透明式定向發(fā)聲換能器的研究與設計
發(fā)布時間：2021-01-05 08:43
透明式定向發(fā)聲換能器作為一種新型超聲換能器,有著音質好、高指向性和應用前景廣等特點,尤其在電子應用領域,透明式定向發(fā)聲換能器可以和屏幕相結合,將已調至的超聲波信號發(fā)射至介質中,超聲波在介質中傳播時的非線性效應使得超聲波信號自解調產生出可聽聲信號,能傳播到很遠的距離并且具有良好的指向性,相比于傳統(tǒng)的聲頻定向換能器具有更大的優(yōu)勢。但基于透明式定向發(fā)聲換能器的研究目前正處于起步階段,相關的可實用的透明式功能材料稀少,并且,透明式換能器的加工工藝尚不成熟,透明式定向發(fā)聲換能器仍存在技術實現困難的問題,為此,本文在現有的透明材料和加工工藝的基礎上,設計一種新型的透明式定向發(fā)聲換能器結構,并通過仿真和實驗,開展基于聲頻定向應用領域透明式換能器的研究。本課題的具體研究工作主要包括:根據聲頻定向基本理論,研究透明式定向發(fā)聲換能器的發(fā)聲原理、固有頻率對遠近場臨界距離的影響、超聲載波頻率對聲場分布的影響。然后,通過總結歸納已產品化的換能器結構,提出本課題的透明式定向發(fā)聲換能器技術要求,設計了一種基于逆壓電效應的有效的透明式定向發(fā)聲換能器結構——壓電雙夾片式的圓形多層懸膜透明式換能器結構,利用有限元仿真軟件...
【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：71 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
FilmSpeaker揚聲器
功能部件采用了透明的聚丙烯酰胺（PolyAcrylamide）材料作為振動薄膜和固定電極。該揚聲器的正負電極中間的介質是鹽水，在電極上施加疊加了音頻信號的高壓使鹽水電離，從而使薄膜振動發(fā)聲，該揚聲器頻率范圍介于 20Hz到 20kHz 之間。這種新型的透明靜電式揚聲器有隔音作用，可貼在玻璃窗或者各類玻璃屏幕上做為隔音材料：將固定電極正對著屏幕外，振動面對著內部方向，然后施加直流高壓電，可以阻隔掉窗外的噪音。這種靜電式揚聲器還可以代替心臟起搏器，將固定電極對著外面，振動面對著胸膛，配置驅動電路后可有效使用。這種揚聲器還有一個優(yōu)點就是它非常省電，電池可以支撐一個揚聲器若干年后才需更換[13]。2013 年，消費者電子博覽會上，美國的 Turtle Beach 公司首次向世界展示了HyperSound，獲得了巨大的關注。以頂級游戲耳機而出名的 Turtle Beach 從此也因HyperSound 被大家熟知。HyperSound Glass 由多層透明材料組成，且膜能定向發(fā)聲。該公司的 HyperSound 技術取得了巨大的突破，使用一個透明窗體定向發(fā)聲，打開了探索未來透明型定向發(fā)聲器的大門。并且向市場推出了成熟的聲頻定向產品，這是透明式換能器與聲頻定向的首次結合[14-16]，如圖 1-2 所示。
電子科技大學碩士學位論文似于瓣動的前面板。這個成果的揚聲器系統(tǒng)又輕又薄，能夠產生豐富的、整頻范圍的完整立體聲音。無形、無線的設計可以使它隱藏在各種裝修風格的。Clio 底座的側面帶有音量大/小，靜音以及藍牙按鈕，整個音箱的規(guī)格大小 23.5cm*32.1cm*9.5cm，重量為 0.88 千克。Clio 的輸入功率為 100-240V0-60Hz0.75A；輸出功率為：24V 1000mA 24W。通過藍牙方式進行連接，最多持 8 個藍牙功能設備。在功能上，它可以通過內置的藍牙連接到智能設備，智能設備為音頻源播放音樂，它的藍牙范圍可支持 9.1 米以上，并支持大多數 i Android 設備。此外 Clio 還提供 3.5mm 端口進行物理鏈接[18,19]。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于多物理場耦合的夾心式壓電換能器優(yōu)化設計[J]. 付勇,陳曄,張偉民. 輕工機械. 2018(05)
[2]再一次的聲畫驚喜之作 Sony索尼KD-65A1[J]. 李瑋盛. 家庭影院技術. 2017(09)
[3]索尼OLED電視A1發(fā)布[J]. 王珊陽. 計算機與網絡. 2017(08)
[4]從被秒光的小米MIX說起[J]. 王謐. 中國郵政. 2017(01)
[5]定向揚聲器系統(tǒng)特性及其在展陳建筑中的應用[J]. 彭妙顏,周錫韜. 電聲技術. 2015(08)
[6]參量陣揚聲器的原理及應用[J]. 周榮冠. 電聲技術. 2008(01)
[7]諧振頻率可調式PVDF膜聲頻定向換能器[J]. 陳敏,徐利梅,黃大貴,張德銀. 壓電與聲光. 2007(01)
[8]聲頻定向揚聲器的研究進展[J]. 陳敏,徐利梅,黃大貴,張德銀. 電聲技術. 2006(11)
[9]基于ADSP-BF533的音頻處理系統(tǒng)設計[J]. 王瑩,李學生,項多云,李爽. 電聲技術. 2006(08)
