Page 212 - 《应用声学》2025年第1期

208 2025 年 1 月

1464 235
488 488
200~400 Hz᫼ѵ
φ118 φ145
200

488
1200 215
300 300 300 400~800 Hz᫼ѵ
φ115 φ98
150
300
1050 118
150 150 150 150 150 150
φ70
100
800~1600 Hz᫼ѵ
525
15
75 75 75 75 75 75
75 800~1600 Hz᫼ѵ
75 φ48
262.5
37.5
23
55 3200~6400 Hz᫼ѵ
R14.5
37.5
173
23
55 6400~12800 Hz᫼ѵ
图 6 线阵列箱体布局图
Fig. 6 Layout diagram of the line array box

(3) 对移相电路输出的信号能进行幅值控制， 2.2.3 分频电路设计
可产生诸如切比雪夫加权、泰勒加权等信号幅值加 根据图 7 框图的设计思路，分频采用 ADI 公司
权，尽量实现线阵列声场的主瓣突出和旁瓣抑制。 的DSP芯片ADAU1467 [23] ，将200 Hz∼12.8 kHz频
(4) 对经多路移相和幅度加权控制信号进行功 域信号进行 1/4 倍频程分频，分频后进行逐段等移
率放大并输出到各组线阵列的阵元上。 相差30 或60 。
◦
◦
2.2.2 分频算法 ADAU1467为32位SigmaDSP声频处理器，主
根据电路功能需求，设计了信号处理的系统 频 294.912 MHz，内置 24 kB 程序内存和 80 kB 参
框图，如图 7 所示。声频信号输入以后，通过一个 数/数据 RAM，内置采样频率为 192 kHz、32 bit，有
声频分配器接 24路分频器，对200 Hz∼12.8 kHz 频 48个数字I/O口。
域的声频，采用 1/4 倍频程分频，输出的信号带宽 ADAU1467可由SigmaStudio图形编程工具创
为 1/4 倍频程，取其等比中心的频率为参考点，进 建交互式、直观和强大的信号处理流。经测试
行等相位差移相，其低频点和高频点的实际移相 可以用来实现较窄带宽的分频，具体方法是：进
度数会产生一定的偏差 (经实测大约有 5 的偏差)。 入树状工具箱界面，如图 8(a) 所示，选择器件型
◦
如果采用 1/6 倍频程分频，虽可以降低偏差，但会 号为 ADAU1467，然后选择 Fillers(滤波器)→Nth
造成分频路数和移相路数从现在 24 路和 160 路大 Order(N 阶)→Double Precision(双精度)→1 Chan-
幅提升到 36 路和 240 路，使电路的复杂度也大幅提 nel(单通道)→Nth Order Fillers(N 阶滤波器)。选
升。此外为了将线阵列的数量控制在 6 个，需要将 择该滤波器后，用一个高通和一个低通滤波器形成
4 个经过相同相位移相处理以后相邻的 1/4 倍频程 一组带通滤波器，滤波器的阶数选 20，滤波器的形
的信号进行加法运算，合成一个倍频程内 0 、30 、 式采用 Chebyshev 1 型如图 8(b) 所示，滤波效果较
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◦
60 等合成信号的输出，再经过 40 路 (最低频组 5 好，但不支持用代码编程进行信号移相或短延时处
◦
路，其余 7 路) 功放后，去推对应的阵元 (扬声器) 理。因此在信号经过图7框图中分频以后的移相/延
工作。 时就需要另想方法。