Page 19 - 《应用声学》2020年第2期
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第 39 卷 第 2 期 朱宏艺等: 紧凑型双单元声系统的波束形成研究 177
参 考 文 献
6 结论
[1] Long M. Architectural acoustics[M]. New York: Elsevier
Academic Press, 2004.
本文针对紧凑型扬声器系统多用于家居环境 [2] Beranek L. Concert halls and opera houses[M]. 2nd Edi-
音乐重放的场景,利用两只扬声器单元构建了紧凑 tion. Berlin: Springer-Verlag, 2004.
[3] Bradley J S, Soulodre G A. The influence of late arriving
型双单元声系统,通过波束形成实现左/右声道和 energy on spatial impression[J]. Journal of the Acoustical
中央虚拟声道,从而拓宽 ASW 以实现空间感增强。 Society of America, 1995, 97(4): 2263–2271.
[4] Bradley J S, Reich R D, Norcross S G. On the combined
对于左/右声道,利用基于相位对齐的 MMSE 算法 effects of early-and late-arriving sound on spatial impres-
实现低频使用两只扬声器单元进行波束形成得到 sion in concert halls[J]. Journal of the Acoustical Society
of America, 2000, 108(2): 651.
较窄的波束宽度,高频利用其窄指向性,仅使用一只
[5] Barron M. Measured early lateral energy fractions in con-
扬声器单元;对于中央虚拟声道,利用 MMSE 算法 cert halls and opera houses[J]. Journal of Sound and Vi-
bration, 2000, 232(1): 79–100.
通过设计半空间指向性的目标驱动两只单元工作
[6] Toole F E. Sound reproduction loudspeakers and
进行波束形成得到较宽的波束。仿真结果显示,上 rooms[M]. Burlington: Focal Press, 2008.
[7] Bose Home Speaker 500[DB/OL]. [2019-04-20]. https://
述方案均获得了理想的结果。
www.bose.com/en_us/products/speakers/smart_home
考虑到实际设计双单元声系统时所用的障板 /bose-home-speaker-500.html.i
尺寸有限,本文利用边界元方法模拟和分析了有限 [8] HomePod[DB/OL]. [2019-04-20]. https://www.apple.com
/cn/homepod/.
长障板对单个扬声器单元的指向性以及左/右声道 [9] Barron M. The subjective effects of first reflections in con-
和中央虚拟声道波束形成的影响。仿真结果表明, cert halls—The need for lateral reflections[J]. Journal of
Sound and Vibration, 1971, 15(4): 475–494.
有限长障板的边缘衍射效应一方面会导致扬声器 [10] Wühle T, Merchel S, Altinsoy M E. The precedence effect
单元在中低频的指向性变宽,该现象有利于声系统 in scenarios with projected sound[J]. Journal of the Audio
Engineering Society, 2019, 67(3): 92–100.
在中低频更好的实现目标;另一方面会导致扬声器
[11] Faller C. Compact stereo loudspeakers with Dipole pro-
单元在高频段出现旁瓣,但由于障板的高度相对于 cessing[C]// AES 146th International Convention, 2019.
[12] Kolundzija M, Faller C, Vetterli M. Design of a compact
高频段的声波波长可近似于无限长,所以造成的旁
cylindrical loudspeaker array for spatial sound reproduc-
瓣对波束形成结果的影响可忽略。因此,有限长障 tion[C]// AES 130th International Convention, 2011.
板的设计不仅更符合实际情况,而且更有利于实现 [13] Williams E. Fourier acoustics[J]. Salt Lake City: Aca-
demic Press, 1999.
波束形成。最后本文基于有限元仿真的条件实际设 [14] 程建春. 声学原理 [M]. 北京: 科学出版社, 2012.
计了双单元声系统,通过实验测量进一步验证了本 [15] Gardner M B. Historical background of the haas and/or
precedence effect[J]. Journal of the Acoustical Society of
文所用算法的性能。 America, 1968, 43(6): 1243.