[发明专利]微声阵列扬声器实现数字声音重构的方法

权利要求书

1.微声阵列扬声器实现数字声音重构的方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤一，在Comsol中设置点声源个数及阵列方式，输入点声源的单极幅值，研究瞬态状况下所有点声源均有发声时的声压分布及其最大值，确定所求结果中的正弦或余弦表达式；

步骤二，根据采样定理，从输入信号的方波频率及所需转换的正弦或余弦频率中判断得出采样个数，确定采样一次所经历的时间；

步骤三，在Matlab中搭建与Comsol的数据交换接口以实现两者之间的信息交互，输入上述正弦或余弦表达式，并确定点声源在研究过程中的开关顺序，设置采样周期；

步骤四，计算在一个采样周期内多少个点声源打开时所求得的最大声压更接近于此最大声压所发生时间下正弦或余弦表达式的值，从而确定在此采样周期内的点声源打开或关闭个数，记录下此时所求得的声压曲线；

步骤五，将上次采样周期结束的时间及结果作为下次采样周期的初始时间及初始场，循环步骤四及步骤五，直至表达式的一个周期结束；

步骤六，确定此时点声源全开时的声压最大值与步骤一的最大值进行对比，观察两者的差值，若大于规定误差，则更新表达式中的最大值，且返回至步骤二重新计算，直至误差小于规定误差；

步骤三中在Comsol中计算点声源全打开时z方向上距中心点0.001m处所得出的最大声压y_max，进一步得出余弦表达式，求出在不同时刻所近似的值，把此最大值传输至Matlab中。

2.根据权利要求1所述的微声阵列扬声器实现数字声音重构的方法，其特征在于：步骤三中点声源开与关的顺序，是先从最内方形左下角点声源开始，顺时针打开，当运行完一个方形后，从下个方形的左下角点声源开始，直至所有点声源打开；关闭的顺序正好相反。

3.根据权利要求1所述的微声阵列扬声器实现数字声音重构的方法，其特征在于：步骤一在Comsol中设置点声源的单极幅值时，首先设置点声源从源流出的体积流率Qs，而后根据公式,其中S为点声源单极振幅；ρ为密度，下标c表示当结构存在有声损耗介质时将密度改为复数形式；t为时间，计算得出点S。

4.根据权利要求1所述的微声阵列扬声器实现数字声音重构的方法，其特征在于：步骤四中，在表达式的前半个周期比较时，需要计算i个点声源打开时最大声压w₂与i-1个点声源打开时的最大声压w₁，以及计算在最大声压的时刻余弦表达式的值y₁，若此时w₁＞y₁＞w₂，则继续判断w₂与w₁的值哪个与y1更接近；若此时w₂＞y₁，w₁＞y₁，则选择i-1个点声源打开；若w₂＜y₁，w₁＜y₁，则计算i+1个点声源打开时最大声压与i个点声源打开时最大声压进行比较。

5.根据权利要求1所述的微声阵列扬声器实现数字声音重构的方法，其特征在于：步骤四中，在表达式的后半个周期比较时，若此时w₂＞y₁＞w₁，则继续判断w₂与w₁的值哪个与y₁更接近；若此时w₂＜y₁，w₁＜y₁，则选择i-1个点声源打开；若w₂＞y₁，w₁＞y₁，则计算i+1个点声源打开时最大声压与i个点声源打开时最大声压进行比较。