專利名稱：家用聲音定向傳播系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及聲音定向傳播技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種家用聲音定向傳播系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代人注重私密性，不管是在家庭生活還是辦公場(chǎng)合中，每個(gè)人都希望自己從事 的各種活動(dòng)不被別人打擾。特別是在一些戶型不夠理想，空間私密性不夠強(qiáng)的家庭中，往往 各個(gè)功能區(qū)之間沒(méi)有獨(dú)立的劃分，因此，當(dāng)有家庭成員在進(jìn)行一些諸如看電視或者聽(tīng)音樂(lè) 的活動(dòng)時(shí)，容易對(duì)同一空間內(nèi)從事其他活動(dòng)的成員造成干擾。目前，往往是通過(guò)調(diào)低音量或者佩戴耳機(jī)等方法來(lái)避免這個(gè)問(wèn)題，但是，這些方法 的效果還是不夠理想，調(diào)低音量不僅會(huì)使人聽(tīng)不清節(jié)目的內(nèi)容，同時(shí)還是會(huì)對(duì)其他人造成 一定的影響；而佩戴耳機(jī)不僅在舒適感上有欠缺，同時(shí)還存在使用不方便、束縛感強(qiáng)的問(wèn)題。因此，有必要開(kāi)發(fā)出一種能夠輕松用于家庭生活的聲音定向傳播設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn) 區(qū)域音效分隔，從而不會(huì)對(duì)不在該區(qū)域的其他人的正?；顒?dòng)產(chǎn)生影響。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型目的是提供一種家用聲音定向傳播系統(tǒng)，充分利用了定向 聲波衰減小、傳輸距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)，針對(duì)家庭生活的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)，具有定向性好、結(jié)構(gòu)緊湊、使 用方便的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的家用聲音定向傳播系統(tǒng)包括聲音定向傳播裝置，所述聲音定向傳播 裝置包括語(yǔ)音信號(hào)處理單元、調(diào)制處理單元、功率放大單元、阻抗匹配單元和超聲波換能 器，所述語(yǔ)音信號(hào)處理單元的信號(hào)輸入端與家用聲源的聲音輸出端相聯(lián)接，語(yǔ)音信號(hào)處理 單元的信號(hào)輸出端與調(diào)制處理單元的信號(hào)輸入端相聯(lián)接，調(diào)制處理單元的信號(hào)輸出端與功 率放大單元的信號(hào)輸入端相聯(lián)接，功率放大單元的信號(hào)輸出端與阻抗匹配單元的信號(hào)輸入 端相聯(lián)接，阻抗匹配單元的信號(hào)輸出端與超聲波換能器的信號(hào)輸入端相聯(lián)接。進(jìn)一步，所述家用聲音定向傳播系統(tǒng)還包括配合實(shí)現(xiàn)聲音信號(hào)無(wú)線傳輸?shù)臒o(wú)線聲 音信號(hào)發(fā)射模塊和無(wú)線聲音信號(hào)接收模塊，所述無(wú)線聲音信號(hào)發(fā)射模塊的輸入端用于與家 用聲源的聲音輸出端相聯(lián)接，所述無(wú)線聲音信號(hào)接收模塊的信號(hào)輸出端與聲音定向傳播裝 置中的語(yǔ)音信號(hào)處理單元信號(hào)輸入端相聯(lián)接；進(jìn)一步，所述無(wú)線聲音信號(hào)發(fā)射模塊包括A/D轉(zhuǎn)換子模塊、信號(hào)調(diào)制子模塊和數(shù) 字信號(hào)發(fā)射子模塊，所述聲音模擬信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換子模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)信號(hào)調(diào) 制子模塊進(jìn)行載波調(diào)制，調(diào)制后的載波信號(hào)通過(guò)數(shù)字信號(hào)發(fā)射子模塊進(jìn)行發(fā)射；進(jìn)一步，所述無(wú)線聲音信號(hào)接收模塊包括數(shù)字信號(hào)接收子模塊、信號(hào)解調(diào)子模塊 和D/A轉(zhuǎn)換子模塊，所述數(shù)字信號(hào)接收子模塊接收到發(fā)射信號(hào)后，通過(guò)信號(hào)解調(diào)子模塊進(jìn) 行解調(diào)，輸入至D/A轉(zhuǎn)換子模塊轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的模擬信號(hào)輸入至聲音定向傳播裝置； 進(jìn)一步，所述超聲波換能器為壓電超聲波換能器；進(jìn)一步，所述系統(tǒng)還包括本振信號(hào)源，所述本振信號(hào)源的信號(hào)輸出端與調(diào)制處理 單元的載波輸入端相聯(lián)接；進(jìn)一步，所述聲音定向傳播裝置還包括底座和聚音屏，所述聚音屏通過(guò)可伸縮連 桿與底座相連接，所述超聲波換能器采用線性陣列方式排列在聚音屏上，所述無(wú)線聲音信 號(hào)接收模塊、語(yǔ)音信號(hào)處理單元、調(diào)制處理單元、功率放大單元、阻抗匹配單元均安裝在底 座內(nèi)部；進(jìn)一步，所述可伸縮連接桿的兩端分別通過(guò)可調(diào)節(jié)連接件與聚音屏和底座相連 接。