專利名稱：指向性揚聲器裝置及其使用方法
指向性揚聲器裝置及其使用方法
技術領域：
本發明涉及具有指向性功能的通信領域，尤其涉及一種指向性揚聲器裝置及其使用方法。
背景技術：
隨著無線通訊的快速發展，全球移動電話越來越多，人們對移動電話的要求不僅僅限于基本通話，更要求對傳統移動電話的外觀形狀提出更多要求。尤其是3 G時代的到來，移動多媒體技術也隨之發展，很多移動電話具有多種娛樂功能，如視頻播放、數碼攝像、游戲、GPS導航等。傳統的揚聲器已被廣泛應用于移動電話、固定電話等通信終端設備中，實現音頻的重放，所以，應用這種傳統揚聲器的通信終端，在通信的時候必須將通信終端緊貼耳朵以進行聲波傳播，在免提模式下，只可通過揚聲器進行通話，通話的時候又容易造成聲波向四面傳播，進一步造成通話內容容易泄露。因此，有必要針對上述缺點提供一種指向性揚聲器裝置及其使用方法。
發明內容本發明的目的在于提供一種指向性揚聲器裝置及其使用方法，該裝置可以實現揚聲器播放出來的聲音具有良好的隱蔽性和傳播方向定位。一種指向性揚聲器裝置，該裝置包括用于輸出音頻信號的音頻輸出模塊、用于產生載波信號的載波發生器、用于控制載波發生器產生載波信號或不產生載波信號的模式選擇模塊、用于將音頻信號與載波信號進行調制從而得到調制信號的調制器、用于接收調制器輸出的調制信號并將調制信號進行放大的放大器、以及用于接收并播放放大器輸出信號的揚聲器。優選的，所述音頻接收模塊還包括前置放大器，該前置放大器用于調整音頻信號大小。優選的，所述調制器采用AM調制。優選的，所述載波發生器產生的載波信號為超聲波載波信號，該載波信號的頻率與揚聲器的超聲波頻段的諧振頻率大小相等。優選的，所述諧振頻率大小為40kHz飛0kHz。優選的，所述揚聲器為PVDF壓電薄膜揚聲器。一種指向性揚聲器裝置的使用方法，該方法包括如下步驟:提供一音頻輸出模塊，用以輸出音頻信號；提供一載波發生器，用以產生載波信號；提供一模式選擇模塊，用以與載波發生器連接并控制載波發生器產生的載波信號進行調制或在載波發生器不產生載波時單獨調制音頻信號，調制后輸出調制信號；提供一放大器，用以將調制信號放大；提供一揚聲器，用以接收放大后的調制信號并輸出聲音。優選的，所述調制器采用AM調制。
本發明的有益效果在于:本發明提供的指向性揚聲器裝置及其使用方法可以實現揚聲器播放出來的聲音具有良好的隱蔽性和傳播方向定位。
圖1是本發明指向性揚聲器裝置的系統原理框架圖；圖2是模式選擇模塊的工作原理示意圖；圖3是本發明指向性揚聲器裝置中的調制器優選的電路圖。
具體實施方式下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步說明。請參見圖1所示，本發明提供了一種指向性揚聲器裝置，該裝置包括用于輸出音頻信號的音頻輸出模塊、用于產生載波信號的載波發生器、用于控制載波發生器產生載波信號或不產生載波信號的模式選擇模塊、用于將音頻信號與載波信號進行調制從而得到調制信號的調制器、用于接收調制器輸出的調制信號并將調制信號進行放大的放大器、以及用于接收并播放放大器輸出信號的揚聲器，其中，所述音頻輸出模塊還包括前置放大器，該前置放大器用于調整語音信號大小。所述載波發生器產生的載波信號為超聲波載波信號，該載波信號的頻率與揚聲器的超聲頻段的諧振頻率大小相等，一般為4(T60kHz，所以在本發明中，要求揚聲器的工作頻帶較寬，至少能夠在普通音頻和超聲波頻帶內都具有較高的靈敏度響應，優選的揚聲器為PVDF壓電薄膜揚聲器。所述調制器將載波信號和音頻信號相乘，從而得到參量陣需要的音頻信號疊加超聲波載波信號的調制信號，在本發明中，所述調制器采用AM調制，其核心是通過乘法器實現，通過使用集成AM調制芯片實現的，如圖3所示，為本發明調制器的優選實施電路圖，超聲載波信號和音頻信號輸入后，通過模擬乘法器MC1496運算后，得到調制信號。
由于模式選擇模塊的存在，可以使本發明提供的指向性揚聲器裝置具有音頻模式和指向性模式兩種模式，如圖2所示，該模式選擇模塊是通過繼電器來實現，其工作方式如下:在音頻模式時，關斷載波信號輸入調制器，調制器將音頻輸出模塊輸出的音頻信號直接與直流信號相乘，得到的還是音頻信號；而在指向性模式時，模式選擇模塊允許載波信號進入調制器，調制器將音頻信號和載波信號相乘，實現AM調制功能，得到參量陣需要的音頻信號疊加超聲波載波信號的調制信號。本發明提供的指向性揚聲器裝置在音頻模式下的工作原理如下:音頻輸出模塊輸出音頻信號，模式選擇模塊關斷載波信號進入調制器，調制器將音頻信號和直流分量相乘，調制的結果還是音信信號，放大器接收調制器輸出的調制信號然后進行放大，經過放大的音頻信號被送入揚聲器，揚聲器在音頻段振動發聲。本發明提供的指向性揚聲器裝置在指向性模式下的工作原理如下:音頻輸出模塊輸出音頻信號，模式選擇模塊開通載波信號進入調制器，調制器將音頻信號和載波信號分量相乘，AM調制結果為帶超聲波載波信號的調制信號，即參量陣的需求信號，放大器接收調制信號并進行放大，經過放大的音頻信號被送入揚聲器，揚聲器在超聲波頻段振動發聲。在本發明中，因為揚聲器需要在超聲波頻帶工作，所以放大器同樣需要較寬的頻帶，一般需要2(T60kHz的響應帶寬。
