专利名称：指向性扬声器装置及其使用方法
指向性扬声器装置及其使用方法
技术领域：
本发明涉及具有指向性功能的通信领域，尤其涉及一种指向性扬声器装置及其使用方法。
背景技术：
随着无线通讯的快速发展，全球移动电话越来越多，人们对移动电话的要求不仅仅限于基本通话，更要求对传统移动电话的外观形状提出更多要求。尤其是3 G时代的到来，移动多媒体技术也随之发展，很多移动电话具有多种娱乐功能，如视频播放、数码摄像、游戏、GPS导航等。传统的扬声器已被广泛应用于移动电话、固定电话等通信终端设备中，实现音频的重放，所以，应用这种传统扬声器的通信终端，在通信的时候必须将通信终端紧贴耳朵以进行声波传播，在免提模式下，只可通过扬声器进行通话，通话的时候又容易造成声波向四面传播，进一步造成通话内容容易泄露。因此，有必要针对上述缺点提供一种指向性扬声器装置及其使用方法。
发明内容本发明的目的在于提供一种指向性扬声器装置及其使用方法，该装置可以实现扬声器播放出来的声音具有良好的隐蔽性和传播方向定位。一种指向性扬声器装置，该装置包括用于输出音频信号的音频输出模块、用于产生载波信号的载波发生器、用于控制载波发生器产生载波信号或不产生载波信号的模式选择模块、用于将音频信号与载波信号进行调制从而得到调制信号的调制器、用于接收调制器输出的调制信号并将调制信号进行放大的放大器、以及用于接收并播放放大器输出信号的扬声器。优选的，所述音频接收模块还包括前置放大器，该前置放大器用于调整音频信号大小。优选的，所述调制器采用AM调制。优选的，所述载波发生器产生的载波信号为超声波载波信号，该载波信号的频率与扬声器的超声波频段的谐振频率大小相等。优选的，所述谐振频率大小为40kHz飞0kHz。优选的，所述扬声器为PVDF压电薄膜扬声器。一种指向性扬声器装置的使用方法，该方法包括如下步骤:提供一音频输出模块，用以输出音频信号；提供一载波发生器，用以产生载波信号；提供一模式选择模块，用以与载波发生器连接并控制载波发生器产生的载波信号进行调制或在载波发生器不产生载波时单独调制音频信号，调制后输出调制信号；提供一放大器，用以将调制信号放大；提供一扬声器，用以接收放大后的调制信号并输出声音。优选的，所述调制器采用AM调制。
本发明的有益效果在于:本发明提供的指向性扬声器装置及其使用方法可以实现扬声器播放出来的声音具有良好的隐蔽性和传播方向定位。
图1是本发明指向性扬声器装置的系统原理框架图；图2是模式选择模块的工作原理示意图；图3是本发明指向性扬声器装置中的调制器优选的电路图。
具体实施方式下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。请参见图1所示，本发明提供了一种指向性扬声器装置，该装置包括用于输出音频信号的音频输出模块、用于产生载波信号的载波发生器、用于控制载波发生器产生载波信号或不产生载波信号的模式选择模块、用于将音频信号与载波信号进行调制从而得到调制信号的调制器、用于接收调制器输出的调制信号并将调制信号进行放大的放大器、以及用于接收并播放放大器输出信号的扬声器，其中，所述音频输出模块还包括前置放大器，该前置放大器用于调整语音信号大小。所述载波发生器产生的载波信号为超声波载波信号，该载波信号的频率与扬声器的超声频段的谐振频率大小相等，一般为4(T60kHz，所以在本发明中，要求扬声器的工作频带较宽，至少能够在普通音频和超声波频带内都具有较高的灵敏度响应，优选的扬声器为PVDF压电薄膜扬声器。所述调制器将载波信号和音频信号相乘，从而得到参量阵需要的音频信号叠加超声波载波信号的调制信号，在本发明中，所述调制器采用AM调制，其核心是通过乘法器实现，通过使用集成AM调制芯片实现的，如图3所示，为本发明调制器的优选实施电路图，超声载波信号和音频信号输入后，通过模拟乘法器MC1496运算后，得到调制信号。
由于模式选择模块的存在，可以使本发明提供的指向性扬声器装置具有音频模式和指向性模式两种模式，如图2所示，该模式选择模块是通过继电器来实现，其工作方式如下:在音频模式时，关断载波信号输入调制器，调制器将音频输出模块输出的音频信号直接与直流信号相乘，得到的还是音频信号；而在指向性模式时，模式选择模块允许载波信号进入调制器，调制器将音频信号和载波信号相乘，实现AM调制功能，得到参量阵需要的音频信号叠加超声波载波信号的调制信号。本发明提供的指向性扬声器装置在音频模式下的工作原理如下:音频输出模块输出音频信号，模式选择模块关断载波信号进入调制器，调制器将音频信号和直流分量相乘，调制的结果还是音信信号，放大器接收调制器输出的调制信号然后进行放大，经过放大的音频信号被送入扬声器，扬声器在音频段振动发声。本发明提供的指向性扬声器装置在指向性模式下的工作原理如下:音频输出模块输出音频信号，模式选择模块开通载波信号进入调制器，调制器将音频信号和载波信号分量相乘，AM调制结果为带超声波载波信号的调制信号，即参量阵的需求信号，放大器接收调制信号并进行放大，经过放大的音频信号被送入扬声器，扬声器在超声波频段振动发声。在本发明中，因为扬声器需要在超声波频带工作，所以放大器同样需要较宽的频带，一般需要2(T60kHz的响应带宽。