[10]基于MATLAB的換能器陣列指向性分析方法研究[J]. 陳敏,徐利梅,黃大貴,張德銀. 電聲技術. 2006(05)
博士論文
[1]聲頻定向系統(tǒng)理論與關鍵技術研究[D]. 陳敏.電子科技大學 2008
碩士論文
[1]基于聲頻定向系統(tǒng)的圓柱波紋殼PVDF壓電換能器動力學特性研究[D]. 杜華龍.電子科技大學 2009
[2]基于MEMS的壓電超聲微換能器的設計、仿真和實驗[D]. 馬騰.電子科技大學 2009
[3]指向性聲源的理論與實驗研究[D]. 姬培鋒.山東科技大學 2005
本文編號：2958369
【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：71 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
FilmSpeaker揚聲器
功能部件采用了透明的聚丙烯酰胺（PolyAcrylamide）材料作為振動薄膜和固定電極。該揚聲器的正負電極中間的介質是鹽水，在電極上施加疊加了音頻信號的高壓使鹽水電離，從而使薄膜振動發(fā)聲，該揚聲器頻率范圍介于 20Hz到 20kHz 之間。這種新型的透明靜電式揚聲器有隔音作用，可貼在玻璃窗或者各類玻璃屏幕上做為隔音材料：將固定電極正對著屏幕外，振動面對著內部方向，然后施加直流高壓電，可以阻隔掉窗外的噪音。這種靜電式揚聲器還可以代替心臟起搏器，將固定電極對著外面，振動面對著胸膛，配置驅動電路后可有效使用。這種揚聲器還有一個優(yōu)點就是它非常省電，電池可以支撐一個揚聲器若干年后才需更換[13]。2013 年，消費者電子博覽會上，美國的 Turtle Beach 公司首次向世界展示了HyperSound，獲得了巨大的關注。以頂級游戲耳機而出名的 Turtle Beach 從此也因HyperSound 被大家熟知。HyperSound Glass 由多層透明材料組成，且膜能定向發(fā)聲。該公司的 HyperSound 技術取得了巨大的突破，使用一個透明窗體定向發(fā)聲，打開了探索未來透明型定向發(fā)聲器的大門。并且向市場推出了成熟的聲頻定向產品，這是透明式換能器與聲頻定向的首次結合[14-16]，如圖 1-2 所示。
電子科技大學碩士學位論文似于瓣動的前面板。這個成果的揚聲器系統(tǒng)又輕又薄，能夠產生豐富的、整頻范圍的完整立體聲音。無形、無線的設計可以使它隱藏在各種裝修風格的。Clio 底座的側面帶有音量大/小，靜音以及藍牙按鈕，整個音箱的規(guī)格大小 23.5cm*32.1cm*9.5cm，重量為 0.88 千克。Clio 的輸入功率為 100-240V0-60Hz0.75A；輸出功率為：24V 1000mA 24W。通過藍牙方式進行連接，最多持 8 個藍牙功能設備。在功能上，它可以通過內置的藍牙連接到智能設備，智能設備為音頻源播放音樂，它的藍牙范圍可支持 9.1 米以上，并支持大多數 i Android 設備。此外 Clio 還提供 3.5mm 端口進行物理鏈接[18,19]。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于多物理場耦合的夾心式壓電換能器優(yōu)化設計[J]. 付勇,陳曄,張偉民. 輕工機械. 2018(05)
[2]再一次的聲畫驚喜之作 Sony索尼KD-65A1[J]. 李瑋盛. 家庭影院技術. 2017(09)
[3]索尼OLED電視A1發(fā)布[J]. 王珊陽. 計算機與網絡. 2017(08)
[4]從被秒光的小米MIX說起[J]. 王謐. 中國郵政. 2017(01)
[5]定向揚聲器系統(tǒng)特性及其在展陳建筑中的應用[J]. 彭妙顏,周錫韜. 電聲技術. 2015(08)
[6]參量陣揚聲器的原理及應用[J]. 周榮冠. 電聲技術. 2008(01)
[7]諧振頻率可調式PVDF膜聲頻定向換能器[J]. 陳敏,徐利梅,黃大貴,張德銀. 壓電與聲光. 2007(01)
[8]聲頻定向揚聲器的研究進展[J]. 陳敏,徐利梅,黃大貴,張德銀. 電聲技術. 2006(11)
[9]基于ADSP-BF533的音頻處理系統(tǒng)設計[J]. 王瑩,李學生,項多云,李爽. 電聲技術. 2006(08)
[10]基于MATLAB的換能器陣列指向性分析方法研究[J]. 陳敏,徐利梅,黃大貴,張德銀. 電聲技術. 2006(05)
博士論文
[1]聲頻定向系統(tǒng)理論與關鍵技術研究[D]. 陳敏.電子科技大學 2008
碩士論文
[1]基于聲頻定向系統(tǒng)的圓柱波紋殼PVDF壓電換能器動力學特性研究[D]. 杜華龍.電子科技大學 2009
[2]基于MEMS的壓電超聲微換能器的設計、仿真和實驗[D]. 馬騰.電子科技大學 2009
[3]指向性聲源的理論與實驗研究[D]. 姬培鋒.山東科技大學 2005
本文編號：2958369
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