MEMS矢量传声器研究进展

矢量传声器由声压传感器和质点振速传感器复合构成,可时间同步、空间共点测量声场声压标量及质点振速矢量信息,在开展振动噪声监测、被动声测定位以及声全息成像等相关声学测试方面有着独特的优势,因而具有重要的工程应用价值.质点振速传感器是矢量传声器的核心部件,具有偶极子指向性,可直接感测声场质点振速各正交分量.基于此,介绍基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)技术的矢量传声器的研究进展,概述MEMS矢量传声器的工作原理、设计制作及工程应用等方面的发展现状.     

基于虚拟仪器的传声器指向性测量系统

提出了一种基于虚拟仪器的传声器指向性测量系统。系统由NI数据采集卡及LabVIEW图形化编程语言编写的软件程序组成。由步进电机带动传声器转动。能绘制出待测传声器的指向性极坐标图,同时显示测得的数据。与传统的测量系统相比,该系统降低了成本,节省了操作空间,同时具有操作简单、指向性图案及测量数据同步实时显示特性。     

双传声器系统中的风噪声抑制方法研究

风噪声是自然界中最常见的一种噪声,严重影响着传声器拾音质量,并且其非平稳性使普通消噪方法（如谱减法等）不适用于风噪声抑制。本文分析了双传声器拾取的语声信号和风噪声信号的频域相干性,利用来自双传声器语声信号之间的强相干性和风噪声之间的弱相干性,采用Zelinski滤波器思路,考虑自由声场和扩散声场中风噪声和背景噪声的综合影响,设计了一种利用信号的相干性进行风噪声检测,进而准确估计风噪声相干系数的风噪声抑制滤波器。实验证明,文中提出的基于双传声器相干性原理的风噪声抑制方法较传统方法不仅在消噪性能上有较大提升,而且还具有运算量小、实时性强的特点,能够广泛应用于自由声场和扩散声场中的各类拾音系统。      

双传声器指向性噪声消除在手机中的应用

介绍了一种手机中使用的指向性双传声器噪声消除系统.系统采用两个灵敏度一致性较好的全指向性传声器,形成锥形指向性拾音波束,只接收120.范围以内的信号,大大减少拾音波束之外的噪声干扰;紧接着使用单通道语音增强算法,可进一步衰减采集到信号中的背景噪声.实验结果表明,该系统在保持了较小的语音失真的前提下,对于各种类型的背景噪...     

基于MEMS矢量传声器的声源DOA估计

微机电系统（Micro Electro Mechanical System,MEMS）矢量传声器在声源波达方向（Direction of Arrival,DOA）估计领域具有巨大的潜力及优势。本文分析MEMS矢量传声器接收信号模型,并结合随机性最大似然原理推导矢量传声器DOA估计模型。针对时变非均匀噪声影响矢量传声器DOA估计性能的问题,提出基于空间噪声预白化的极大似然DOA估计方法。此外,开展仿真分析及园区环境下的定向验证试验。结果表明,通过噪声协方差估计矩阵对矢量传声器接收信号数据进行预白化处理,能够克服时变非均匀噪声对信号协方差矩阵的影响,实现矢量传声器对目标DOA精确估计,验证了该方法的有效性及实用性。     

南京大学扬声器与传声器的声学测量——纪念沙家正先生

介绍了沙家正先生对电声器件及其系统的理论和测量所进行的研究,其中包括传声器自由声场灵敏度的非消声室测量、声柱的指向性、频响、效率和谐振频率,扬声器的声学理论及声学测量等,为中国电声事业的发展做出了突出贡献。     

自由场修正曲线的测量

测试电容传声器根据不同的使用条件,一般分为两类:声场型和声压型。用声场型测试电容传声器得到的声压是传声器放入声场前该点的自由场声压,在音频声学测量中,常常需要测量这个量,如扬声器的灵敏度测量中,要求知道在扬声器轴向所辐射的自由场声压。在噪声计量中也经常要测量这一量,     

