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扬声器指向性测量系统

阅读：31发布：2020-05-17

专利汇可以提供扬声器指向性测量系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且扬声器指向性测量系统，是为了解决传统的扬声器指向性测量方法仅在水平方向和垂直方向进行指向性测量，不能完成对完整球体三维指向性的测量，已不能满足建立精确扬声器声学模型的要求的技术问题而设计的，该测量系统由控制系统控制发声系统旋转，同时控制发出粉红噪声，由接收系统接收粉红噪声信号，并进行处理，生成扬声器三维指向性数据。所述发声系统在支撑架上表面设有固定扬声器的旋转平台，用于结合水平方向和垂直方向的旋转从而实现扬声器三维指向性测量。实现各种用途扬声器三维指向性数据的测量和三维指向性图的生成。有益效果：实现被测扬声器在三维空间任意角度的变换，得到精确的三维指向性数据和指向性图，为扬声器精确声学模型的建立和声学仿真的准确性提供了可靠保证。，下面是扬声器指向性测量系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.扬声器指向性测量系统，它包括控制系统、发声系统和接收系统，由所述控制系统（100）来控制发声系统（200），使扬声器（6）在旋转状态下发出粉红噪声，再由所述接收系统（300）接收粉红噪声信号，在进行处理后，生成扬声器三维指向性数据；其特征在于：所述发声系统（200）包括支撑架（4），在所述支撑架（4）上设有固定扬声器（6）的旋转平台（5），控制系统（100）控制旋转平台5上被测扬声器水平方向和垂直方向的旋转，通过结合水平方向和垂直方向的旋转实现扬声器三维指向性测量。
2.根据权利要求1所述的扬声器指向性测量系统，其特征在于：所述控制系统（100）包括控制器（1）、信号发生器（2）和功率放大器（3）；由所述控制器（1）控制旋转平台（5）的旋转，所述控制器（1）同时控制信号发生器（2）发出粉红噪声信号，并通过所述功率放大器（3）对信号放大。
3.根据权利要求2所述扬声器指向性测量系统，其特征在于：所述控制器（1）通过控制不可逆的蜗轮传动，实现旋转平台水平方向和垂直方向顺时针的旋转，最小步进度达到0.5度。
4.根据权利要求2所述扬声器指向性测量系统，其特征在于：所述信号发生器（2）为音频范围在100～20000HZ的低频信号发生器。
5.根据权利要求2所述扬声器指向性测量系统，其特征在于：所述功率放大器（3）为音频范围在20～20000HZ的低频功率放大器。
6.根据权利要求1所述扬声器指向性测量系统，其特征在于：所述接收系统（300）包括接收装置（7）和数据处理器（8），所述接收装置（7）接收旋转状态下被测扬声器（6）发出的声音信息；再由所述数据处理器（8）处理该声音信息，并生成扬声器三维指向性数据和三维指向性图。
7.根据权利要求1至6任何一项中所述的扬声器指向性测量系统，其特征在于：所述扬声器指向性的测量系统的测量环境为专业消音室，测量距离在2m～10m之间。

说明书全文

扬声器指向性测量系统

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车、影院、音乐厅等领域的电声测量系统，尤其涉及一种扬声器三维指向性测量系统。

背景技术

[0002] 随着计算机声学仿真技术的发展，通过建立扬声器声学模型实现声场仿真的方法已成为现实，同时也对扬声器的参数测量提出了更多的要求。

[0003] 指向性是用来描述扬声器将声功率辐射到空间各个方向去的能力，通常用声压级随辐射角度变化的曲线来表示。传统的扬声器指向性测量方法包括单独水平方向和单独垂直方向的指向性测量。水平方向指向性测量是在扬声器正前方固定传声器，并沿水平极坐标平面旋转扬声器，从而得到扬声器在水平方向上的指向性图。垂直方向指向性测量是在扬声器正前方固定传声器，并沿垂直极坐标平面旋转扬声器，从而得到扬声器在垂直方向上的指向性图。

[0004] 随着声学研究向高精度方向的发展，在水平方向和垂直方向的指向性测量因为不能完成对完整球体三维指向性的测量，已不能满足建立精确扬声器声学模型的要求。因此，有必要提供开发一种其准确性有可靠保证的扬声器三维指向性测量系统。发明内容：

[0005] 本发明为了解决传统的扬声器指向性测量方法仅在水平方向和垂直方向进行指向性测量，不能完成对完整球体三维指向性的测量，已不能满足建立精确扬声器声学模型的要求的技术问题，提供了一种其准确性有可靠保证的扬声器三维指向性测量系统。该系统包括控制系统、发声系统和接收系统，由所述控制系统控制发声系统的旋转，所述控制系统同时控制发声系统发出粉红噪声，由接收系统接收；由所述接收系统对接收的粉红噪声信号进行处理，生成扬声器三维指向性数据；所述发声系统包括支撑架，在支撑架上设有固定扬声器的旋转平台，控制系统控制旋转平台上被测扬声器水平方向和垂直方向的旋转，通过结合水平方向和垂直方向的旋转实现扬声器三维指向性测量。

[0006] 本发明的特点及有益效果：与现有扬声器指向性测量系统相比较，本发明可实现被测扬声器在三维空间任意角度的变换，用于各种用途扬声器的三维指向性数据的测量和三维指向性图的生成。能够得到精确的三维指向性数据和指向性图，为扬声器精确声学模型的建立和声学仿真的准确性提供了可靠保证。附图说明：

