[发明专利]高效率全调制气流扬声器

说明书

技术领域

本发明属于声学领域，具体地说，本发明涉及一种气流扬声器。

背景技术

普通调制气流扬声器，是在半通气量的基础上调节气流量大小，来达到产生声音的目的。中国科学院声学研究所专利“大功率宽带气流扬声器”(ZL97249127.9)就是一种半通气调制气流扬声器，它能产生2万声瓦级的宽频带声音，是目前最适合语音播放的气流扬声器，它的调制阀有多排调制气道，能播放大功率声音。专利ZL200420026347.5、US5179595、WO90/03708、US6065688、US5054080、US6065688、EP0362068(公告号)、EP0012070(公告号)也均采用了半通气调制方式，即在没有声音时有一半气流输出。这种气流调制方式不仅存在大量的气流消耗，而且有直流气流产生流噪声，导致需要播放的声音的信噪比不高，特别是对低暂载率声音，气流消耗更大。另外，由于流噪声是一种宽带噪声，导致播放声音的清晰度降低，特别是播放语音时的可懂度明显降低。图1是半通气量调制的气流扬声器的原理示意图，图中气流扬声器具有一调制阀，该调制阀由定环5、动环4和振动线圈3组成，位于扬声器的喉部(图中未示出)。如图所示，工作状态下，声音信号通过功率放大后，通过振动线圈3带动动环4往复运动，调节通气量的大小以发出声音，是一种线性控制系统。该类型的扬声器在信号为零时，调制阀的通气量为最大通气量的一半。

半通气调制的气流扬声器气流量可表示为：

L_bp＝0.5L₀(1+x(t))

其中x(t)为归一化源信号，L₀是全通气量，调制比是信号的最大值与满量程的比值，这里的满量程是1，调制比m＝x_max，m∈(0，1)。

气流能量的有效利用率：χbp=∫0T|x(t)|dt∫0T[1+x(t)]dt×100%]]>

不考虑环境噪声时，输出气流中播放声音的信噪比：

SNRpbp=20lg(αβ·x(t)~1+x(t)~)(dB)]]>

其中，α：喉部脉动气流能量转换为播放声音能量的总效率，一般在10％-50％范围；

β：直流喷气流能量转换为噪声声能的效率，该值极小，β＜＜α。

T是播放声音的时间。

表示信号x(t)的有效值。

表示信号1+x(t)的有效值。