基于波叠加和BAHIM的内部声场可视化实现

介绍了基于波叠加（WSA）和BAHIM的内部声场可视化的原理,并进行仿真。重点分析了声强测量系统误差及声场重建参数对内部声场可视化精度的影响,分析结果对汽车和飞机等内部声场可视化系统的开发具有重要理论及实际指导意义。     

一种适用于助听器的低失调自适应指向性算法

在噪声环境中助听器的性能会受到严重影响.但当噪声与期望信号处在不同方向时,在助听器中使用指向性传声器系统能够有效地抑制噪声,使助听器的使用者受益.本文基于自适应LMS(最小均方)算法提出了一种适用于助听器的低失调自适应指向性算法,用以动态调整传声器系统中滤波器的系数,使指向性模式的灵敏度最低点朝向噪声源方向,达到降噪的目的.相比于现有的LMS算法,本文引入了一种后验信噪比并将与其相关的信噪比补偿因子引入自适应步长的更新过程,有效改善了语音信号存在时的失调情况.最后,本文通过仿真验证了本文算法对失调的改善作用.     

基于多普勒频谱分析技术的声压复现方法研究

空气声声压量值的复现是通过实验室标准传声器实现的,标准传声器的声压灵敏度采用互易校准技术获得,它是一种间接的量值复现技术.为研究直接复现声压量值的可行性,本文在平面行波管内通过激光多普勒技术获得声场中示踪粒子的多普勒信号,对其进行频谱分析,对照声场中粒子振动方程和贝塞尔函数的求解,获得了声场中粒子的振速,依据平面行波方程计算获得管中声压,与实验室标准传声器测量结果相对照,结果表明,声压级在100 dB左右时,不同频点测量的声压偏差与传声器所得的结果低于0.3 dB.基于多普勒信号频谱分析技术获得粒子振速,为光学法复现声压量值的进一步研究奠定了基础.     

基于双迭片结构的三维声压梯度矢量水听器

矢量水听器可以测量声场中水质点运动的矢量信息,其中由双声压水听器构成的声压梯度矢量水听器,结构简单,适用于低频探测.通过对铍铜合金与压电陶瓷圆片构成的振子进行模态分析,制作了6只一致性好的双迭片型声压水听器作为声压梯度矢量水听器振子.将基于双迭片与压电陶瓷环结构制作的声压梯度矢量水听器进行灵敏度和指向性校准.结果表明,...     

一种适用于混响环境的双传声器自适应指向性算法

在许多语音信号处理系统(如助听器)中,都采用了指向性算法处理在空间上相互分离的信号,但在客厅、会议室等室内环境中混响的存在严重影响了指向性系统的降噪性能,现有的去混响算法不能有效地抑制干扰噪声。该文提出一种适用于混响环境的自适应双传声器指向性算法,采用两个间距很小的全向性传声器,将自适应零限波束形成(ANF)结构和利用概率模型抑制混响的方法相结合,实现了在混响环境中的自适应指向性。与现有指向性和抑制混响算法相比,该算法采用一个简单的结构同步实现了指向性和抑制混响,具有较低的复杂度和较强的实时性。仿真验证了算法在混响环境中的指向性降噪性能。     

压电三迭片式高阶声压梯度水听器研究

该文从数学上计算了不同阶声压梯度组合对空间声场的估计误差,分析了差分通道幅度和相位不一致性对有限差分近似误差的影响,研究了水听器自噪声及模数转换量化误差对高阶水听器工作频率下限的制约关系,提出了一种由4片压电三迭片构成的高阶声压梯度水听器,尺寸为?100 mm×50 mm,能够测量声场一阶声压梯度和二阶混合声压梯度。利用有限元法计算获得平面波自由声场中水听器各通道的输出电压。计算结果表明,二阶混合声压梯度通道的输出电压响应每倍频程升高12 dB,指向性与纵向四极子声源指向性一致。     

