[发明专利]发声设备及发声系统

说明书

本发明提供一种发声设备及发声系统，所述发声设备包括一发声装置，设置在一发声位置，用来根据一驱动信号产生多个空气脉冲；一驱动电路，接收一输入音频信号及一信道整形信号，用来根据所述输入音频信号及所述信道整形信号产生所述驱动信号，其中所述信道整形信号相关于一信道脉冲响应，所述信道脉冲响应为所述发声位置与一声音建立位置之间一信道的信道脉冲响应；以及一信号处理电路，用来根据所述信道脉冲响应产生所述信道整形信号。本发明提供了基于多源、多发声装置和多声音建立位置系统的时间反转方案的变化。

技术领域

本发明涉及一种发声设备及发声系统，特别是涉及一种可利用多路径效应，并在离发声装置一定距离的位置建立可听声音的发声设备及发声系统。

背景技术

扬声器驱动(speaker driver)在扬声器产业中对于高保真声音再现是最难挑战。在声波传播的物理学教导上，在人类可听频率范围内，通过加速传统扬声器驱动的振膜所产生的声压可表示为P∝SF·AR，其中SF为振膜表面积，AR为振膜的加速度。也就是说，声压P正比于振膜表面积SF与振膜的加速度AR的乘积。此外，振膜位移DP可表示为DP∝1/2·AR·T²∝1/f²，其中T与f分别为声波的周期与频率。传统扬声器驱动所引起的空气运动量V_A,CV可表示为V_A,CV∝SF·DP。对于特定的扬声器驱动，其中振膜表面积为常数，空气运动量V_A,CV正比于1/f²，即V_A,CV∝1/f²。

为了覆盖人类可听频率的全部范围，即由20Hz至20KHz，高音扬声器(tweeter)、中范围驱动(mid-range driver)和低音扬声器(woofer)必须包含在传统扬声器中。此些所有附加元件将占据传统扬声器庞大的空间，并且还增加其生产成本。因此，传统扬声器的设计挑战之一是不可能使用单个驱动来覆盖人类可听频率的全部范围。

通过传统扬声器产生高保真度声音的另一个设计挑战是其外壳。扬声器外壳通常用于容纳所产生声音的向后辐射波，以避免在某些频率中消除向前辐射波，其中此声音频率的对应波长明显大于扬声器尺寸。扬声器外壳也可用于帮助改善或重塑低频响应，举例来说，在低音反射(通口盒(ported box))型的外壳中，所产生的通口共振用于反转向后辐射波的相位，并实现与向前辐射波于通口-腔室的共振频率附近的同相位相加效应。另一方面，在声中止(acoustic suspension)(封闭盒(closed box))型的外壳中，外壳用作弹簧功能，其与振动振膜形成共振电路。通过适当选择扬声器驱动与外壳的参数，可利用组合外壳-驱动器的共振峰值来增强共振频率附近的声音输出，因此改善所得扬声器的性能。

为了克服扬声器产业中扬声器驱动及外壳的设计挑战，脉冲振幅调制-超声脉冲阵列(Pulse Amplitude Modulated Ultrasonic Pulse Array，PAM-UPA)发声方案已被提出。然而，脉冲振幅调制-超声脉冲阵列发声方案没有考虑“多路径效应”。首先，在脉冲振幅调制-超声脉冲阵列方案中，仍然需要一个外壳来容纳反向辐射波。这种容纳不仅增加了扬声器的尺寸，而且浪费了发声装置产生的能量的一半。其次，与所有常规扬声器一样，脉冲振幅调制-超声脉冲阵列发声方案在发声装置的表面产生声音，所述声音通常与聆听位置相距一定距离，因此为了在聆听位置产生足够的声压级，发声装置的表面需具有较高的声压级。

因此，现有技术实有必要改进。

发明内容

因此，本发明的主要目的是提供一种可利用多路径效应，并在离发声装置一定距离的位置建立可听声音的发声设备及发声系统。