一種指向性揚聲器裝置的使用方法，該方法包括如下步驟:提供一音頻輸出模塊，用以輸出音頻信號；提供一載波發生器，用以產生載波信號；提供一模式選擇模塊，用以與載波發生器連接并控制載波發生器產生的載波信號進行調制或在載波發生器不產生載波時單獨調制音頻信號，調制后輸出調制信號； 提供一放大器，用以將調制信號放大；提供一揚聲器，用以接收放大后的調制信號并輸出聲音。該指向性揚聲器裝置的工作原理如下:音頻輸出模塊輸出音頻信號，模式選擇模塊與載波發生器連接并控制載波發生器產生載波信號或不產生載波信號，其中，當模塊選擇模塊控制載波發生器產生載波信號，所述調制器接收并調制音頻信號和載波信號，然后輸出調制信號，放大器接收并放大調制信號，然后由揚聲器接收并播放放大器輸出信號；當模塊選擇模塊控制載波發生器不產生載波信號，調制器只接收并調制音頻信號，然后輸出調制信號，放大器接收并放大調制信號，然后由揚聲器接收并播放放大器輸出信號。在本發明中，優選的，所述調制器采用AM調制。在傳統的音頻模式下，本發明提供的指向性揚聲器裝置和傳統揚聲器一樣，緊貼耳朵接收音頻信號，但是在指向性模式時，可以免提，揚聲器和耳朵可以有一定的距離，一般為一米以內，而這時候揚聲器發出來的聲音具有良好的隱蔽性和傳播方向定位，可以廣泛應用于車載電話、3G視頻通話、會議通話等場合。以上所述的僅是本發明的較佳實施方式，在此應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出改進，但這些均屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種指向性揚聲器裝置，其特征在于:該裝置包括用于輸出音頻信號的音頻輸出模塊、用于產生載波信號的載波發生器、用于控制載波發生器產生載波信號或不產生載波信號的模式選擇模塊、用于將音頻信號與載波信號進行調制從而得到調制信號的調制器、用于接收調制器輸出的調制信號并將調制信號進行放大的放大器、以及用于接收并播放放大器輸出信號的揚聲器。
2.根據權利要求1所述的指向性揚聲器裝置，其特征在于:所述音頻輸出模塊還包括前置放大器，該前置放大器用于調整音頻信號大小。
3.根據權利要求1所述的指向性揚聲器裝置，其特征在于:所述調制器采用AM調制。
4.根據權利要求1所述的指向性揚聲器裝置，其特征在于:所述載波發生器產生的載波信號為超聲波載波信號，該載波信號的頻率與揚聲器的超聲波頻段的諧振頻率大小相等
5.根據權利要求3所述的指向性揚聲器裝置，其特征在于:所述諧振頻率大小為40kHz飛OkHz。
6.根據權利要求1至5任意一項所述的指向性揚聲器裝置，其特征在于:所述揚聲器為PVDF壓電薄膜揚聲器。
7.—種如權利要求1所述指向性揚聲器裝置的使用方法，該方法包括如下步驟: 提供一音頻輸出模塊，用以輸出音頻信號； 提供一載波發生器，用以產生載波信號； 提供一模式選擇模塊，用以與載波發生器連接并控制載波發生器產生的載波信號進行調制或在載波發生器不產生載波時單獨調制音頻信號，調制后輸出調制信號； 提供一放大器，用以將調制信號放大； 提供一揚聲器，用以接收放大后的調制信號并輸出聲音。
8.根據權利要求7所述的指向性揚聲器裝置的使用方法，其特征在于:所述調制器采用AM調制。
全文摘要
本發明涉及了一種指向性揚聲器裝置及其使用方法，該裝置包括用于輸出音頻信號的音頻輸出模塊、用于產生載波信號的載波發生器、用于控制載波發生器是否產生載波信號的模式選擇模塊、用于將音頻信號與載波信號進行調制從而得到調制信號的調制器、用于接收調制器輸出的調制信號并將調制信號進行放大的放大器、以及用于接收并播放放大器輸出信號的揚聲器。本發明提供的指向性揚聲器裝置及其使用方法可以實現揚聲器播放出來的聲音具有良好的隱蔽性和傳播方向定位。
文檔編號H04R1/20GK103237279SQ20121027858
公開日2013年8月7日 申請日期2012年8月7日 優先權日2012年8月7日
發明者張麗宏, 惠耀, 李剛, 王洪興, 馮聲振 申請人:瑞聲聲學科技(深圳)有限公司, 瑞聲聲學科技(常州)有限公司, 瑞聲聲學科技研發(南京)有限公司