本實(shí)用新型的有益效果是1.本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)是根據(jù)定向聲波衰減小、傳輸距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)，針對(duì)家庭 生活而設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)緊湊，能將語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)預(yù)處理、調(diào)制、放大和匹配與阻抗變換后，通過(guò) 超聲波換能器輸出定向的調(diào)制超聲波信號(hào)，由于空氣的非線性效應(yīng)，該聲音只在超聲波行 進(jìn)的指定區(qū)域可以聽(tīng)見(jiàn)，并且由于聲音的集中性，不會(huì)產(chǎn)生不同家庭生活區(qū)域之間的聲音 串?dāng)_，即實(shí)現(xiàn)“定向聲傳播”效果，并且不會(huì)干擾其他區(qū)域的正?；顒?dòng)；2.本實(shí)用新型通過(guò)采用無(wú)線發(fā)射和接收方式，可以不需要利用信號(hào)線，可以方便 地實(shí)現(xiàn)收聽(tīng)區(qū)域的布置，不受信號(hào)線長(zhǎng)短的限制，其快捷簡(jiǎn)易，安裝方便，有效避免了采用 明線布線的不方便，以及進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸?shù)臅r(shí)候，信號(hào)容易受干擾的缺點(diǎn)。本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說(shuō)明書(shū)中進(jìn)行闡 述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的，或 者可以從本實(shí)用新型的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本實(shí)用新型的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)下面的說(shuō) 明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用 新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中圖1為聲音定向傳播裝置連接示意圖；圖2為無(wú)線聲音發(fā)射模塊的連接示意圖；圖3為無(wú)線聲音接收模塊的連接示意圖；圖4為聲音定向傳播裝置的外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型的使用狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下將參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí) 施例僅為了說(shuō)明本實(shí)用新型，而不是為了限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。如圖1所示，家用聲音定向傳播系統(tǒng)包括聲音定向傳播裝置1，該裝置包括語(yǔ)音信 號(hào)處理單元11、調(diào)制處理單元12、功率放大單元13、阻抗匹配單元14和超聲波換能器15， 語(yǔ)音信號(hào)處理單元11的信號(hào)輸入端用于接入家用聲源的聲音輸出信號(hào)，語(yǔ)音信號(hào)處理單元11的信號(hào)輸出端與調(diào)制處理單元12的信號(hào)輸入端相聯(lián)接，調(diào)制處理單元12的信號(hào)輸出 端與功率放大單元13的信號(hào)輸入端相聯(lián)接，功率放大單元13的信號(hào)輸出端與阻抗匹配單 元14的信號(hào)輸入端相聯(lián)接，阻抗匹配單元14的信號(hào)輸出端與超聲波換能器15的信號(hào)輸入 端相聯(lián)接。本實(shí)施例中，系統(tǒng)還包括本振信號(hào)源4，本振信號(hào)源4的信號(hào)輸出端與調(diào)制處理單 元11的載波輸入端相聯(lián)接，用于輸入載波進(jìn)行信號(hào)調(diào)制。超聲波換能器采用壓電超聲波換 能器，該換能器由諧振于超聲頻率的壓電陶瓷制成，通過(guò)材料的壓電效應(yīng)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為 機(jī)械振動(dòng)信號(hào)。