一种指向性扬声器装置的使用方法，该方法包括如下步骤:提供一音频输出模块，用以输出音频信号；提供一载波发生器，用以产生载波信号；提供一模式选择模块，用以与载波发生器连接并控制载波发生器产生的载波信号进行调制或在载波发生器不产生载波时单独调制音频信号，调制后输出调制信号； 提供一放大器，用以将调制信号放大；提供一扬声器，用以接收放大后的调制信号并输出声音。该指向性扬声器装置的工作原理如下:音频输出模块输出音频信号，模式选择模块与载波发生器连接并控制载波发生器产生载波信号或不产生载波信号，其中，当模块选择模块控制载波发生器产生载波信号，所述调制器接收并调制音频信号和载波信号，然后输出调制信号，放大器接收并放大调制信号，然后由扬声器接收并播放放大器输出信号；当模块选择模块控制载波发生器不产生载波信号，调制器只接收并调制音频信号，然后输出调制信号，放大器接收并放大调制信号，然后由扬声器接收并播放放大器输出信号。在本发明中，优选的，所述调制器采用AM调制。在传统的音频模式下，本发明提供的指向性扬声器装置和传统扬声器一样，紧贴耳朵接收音频信号，但是在指向性模式时，可以免提，扬声器和耳朵可以有一定的距离，一般为一米以内，而这时候扬声器发出来的声音具有良好的隐蔽性和传播方向定位，可以广泛应用于车载电话、3G视频通话、会议通话等场合。以上所述的仅是本发明的较佳实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种指向性扬声器装置，其特征在于:该装置包括用于输出音频信号的音频输出模块、用于产生载波信号的载波发生器、用于控制载波发生器产生载波信号或不产生载波信号的模式选择模块、用于将音频信号与载波信号进行调制从而得到调制信号的调制器、用于接收调制器输出的调制信号并将调制信号进行放大的放大器、以及用于接收并播放放大器输出信号的扬声器。
2.根据权利要求1所述的指向性扬声器装置，其特征在于:所述音频输出模块还包括前置放大器，该前置放大器用于调整音频信号大小。
3.根据权利要求1所述的指向性扬声器装置，其特征在于:所述调制器采用AM调制。
4.根据权利要求1所述的指向性扬声器装置，其特征在于:所述载波发生器产生的载波信号为超声波载波信号，该载波信号的频率与扬声器的超声波频段的谐振频率大小相等
5.根据权利要求3所述的指向性扬声器装置，其特征在于:所述谐振频率大小为40kHz飞OkHz。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的指向性扬声器装置，其特征在于:所述扬声器为PVDF压电薄膜扬声器。
7.—种如权利要求1所述指向性扬声器装置的使用方法，该方法包括如下步骤: 提供一音频输出模块，用以输出音频信号； 提供一载波发生器，用以产生载波信号； 提供一模式选择模块，用以与载波发生器连接并控制载波发生器产生的载波信号进行调制或在载波发生器不产生载波时单独调制音频信号，调制后输出调制信号； 提供一放大器，用以将调制信号放大； 提供一扬声器，用以接收放大后的调制信号并输出声音。
8.根据权利要求7所述的指向性扬声器装置的使用方法，其特征在于:所述调制器采用AM调制。
全文摘要
本发明涉及了一种指向性扬声器装置及其使用方法，该装置包括用于输出音频信号的音频输出模块、用于产生载波信号的载波发生器、用于控制载波发生器是否产生载波信号的模式选择模块、用于将音频信号与载波信号进行调制从而得到调制信号的调制器、用于接收调制器输出的调制信号并将调制信号进行放大的放大器、以及用于接收并播放放大器输出信号的扬声器。本发明提供的指向性扬声器装置及其使用方法可以实现扬声器播放出来的声音具有良好的隐蔽性和传播方向定位。
文档编号H04R1/20GK103237279SQ20121027858
公开日2013年8月7日 申请日期2012年8月7日 优先权日2012年8月7日
发明者张丽宏, 惠耀, 李刚, 王洪兴, 冯声振 申请人:瑞声声学科技(深圳)有限公司, 瑞声声学科技(常州)有限公司, 瑞声声学科技研发(南京)有限公司