专利名称：基于可控声阵列的数控声音延时数字系统的制作方法
技术领域：
基于可控声阵列的数控声音延时数字系统技术领域[0001]本实用新型涉及声信号处理的技术领域，特别涉及一种基于可控声阵列的数控 声音延时数字系统。
背景技术：
[0002]现有的声阵列音响系统，如图1所示，只是实时系统(音响系统)，[0003]包括模数转换模块，用于将音频模拟信号转换为音频数字信号；DSP芯片， 用于将音频数字信号进行常规的滤波、增益、变换音效、分频等处理；数模转换模块， 用于将处理后的音频数字信号转换为音频模拟信号输出到功率放大器；通过功放输出至 扬声器。[0004]通常，设201下空气密度为0(|，声速为(V扬声器个数为n，pa为每个扬声器 单元在听音点产生的声压幅值，D( θ )为声柱的指向性，则声强为[0005]2Poco[0006]其中，θ =0方向为最大声强。S卩，如果η个扬声器等距离并排排列，则只有 在垂直于阵列中心位置的方向为最大声强区域。[0007]这种现有的实时音响系统，只适用于家庭、小型室内声场环境，对听音者所处 位置要求较高。但是，不适用在类似广场和礼堂等广阔和环境复杂之场所，因为，这些 场所要求扬声器的功率很大，但使用多个并排扬声器又会产生声音干涉效应，使主声束 集中在θ =0方向上，一旦固定，就不方便随意更改。实用新型内容[0008]本实用新型的目的在于，克服上述的不足，从而提供一种基于可控声阵列的数 控声音延时数字系统。[0009]为实现上述目的，本实用新型的一种基于可控声阵列的数控声音延时数字系 统，如图2所示，包括模数转换模块，用于将音频模拟信号转换为音频数字信号；信 号处理模块，用于将音频数字信号进行滤波、增益、变换音效、分频处理；数模转换模 块，用于将处理后的音频数字信号转换为音频模拟信号输出到功率放大器；其特征在 于，还包括一 PC机和一组依次级联的DSP芯片，分别对应于若干功率放大器；所述的 PC机，用于发送指令网表；所述的每一级DSP芯片均包括一个信号延时处理模块和一个 信号处理模块，用于先将数字信号存入缓存延时，然后对信号进行数字处理。所述的每 一级DSP芯片，分别用于对该路信号进行延时时间处理、DSP处理和自动ID生成。[0010]作为上述技术方案的一种改进，所述的信号延时处理模块的分辨率为0.01s，即 最小延时时间为0.01s。[0011]作为上述技术方案的一种改进，所述的每一级DSP芯片均采用双口通用异步接 收 / 发送器 UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)结构，其中，每一级 DSP3芯片的“UART_A”，进行程序网表比对后自动生成ID_(x)，同时向下通过该级DSP芯 片的“UART_B”与下一级DSP芯片进行如上相同过程的传递，自动生成一个下一级ID_ (x+1),并且，向上一级DSP芯片反馈一个信号。[0012]作为上述技术方案的又一种改进，所述的PC机和DSP芯片均采用RS-485串□。[0013]作为上述技术方案的再一种改进，所述的PC机采用RS-232协议，并通过 "RS-232转485控制板”和DSP芯片的485串口实现通讯。[0014]作为上述技术方案的一种优选，所述的RS-232协议的比特率为115200bps。[0015]本实用新型设计的一种基于可控声阵列的数控声音延时数字系统。通过模拟信 号AD转换为数字信号，由DSP芯片对数字信号进行处理和延迟，再输出给DA，由DA 输出，通过精确控制延时，达到可随意调整主声束方向，针对不同区域使该区域的声场 强度达到理想幅度。可用于广场礼堂等地方需要有声音的指向性的场合。本实用新型利 用可控声阵列模式对声信号进行分段检测，实现了对声源的延时处理。[0016]本实用新型的优点在于，[0017]1、利用每片DSP双UART 口硬件结构，组成级联系统方案。[0018]2、级联的DSP处理模块能自动生成声阵列处理系统，形成多束方向可控的声 源，实现精准声播放系统，有效解决了复杂声学环境中混响处理问题。[0019]3、PC端采用485串口通讯模式，解决长距离系统设置和监控问题。
