
solitons2000
1年8个月前
32楼
引用流云发表于20楼的内容
声音小是功率问题,把功率放大些

赞一下用实验来论证自己的观点的态度!能问一下,你的驱动功率用多大的?加载到超声探头上的电压升压到多少V的? 这种特性比较有意思,我也想做一下试试。

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
刺刀尖
1年8个月前
33楼
引用托卡马克发表于28楼的内容
国内甚至还有靠这个技术开的公司。靠数量堆功率。。。

看了一下不是一般的贵呀,看来对抗小区里的那群广场舞只能靠3M1100海绵耳塞了

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
流云作者
1年8个月前
34楼
引用solitons2000发表于32楼的内容
赞一下用实验来论证自己的观点的态度!能问一下,你的驱动功率用多大的?加载到超声探头上的电压升压到多少...

功率10w左右,电压100V左右,电压必须高,这个很关键,祝你成功

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
dellric
1年8个月前
35楼

很不错的设计,不过“听”到声音应该是接收器的非线性特性进行的解调,而不是空气的非线性。如果是空气的非线性解调,那么就应该没有了定向特性了。请问楼主这个10w功率,能够大致传输多远的距离(人耳能听辨人声的情况下)?

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
solitons2000
1年8个月前 修改于 1年8个月前
36楼
引用流云发表于34楼的内容
功率10w左右,电压100V左右,电压必须高,这个很关键,祝你成功

好的,非常感谢! !!

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
流云作者
1年8个月前
37楼
引用dellric发表于35楼的内容
很不错的设计,不过“听”到声音应该是接收器的非线性特性进行的解调,而不是空气的非线性。如果是空气的非...

没有到开阔地实验,在家里8米左右,声音人耳可以识别,但响度不高,这和功放的匹配有关系,实验功放和换能器之间没有进行严格的阻抗匹配调制。实验中可以明显感觉到有声柱存在,晃动换能器,可以感觉到声音柱的晃动,不是接收器非线性解调的结果

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
琦玉
1年6个月前
38楼
回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
病儿爷
1年1个月前
39楼
引用流云发表于23楼的内容
没你算的好,扯出这么个淡


100个这种超声波换能器大概几瓦功率

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
黑体辐射
1年1个月前
40楼

三阶麦克劳林展开调制

VID_20170618_204204.mp4 61.52MB


VID_20170618_212204.mp4 62.00MB


回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论

想参与大家的讨论?现在就 登录 或者 注册

所属专业
上级专业
%7B%22isDisplay%22%3Atrue%7D

仅供内部学术交流或培训使用,请先保存到本地。本内容不代表科创观点,未经原作者同意,请勿转载。

下载

插入资源
全部
图片
视频
音频
附件
全部
未使用
已使用
正在上传
空空如也~
上传中..{{f.progress}}%
处理中..
上传失败,点击重试
等待中...
{{f.name}}
空空如也~
(视频){{r.oname}}
{{selectedResourcesId.indexOf(r.rid) + 1}}
处理中..
处理失败
插入表情
我的表情
共享表情
Emoji
上传
注意事项
最大尺寸100px,超过会被压缩。为保证效果,建议上传前自行处理。
建议上传自己DIY的表情,严禁上传侵权内容。
点击重试等待上传{{s.progress}}%处理中...已上传
空空如也~
草稿箱
加载中...
此处只插入正文,如果要使用草稿中的其余内容,请点击继续创作。
{{fromNow(d.toc)}}
{{getDraftInfo(d)}}
标题:{{d.t}}
内容:{{d.c}}
继续创作
删除插入插入
{{forum.displayName}}
{{forum.countThreads}}
篇文章,
{{forum.countPosts}}
条回复
{{forum.description || "暂无简介"}}
ID: {{user.uid}}
学术分隐藏
投诉或举报
加载中...
{{tip}}
请选择违规类型:
{{reason.type}}

空空如也

支持的图片格式:jpg, jpeg, png
插入公式
分享回复:{{shareId}}
加载中...
评论控制
加载中...
文号:{{pid}}
投诉或举报
加载中...
{{tip}}
请选择违规类型:
{{reason.type}}

空空如也

加载中...
详情
详情
推送到专栏从专栏移除
设为匿名取消匿名
查看作者
回复
只看作者
加入收藏取消收藏
加入关注取消关注
折叠回复
置顶取消置顶
评学术分
鼓励
设为精选取消精选
建议修改
编辑
通过审核
评论控制
退修或删除
历史版本
违规记录
投诉或举报
加入黑名单移除黑名单
查看IP
{{format('YYYY/MM/DD HH:mm:ss', toc)}}
投诉或举报
加载中...
{{tip}}
请选择违规类型:
{{reason.type}}

空空如也

下载资料
{{fileName}}
大小:{{size}}
下载当前附件将花费 {{costMessage}}
{{description}}
你当前剩余 {{holdMessage}}
{{fileName}}
大小:{{size}}
当前附件免费。
你已购买过此附件,下载当前附件不需要花费积分。
加载中...
{{errorInfo}}
附件已丢失
当前账号的附件下载数量限制如下:
时段 个数
{{f.startingTime}}点 - {{f.endTime}}点 {{f.fileCount}}