專利名稱：基于可控聲陣列的數控聲音延時數字系統的制作方法
技術領域：
基于可控聲陣列的數控聲音延時數字系統技術領域[0001]本實用新型涉及聲信號處理的技術領域，特別涉及一種基于可控聲陣列的數控 聲音延時數字系統。
背景技術：
[0002]現有的聲陣列音響系統，如圖1所示，只是實時系統(音響系統)，[0003]包括模數轉換模塊，用于將音頻模擬信號轉換為音頻數字信號；DSP芯片， 用于將音頻數字信號進行常規的濾波、增益、變換音效、分頻等處理；數模轉換模塊， 用于將處理后的音頻數字信號轉換為音頻模擬信號輸出到功率放大器；通過功放輸出至 揚聲器。[0004]通常，設201下空氣密度為0(|，聲速為(V揚聲器個數為n，pa為每個揚聲器 單元在聽音點產生的聲壓幅值，D( θ )為聲柱的指向性，則聲強為[0005]2Poco[0006]其中，θ =0方向為最大聲強。S卩，如果η個揚聲器等距離并排排列，則只有 在垂直于陣列中心位置的方向為最大聲強區域。[0007]這種現有的實時音響系統，只適用于家庭、小型室內聲場環境，對聽音者所處 位置要求較高。但是，不適用在類似廣場和禮堂等廣闊和環境復雜之場所，因為，這些 場所要求揚聲器的功率很大，但使用多個并排揚聲器又會產生聲音干涉效應，使主聲束 集中在θ =0方向上，一旦固定，就不方便隨意更改。實用新型內容[0008]本實用新型的目的在于，克服上述的不足，從而提供一種基于可控聲陣列的數 控聲音延時數字系統。[0009]為實現上述目的，本實用新型的一種基于可控聲陣列的數控聲音延時數字系 統，如圖2所示，包括模數轉換模塊，用于將音頻模擬信號轉換為音頻數字信號；信 號處理模塊，用于將音頻數字信號進行濾波、增益、變換音效、分頻處理；數模轉換模 塊，用于將處理后的音頻數字信號轉換為音頻模擬信號輸出到功率放大器；其特征在 于，還包括一 PC機和一組依次級聯的DSP芯片，分別對應于若干功率放大器；所述的 PC機，用于發送指令網表；所述的每一級DSP芯片均包括一個信號延時處理模塊和一個 信號處理模塊，用于先將數字信號存入緩存延時，然后對信號進行數字處理。所述的每 一級DSP芯片，分別用于對該路信號進行延時時間處理、DSP處理和自動ID生成。[0010]作為上述技術方案的一種改進，所述的信號延時處理模塊的分辨率為0.01s，即 最小延時時間為0.01s。[0011]作為上述技術方案的一種改進，所述的每一級DSP芯片均采用雙口通用異步接 收 / 發送器 UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)結構，其中，每一級 DSP3芯片的“UART_A”，進行程序網表比對后自動生成ID_(x)，同時向下通過該級DSP芯 片的“UART_B”與下一級DSP芯片進行如上相同過程的傳遞，自動生成一個下一級ID_ (x+1),并且，向上一級DSP芯片反饋一個信號。[0012]作為上述技術方案的又一種改進，所述的PC機和DSP芯片均采用RS-485串□。[0013]作為上述技術方案的再一種改進，所述的PC機采用RS-232協議，并通過 "RS-232轉485控制板”和DSP芯片的485串口實現通訊。[0014]作為上述技術方案的一種優選，所述的RS-232協議的比特率為115200bps。[0015]本實用新型設計的一種基于可控聲陣列的數控聲音延時數字系統。通過模擬信 號AD轉換為數字信號，由DSP芯片對數字信號進行處理和延遲，再輸出給DA，由DA 輸出，通過精確控制延時，達到可隨意調整主聲束方向，針對不同區域使該區域的聲場 強度達到理想幅度。可用于廣場禮堂等地方需要有聲音的指向性的場合。本實用新型利 用可控聲陣列模式對聲信號進行分段檢測，實現了對聲源的延時處理。[0016]本實用新型的優點在于，[0017]1、利用每片DSP雙UART 口硬件結構，組成級聯系統方案。[0018]2、級聯的DSP處理模塊能自動生成聲陣列處理系統，形成多束方向可控的聲 源，實現精準聲播放系統，有效解決了復雜聲學環境中混響處理問題。[0019]3、PC端采用485串口通訊模式，解決長距離系統設置和監控問題。
[0020]圖1是現有技術中聲陣列音響系統的原理示意圖；[0021]圖2是本實用新型基于可控聲陣列的數控聲音延時數字系統的原理示意圖；[0022]圖3是本實用新型基于可控聲陣列的數控聲音延時數字系統的實施例的示意 圖。