本實(shí)施例中，家用聲音定向傳播系統(tǒng)還包括配合實(shí)現(xiàn)聲音信號(hào)無(wú)線傳輸?shù)臒o(wú)線聲 音信號(hào)發(fā)射模塊2和無(wú)線聲音信號(hào)接收模塊3，無(wú)線聲音信號(hào)發(fā)射模塊2的輸入端用于與家 用聲源的聲音輸出端相聯(lián)接，無(wú)線聲音信號(hào)接收模塊3的信號(hào)輸出端與聲音定向傳播裝置 1的信號(hào)輸入端相聯(lián)接。如圖2所示，無(wú)線聲音信號(hào)發(fā)射模塊2包括A/D轉(zhuǎn)換子模塊21、信號(hào)調(diào)制子模塊 22和數(shù)字信號(hào)發(fā)射子模塊23，聲音模擬信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換子模塊21轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過(guò) 信號(hào)調(diào)制子模塊22進(jìn)行載波調(diào)制，調(diào)制后的載波信號(hào)通過(guò)數(shù)字信號(hào)發(fā)射子模塊23進(jìn)行發(fā) 射。如圖3所示，無(wú)線聲音信號(hào)接收模塊3包括數(shù)字信號(hào)接收子模塊31、信號(hào)解調(diào)子模 塊32和D/A轉(zhuǎn)換子模塊33，數(shù)字信號(hào)接收子模塊31接收到發(fā)射信號(hào)后，通過(guò)信號(hào)解調(diào)子模 塊32進(jìn)行解調(diào)，輸入至D/A轉(zhuǎn)換子模塊33轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的模擬信號(hào)輸入至聲音 定向傳播裝置。 如圖4所示，本實(shí)施例中，系統(tǒng)還包括底座5和聚音屏6，聚音屏6通過(guò)可伸縮連桿 7與底座5相連接，超聲波換能器采用線性陣列方式排列在聚音屏6上，無(wú)線聲音信號(hào)接收 模塊3、語(yǔ)音信號(hào)處理單元11、調(diào)制處理單元12、功率放大單元13、阻抗匹配單元14均安裝 在底座內(nèi)部?？缮炜s連接桿7的兩端分別通過(guò)可調(diào)節(jié)連接件與聚音屏6和底座5相連接， 該可調(diào)節(jié)連接件可為鉸接座、萬(wàn)向節(jié)等。本實(shí)施例中的聲音定向傳播裝置的外部結(jié)構(gòu)借鑒 了工作式臺(tái)燈的設(shè)計(jì)，其聚音屏能夠?qū)崿F(xiàn)大角度的調(diào)節(jié)，從而滿足聲音投射范圍的需要，而 底座將多個(gè)模塊收納在其內(nèi)部，同時(shí)還可以采用USB接口，使無(wú)線聲音接收模塊與調(diào)制處 理單元實(shí)現(xiàn)即插即拔式連接，從而更為方便使用。 最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參 照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本 實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng) 涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求家用聲音定向傳播系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括聲音定向傳播裝置，所述聲音定向傳播裝置(1)包括語(yǔ)音信號(hào)處理單元(11)、調(diào)制處理單元(12)、功率放大單元(13)、阻抗匹配單元(14)和超聲波換能器(15)，所述語(yǔ)音信號(hào)處理單元(11)的信號(hào)輸入端與家用聲源的聲音輸出端相聯(lián)接，語(yǔ)音信號(hào)處理單元(11)的信號(hào)輸出端與調(diào)制處理單元(12)的信號(hào)輸入端相聯(lián)接，調(diào)制處理單元(12)的信號(hào)輸出端與功率放大單元(13)的信號(hào)輸入端相聯(lián)接，功率放大單元(13)的信號(hào)輸出端與阻抗匹配單元(14)的信號(hào)輸入端相聯(lián)接，阻抗匹配單元(14)的信號(hào)輸出端與超聲波換能器(15)的信號(hào)輸入端相聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用聲音定向傳播系統(tǒng)，其特征在于所述家用聲音定向傳 播系統(tǒng)還包括配合實(shí)現(xiàn)聲音信號(hào)無(wú)線傳輸?shù)臒o(wú)線聲音信號(hào)發(fā)射模塊(2)和無(wú)線聲音信號(hào) 接收模塊(3)，所述無(wú)線聲音信號(hào)發(fā)射模塊(2)的輸入端用于與家用聲源的聲音輸出端相 聯(lián)接，所述無(wú)線聲音信號(hào)接收模塊(3)的信號(hào)輸出端與聲音定向傳播裝置(1)中的語(yǔ)音信 