[0020]图1是现有技术中声阵列音响系统的原理示意图；[0021]图2是本实用新型基于可控声阵列的数控声音延时数字系统的原理示意图；[0022]图3是本实用新型基于可控声阵列的数控声音延时数字系统的实施例的示意 图。
具体实施方式
[0023]
以下结合附图和具体实施方式
，对本实用新型的结构进行进一步详细的说明。[0024]本实施例利用每片DSP双UART 口硬件结构，组成如图3所示级联方案，并使 用RS-232协议(波特率为115200)进行通讯。[0025]程序内建指令网表，分别固化入每个DSP芯片并与之一一对应。指令内容延 时时间，DSP处理，自动ID生成等。[0026]阵列数量最大2 (最大数量可在程序层面控制)，8组成一单元，单元之间继续 采用如图3所示的级联方案。[0027]为达到延长线控长度的目的，设计PC与“DSP主控板0”通信方案为PC通 过RS-232协议与一个“RS-232转485控制板”相连，“RS-232转485控制板”再通 过一个“RS-232转485控制板”与“DSP主控板0”相连。[0028]程序传递流程如下PC端发送指令网表，首先进入“DSP主控板0”的 “UART_A”，进行程序网表比对，“DSP主控板0”自动生成ID_0，同时向下通过该板“UART_B”与“DSP主控板1”进行如上相同过程传递。以此类推，每当“DSP主控板(x+1)”收到正确指令，即向“DSP主控板χ”反馈一个信号，并自动生成一个 ID_(x+l)。[0029] 最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。 尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本 实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范 围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种基于可控声阵列的数控声音延时数字系统，该系统包括模数转换模块， 用于将音频模拟信号转换为音频数字信号；信号处理模块，用于将音频数字信号进行滤 波、增益、变换音效、分频处理；数模转换模块，用于将处理后的音频数字信号转换为 音频模拟信号输出到功率放大器；其特征在于，还包括一 PC机和一组依次级联的DSP芯片，分别对应于若干功率放大器；所述的 PC机，用于发送指令网表；所述的每一级DSP芯片均包括一个信号延时处理模块和一个 信号处理模块，用于先将数字信号存入缓存延时，然后对信号进行数字处理。
2.根据权利要求1所述的基于可控声阵列的数控声音延时数字系统，其特征在于，所 述的信号延时处理模块的分辨率为0.01s。
3.根据权利要求1所述的基于可控声阵列的数控声音延时数字系统，其特征在于， 所述的每一级DSP芯片均采用双口通用异步接收/发送器结构，其中，每一级DSP芯片 的“UART_A”，进行程序网表比对后自动生成ID_(x)，同时向下通过该级DSP芯片 的“UART_B”与下一级DSP芯片进行如上相同过程的传递，自动生成一个下一级ID_ (x+1),并且，向上一级DSP芯片反馈一个信号。
4.根据权利要求1所述的基于可控声阵列的数控声音延时数字系统，其特征在于，所 述的PC机和DSP芯片均采用RS-485串口。
专利摘要本实用新型涉及一种基于可控声阵列的数控声音延时数字系统，包括模数转换模块，用于将音频模拟信号转换为音频数字信号；信号处理模块，用于将音频数字信号进行滤波、增益、变换音效、分频处理；数模转换模块，用于将处理后的音频数字信号转换为音频模拟信号输出到功率放大器；还包括一PC机和一组依次级联的DSP芯片，分别对应于若干功率放大器；所述的PC机，用于发送指令网表；所述的每一级DSP芯片均包括一个信号延时处理模块和一个信号处理模块，用于先将数字信号存入缓存延时，然后对信号进行数字处理。利用级联的DSP处理模块能自动生成声阵列处理系统，形成多束方向可控的声源，实现精准声播放系统，有效解决了复杂声学环境中混响处理问题。
文档编号H04S7/00GK201813531SQ20102015739
公开日2011年4月27日 申请日期2010年4月9日 优先权日2010年4月9日
发明者李永平, 洪峰, 理华, 陈乐 申请人:北京锐致聪科技有限公司