参考点、参考轴及测量距离

一、引言组合扬声器(箱)测量时,如何确定测试参考点,参考轴及测量距离,是很重要的。所谓参考点,就是测量时测试传声器对准被测组合扬声器(箱)平面的那一点。参考轴是通过参考点垂直于辐射平面的一条直线。沿参考轴从参考点到测试传声器的距离,就是测量距离。组合扬声器(箱)是由多只扬声器单元组合而成的,其辐射声场比单只扬声器辐射声场要复杂得多。因而在测量工作中就不能简单地仿照测量单只扬声器那样进行了。应如何正确的     

两种抛物面形状的指向性传声器的比较

传声器系统指向性的实现主要有两种途径：一是通过特殊的声结构,二是通过传声器阵列。比较了一个带有抛物面形状反射面的传声器系统和与抛物面开口面积相同的圆形传声器阵列的差异。分别使用Kirchhoff-Helmholtz积分方程和阵列理论对这两种传声器系统的性能进行研究。数值模拟的结果表明,抛物面反射式传声器系统在高频时具有更高的灵敏度,其指向性通常也好于圆形传声器阵列。     

基于矩阵编解码方式的多声道传声器的研究

基于矩阵编解码方式的传声器有MS制传声器、W-MS制传声器和声场传声器等,是多声道拾音技术中需要使用到的重要传声器.目前在国内外,专门讨论和研究这类传声器的文章并不多见.探讨了声场传声器的优劣性和使用它的方式和可能性,对于多声道环绕声录音具有一定的理论指导作用.     

基于小球反射法的超声脉冲波声场特性研究

基于对小球散射单频连续波声场指向性的研究,推导出小球散射超声换能器脉冲波声场的指向性函数计算公式,由此建立了小球反射的超声换能器脉冲波声场声压分布理论模型,计算了由不同尺寸的小球反射的声场声压分布.实验验证了指向性函数计算公式和理论模型的正确性,理论计算和实验结果均表明,小球的尺寸对声场声压分布的测量精度有较大影响.     

广播电容传声器极头的设计

本文用网络矩阵方法对具有二个进声口的传声器进行了理论分析,得到传声器灵敏度的一般公式以及传声器具有心形指向性的条件。用这一结果对双振膜双极板电容传声器极头进行了推导,求得传声器极头的开路灵敏度和心形指向性条件与各声学元件参数的关系。讨论了提高心形指向性传声器极头开路灵敏度的办法。实验表明,推导结果与实测结果基本相符。     

矢量语音传感器微阵列

人工智能的普及促进了语音交互技术的发展,语音传感器阵列作为智能语音交互的硬件前端,成为语音交互领域的前沿研究方向.矢量语音传声器自有的偶极子指向性、零点深度以及阵列体积小便于集成的特点特别符合语音交互技术对硬件设备的要求.基于此,通过采用两组矢量敏感单元"共点正交"形成矢量微阵列实现声源空间锐化波束指向,其不受瑞利限与空间采样率限制,与传统空间离散分布的声压麦克风阵列有着本质区别,是矢量微阵列的核心优势所在.矢量微阵列传声器弥补了现有双麦阵列的不足,具有更为广阔的应用前景,作为智能语音交互的硬件前端,对推动智能语音交互领域的发展具有重要意义.     

利用参量阵扬声器进行有源噪声控制的研究

在有源噪声控制系统中,由于传统扬声器具有全指向性,在控制点处获得降噪效果的同时,在声场其他区域噪声会增大.参量阵扬声器是具有强指向性的新型声频声源,可以作为有源噪声控制系统中的次级声源,以实现特定方向或区域的降噪,同时减少对声场其他区域的影响.对参量阵扬声器和传统扬声器作为次级声源的有源噪声控制系统进行了仿真实验,结果...