號(hào)處理單元(11)信號(hào)輸入端相聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的家用聲音定向傳播系統(tǒng)，其特征在于所述無(wú)線聲音信號(hào)發(fā) 射模塊(2)包括A/D轉(zhuǎn)換子模塊(21)、信號(hào)調(diào)制子模塊(22)和數(shù)字信號(hào)發(fā)射子模塊(23)， 聲音模擬信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換子模塊(21)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)信號(hào)調(diào)制子模塊(22)進(jìn)行 載波調(diào)制，調(diào)制后的載波信號(hào)通過(guò)數(shù)字信號(hào)發(fā)射子模塊(23)進(jìn)行發(fā)射。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的家用聲音定向傳播系統(tǒng)，其特征在于所述無(wú)線聲音信號(hào)接 收模塊(3)包括數(shù)字信號(hào)接收子模塊(31)、信號(hào)解調(diào)子模塊(32)和D/A轉(zhuǎn)換子模塊(33)， 所述數(shù)字信號(hào)接收子模塊(31)接收到發(fā)射信號(hào)后，通過(guò)信號(hào)解調(diào)子模塊(32)進(jìn)行解調(diào)，輸 入至D/A轉(zhuǎn)換子模塊(33)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的模擬信號(hào)輸入至聲音定向傳播裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的家用聲音定向傳播系統(tǒng)，其特征在于所述超聲波 換能器(15)為壓電超聲波換能器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的家用聲音定向傳播系統(tǒng)，其特征在于還包括本振信號(hào)源 (4)，所述本振信號(hào)源(4)的信號(hào)輸出端與調(diào)制處理單元(12)的載波輸入端相聯(lián)接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的家用聲音定向傳播系統(tǒng)，其特征在于所述聲音定向傳播裝 置還包括底座(5)和聚音屏(6)，所述聚音屏(6)通過(guò)可伸縮連桿(7)與底座(5)相連接， 所述超聲波換能器(15)采用線性陣列方式排列在聚音屏(6)上，所述無(wú)線聲音信號(hào)接收 模塊(3)、語(yǔ)音信號(hào)處理單元(11)、調(diào)制處理單元(12)、功率放大單元(13)、阻抗匹配單元 (14)均安裝在底座內(nèi)部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的家用聲音定向傳播系統(tǒng)，其特征在于所述可伸縮連接桿(7) 的兩端分別通過(guò)可調(diào)節(jié)連接件與聚音屏(6)和底座(5)相連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種家用聲音定向傳播系統(tǒng)，包括聲音定向傳播裝置，該裝置包括語(yǔ)音信號(hào)處理單元、調(diào)制處理單元、功率放大單元、阻抗匹配單元和超聲波換能器，語(yǔ)音信號(hào)處理單元的信號(hào)輸入端與家用聲源的聲音輸出端相聯(lián)接，語(yǔ)音信號(hào)處理單元的信號(hào)輸出端與調(diào)制處理單元的信號(hào)輸入端相聯(lián)接，調(diào)制處理單元的信號(hào)輸出端與功率放大單元的信號(hào)輸入端相聯(lián)接，功率放大單元的信號(hào)輸出端與阻抗匹配單元的信號(hào)輸入端相聯(lián)接，阻抗匹配單元的信號(hào)輸出端與超聲波換能器的信號(hào)輸入端相聯(lián)接，進(jìn)一步，本實(shí)用新型還包括配合實(shí)現(xiàn)聲音信號(hào)無(wú)線傳輸?shù)臒o(wú)線聲音信號(hào)發(fā)射模塊和無(wú)線聲音信號(hào)接收模塊，本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)是根據(jù)定向聲波衰減小、傳輸距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)，針對(duì)家庭生活而設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便，聲音指向性強(qiáng)。
文檔編號(hào)H04R1/20GK201752132SQ20102021045
公開(kāi)日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2010年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者張奔牛, 楊光 申請(qǐng)人:重慶交通大學(xué)