技术特征：
1.一种具备安全装置的可编程参量阵扬声器，包括音频采集模块、信号处理模块和参量阵扬声器阵列和麦克风音量检测模块；音频采集模块，包含模数转换器与音频接口，将待定向传输的音频信号通过音频接口连接至模数转换器，将其转换为数字信号，音频采集模块的输出端连接至信号处理模块的输入端；信号处理模块，包含可编程器，接收来自音频采集模块的数字信号输入，基于所述可编程器在模块内进行调制操作和后处理操作，所述调制操作将音频信号调制至超声换能器的谐振频率及带宽内，所述后处理操作将调制操作输出的超声信号的输出形式匹配后级功率放大器的输入形式；信号处理模块的输出端连接至参量阵扬声器阵列的输入端；参量阵扬声器阵列，包含多个超声换能器构成阵列和与之匹配的功率放大器，参量阵扬声器阵列的前端为功率放大器，后端为超声换能器，参量阵扬声器阵列用于将携带音频信息的超声信号发射至空气中，经过空气自解调还原出可听音频信号；麦克风音量检测模块，包含麦克风、模数转换器和音频检测器，麦克风接收参量阵扬声器阵列的发射音频经过人体反射后的音频信号，由模数转换器采样为数字信号，再由音频检测器检测人体反射的音频信号的强度，基于音频检测器检测的音频信号强度控制参量阵扬声器阵列的输出幅度。2.如权利要求1所述的具备安全装置的可编程参量阵扬声器，其特征在于，基于音频检测器检测的音频信号强度控制参量阵扬声器阵列的输出幅度具体为：采用可编程器检测麦克风采集的信号与发出音频的相关程度，计算出人体反射的音频信号的幅度与时间差，由此来控制参量阵扬声器阵列的输出幅度。3.如权利要求2所述的具备安全装置的可编程参量阵扬声器，其特征在于，基于音频检测器检测的音频信号强度控制参量阵扬声器阵列的输出幅度具体为：对人体反射的音频信号进行峰值检测，若检测不到，则参量阵扬声器阵列的输出幅度保持不变；若检测峰值，控制参量阵扬声器阵列的输出声压峰值p为：其中，pth表示预置的声压阈值，dth表示静音距离阈值，d表示声压阈值pth对应的人体与参量阵扬声器阵列之间的距离，l表示人体到参量阵扬声器阵列的距离。4.如权利要求3所述的具备安全装置的可编程参量阵扬声器，其特征在于，设置声压阈值pth＝20pa，声压阈值对应的距离d＝5米，静音距离阈值dth＝0.5米。5.如权利要求1至4任一项所述的具备安全装置的可编程参量阵扬声器，其特征在于，信号处理模块的调制操作的调制方式包括：双边带、单边带、平方根、改进幅度。6.如权利要求1至4任一项所述的具备安全装置的可编程参量阵扬声器，其特征在于，参量阵扬声器阵列的多个超声换能器为相同谐振频率、相同带宽，且多个超声换能器共轴排列，参量阵扬声器阵列的各功率放大器的工作频率范围与超声换能器相匹配。7.如权利要求1至4任一项所述的具备安全装置的可编程参量阵扬声器，其特征在于，所述信号处理模块和音频检测器均包含可编程器，可由同一可编程器进行信号处理或采用不同的可编程器进行信号处理。8.如权利要求1至4任一项所述的具备安全装置的可编程参量阵扬声器，其特征在于，
所述可编程器采用现场可编程逻辑门阵列实现。
技术总结
本发明公开了一种具备安全装置的可编程参量阵扬声器，属于参量阵工程应用领域。该装置包含了音频采集模块、信号处理模块、参量阵扬声器阵列和麦克风音量检测模块，其中音频采集模块将音频采集为数字信号，信号处理模块使用可编程芯片对数字信号进行调制、后处理等操作将音频信号调制到超声载波上，参量阵扬声器阵列将超声波发射至空气中自解调出可听音频，人在听到音频的同时会将音频部分反射至麦克风，麦克风音量检测模块能检测音频的幅度和人到参量阵的距离来调节参量阵扬声器阵列的发射强度。本发明通过音量安全装置来调节参量阵的发射功率，以此确保人在离参量阵较近时的安全，避免损伤听力。避免损伤听力。避免损伤听力。
技术研发人员：史创 芶嘉承 李会勇
受保护的技术使用者：电子科技大学
技术研发日：2022.09.21
技术公布日：2022/12/19