[0007] 图1是本发明扬声器指向性测量系统示意图。

[0008] 图2是本发明发声系统的正视图。

[0009] 图3是本发明发声系统的俯视图。具体实施方式：

[0010] 参看图1，扬声器指向性测量系统，它包括控制系统、发声系统和接收系统，由所述控制系统100控制发声系统200在旋转的同时发出粉红噪声，再由所述接收系统300接收粉红噪声信号并进行处理后生成扬声器三维指向性数据；所述发声系统200包括支撑架4，在所述支撑架4上设有一固定扬声器6的旋转平台5，控制系统100控制旋转平台5上被测扬声器水平方向和垂直方向的旋转，通过结合水平方向和垂直方向的旋转实现扬声器三维指向性测量。其中：

[0011] 所述控制系统包括控制器1、信号发生器2和功率放大器3；由所述控制器1控制旋转平台5在水平方向和垂直方向的旋转，控制器1同时控制信号发生器2发出粉红噪声信号，并通过所述功率放大器3对信号放大。所述控制器1通过控制不可逆的蜗轮传动，实现旋转平台水平方向和垂直方向顺时针的旋转，最小步进度达到0.5度。

[0012] 所述信号发生器2为音频范围在100～20000HZ的低频信号发生器。

[0013] 所述功率放大器3为音频范围在20～20000HZ的低频功率放大器。

[0014] 所述接收系统300，包括接收装置7和数据处理器8，所述接收装置7接收在旋转状态下被测扬声器6发出的声音信息；再由所述数据处理器8处理该声音信息，并生成扬声器三维指向性数据和三维指向性图。

[0015] 该测量系统的测量环境为专业消音室，测量距离在2m～10m之间。

[0016] 参看图2、图3，发声系统包括步进电机201、联轴器202、蜗杆203、蜗轮204、电机支架205、步进电机206、联轴器207、卡盘208、被测扬声器6和支撑轴210。步进电机201接到控制器1发出的电脉冲信号，通过联轴器202驱动蜗杆203和蜗轮204的旋转，从而实现被测扬声器的水平旋转。电机支架205通过螺栓连接固定在蜗轮204上，支撑步进电机206，步进电机206接到控制器1发出的电脉冲信号，通过联轴器207和卡盘208实现被测扬声器6在垂直平面的旋转。结合旋转平台5在水平方向和垂直方向的旋转，从而实现被测扬声器在三维空间的任意转动。支撑轴210通过轴承与涡轮连接，对旋转平台5有支撑作用。

[0017] 实施例

[0018] 下面将结合附图对扬声器指向性测量系统作进一步的详细说明：控制系统100，发声系统200及接收系统300。所述控制系统100与发声系统200相连以控制所述发声系统200的旋转并发出粉红噪声由接收系统300接收；该接收系统300接收噪声信号并进行处理，生成扬声器三维指向性数据；所述发声系统200包括支撑被测扬声器6的支撑架4，支撑架4装有固定扬声器的旋转平台5，控制系统100控制旋转平台5上被测扬声器水平方向和垂直方向的旋转，通过结合水平方向和垂直方向的旋转实现扬声器三维指向性测量。

[0019] 所述控制系统100包括控制器1、信号发生器2和功率放大器3；所述控制器1用于控制旋转平台5在水平方向和垂直方向的旋转；同时所述控制器1控制信号发生器2噪声信号的产生；所述功率放大器3用于信号的放大。

[0020] 所述控制器1通过控制不可逆的蜗轮传动，可实现旋转平台5水平方向和垂直方向顺时针的旋转，最小步进度达到0.5度。

[0021] 所述信号发生器2为音频范围在100～20000HZ的低频信号发生器，根据被测扬声器6不同频率指向性测量要求选择不同的发声信号。

[0022] 所述放大器3为音频范围在20～20000HZ的低频功率放大器。

[0023] 所述接收系统300包括接收装置7和数据处理器8，所述接收装置7用于接收旋转状态下被测扬声器6发出的声音信息；所述数据处理器8用于处理该声音信息，并生成扬声器三维指向性数据和三维指向性图。

[0024] 参看图2、图3，发声系统包括步进电机201、联轴器202、蜗杆203、蜗轮204、电机支架205、步进电机206、联轴器207、卡盘208、被测扬声器6和支撑轴210。步进电机201接到控制器1发出的电脉冲信号，通过联轴器202驱动蜗杆203和蜗轮204的旋转，从而实现被测扬声器的水平旋转。电机支架205通过螺栓连接固定在蜗轮204上，支撑步进电机206，步进电机206接到控制器1发出的电脉冲信号，通过联轴器207和卡盘208实现被测扬声器6在垂直平面的旋转。结合旋转平台5在水平方向和垂直方向的旋转，从而实现被测扬声器在三维空间的任意转动。支撑轴210通过轴承与涡轮连接，对旋转平台5有支撑作用。

[0025] 该测量系统实现步骤如下：在专业消声室9中，开启扬声器指向性测量系统，将被测扬声器6固定于支撑架4上；在控制器1中设定控制参数，通过电脉冲传给旋转平台5，旋转平台5根据控制参数设定步进电机旋转的步进速度和角度范围；在控制器1中设定扬声器6的声音参数，传给信号发生器2，信号发生器2按照设定参数产生的电信号通过功率放大器3放大后传给被测扬声器6，被测扬声器6发声；接收装置7接收在旋转情况下被测扬声器6在不同被测位置所发出的声信号，并转换成数据信号反馈给数据处理器8；数据处理器8处理该反馈数据，并得出扬声器6的三维指向性数据和指向性图；如此直至测量工作进行完毕。

[0026] 该被测扬声器适于在2m以内的车载扬声器、家用音响、音乐厅及影院音响各种音响设备。旋转平台轴向载重1000kg,径向载重500kg。

[0027] 与传统的扬声器测量设备相比，上述扬声器三维指向性测量系统，能够得到精确的三维指向性数据和指向性图，为扬声器精确声学模型的建立和声学仿真的准确性提供了可靠保证。

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