具體實施方式
[0023]
以下結合附圖和具體實施方式
，對本實用新型的結構進行進一步詳細的說明。[0024]本實施例利用每片DSP雙UART 口硬件結構，組成如圖3所示級聯方案，并使 用RS-232協議(波特率為115200)進行通訊。[0025]程序內建指令網表，分別固化入每個DSP芯片并與之一一對應。指令內容延 時時間，DSP處理，自動ID生成等。[0026]陣列數量最大2 (最大數量可在程序層面控制)，8組成一單元，單元之間繼續 采用如圖3所示的級聯方案。[0027]為達到延長線控長度的目的，設計PC與“DSP主控板0”通信方案為PC通 過RS-232協議與一個“RS-232轉485控制板”相連，“RS-232轉485控制板”再通 過一個“RS-232轉485控制板”與“DSP主控板0”相連。[0028]程序傳遞流程如下PC端發送指令網表，首先進入“DSP主控板0”的 “UART_A”，進行程序網表比對，“DSP主控板0”自動生成ID_0，同時向下通過該板“UART_B”與“DSP主控板1”進行如上相同過程傳遞。以此類推，每當“DSP主控板(x+1)”收到正確指令，即向“DSP主控板χ”反饋一個信號，并自動生成一個 ID_(x+l)。[0029] 最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制。 盡管參照實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本 實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，都不脫離本實用新型技術方案的精神和范 圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
權利要求1.一種基于可控聲陣列的數控聲音延時數字系統，該系統包括模數轉換模塊， 用于將音頻模擬信號轉換為音頻數字信號；信號處理模塊，用于將音頻數字信號進行濾 波、增益、變換音效、分頻處理；數模轉換模塊，用于將處理后的音頻數字信號轉換為 音頻模擬信號輸出到功率放大器；其特征在于，還包括一 PC機和一組依次級聯的DSP芯片，分別對應于若干功率放大器；所述的 PC機，用于發送指令網表；所述的每一級DSP芯片均包括一個信號延時處理模塊和一個 信號處理模塊，用于先將數字信號存入緩存延時，然后對信號進行數字處理。
2.根據權利要求1所述的基于可控聲陣列的數控聲音延時數字系統，其特征在于，所 述的信號延時處理模塊的分辨率為0.01s。
3.根據權利要求1所述的基于可控聲陣列的數控聲音延時數字系統，其特征在于， 所述的每一級DSP芯片均采用雙口通用異步接收/發送器結構，其中，每一級DSP芯片 的“UART_A”，進行程序網表比對后自動生成ID_(x)，同時向下通過該級DSP芯片 的“UART_B”與下一級DSP芯片進行如上相同過程的傳遞，自動生成一個下一級ID_ (x+1),并且，向上一級DSP芯片反饋一個信號。
4.根據權利要求1所述的基于可控聲陣列的數控聲音延時數字系統，其特征在于，所 述的PC機和DSP芯片均采用RS-485串口。
專利摘要本實用新型涉及一種基于可控聲陣列的數控聲音延時數字系統，包括模數轉換模塊，用于將音頻模擬信號轉換為音頻數字信號；信號處理模塊，用于將音頻數字信號進行濾波、增益、變換音效、分頻處理；數模轉換模塊，用于將處理后的音頻數字信號轉換為音頻模擬信號輸出到功率放大器；還包括一PC機和一組依次級聯的DSP芯片，分別對應于若干功率放大器；所述的PC機，用于發送指令網表；所述的每一級DSP芯片均包括一個信號延時處理模塊和一個信號處理模塊，用于先將數字信號存入緩存延時，然后對信號進行數字處理。利用級聯的DSP處理模塊能自動生成聲陣列處理系統，形成多束方向可控的聲源，實現精準聲播放系統，有效解決了復雜聲學環境中混響處理問題。
文檔編號H04S7/00GK201813531SQ20102015739
公開日2011年4月27日 申請日期2010年4月9日 優先權日2010年4月9日
發明者李永平, 洪峰, 理華, 陳樂 申請人:北京銳致聰科技有限公司