華盛頓，2021 年 8 月 31 日——隨著電子設(shè)備尺寸的縮小，它們的組件(如揚(yáng)聲器)也需要縮小。
在美國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)通過(guò) AIP Publishing 出版的JASA Express Letters 中，中國(guó)西北工業(yè)大學(xué)和魁北克大學(xué)的研究人員為緊湊型揚(yáng)聲器系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了三種設(shè)計(jì)，它們比以前的型號(hào)更有效地控制聲音的方向。
單個(gè)揚(yáng)聲器向各個(gè)方向輻射聲波。然而，對(duì)于一個(gè)有效的揚(yáng)聲器系統(tǒng)，聲音需要集中在一個(gè)方向，就像在黑暗的房間里手電筒發(fā)出的光束一樣。方向性因子衡量與其他浪費(fèi)方向相比，在所需方向上釋放了多少聲音。
“我們希望光束具有盡可能高的方向性因子，”作者京東陳說(shuō)。“或者換句話說(shuō)，我們希望光束足夠銳利，以便我們只能將能量導(dǎo)向某些方向。”
對(duì)于每個(gè)單獨(dú)的揚(yáng)聲器，科學(xué)家們能夠操縱傳出聲波的時(shí)間和強(qiáng)度。他們將多個(gè)揚(yáng)聲器組合成一個(gè)陣列，并利用聲波的建設(shè)性和破壞性干擾來(lái)發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)。
聲波在不需要的方向上相互抵消，同時(shí)在所需的方向上有效地?cái)y帶聲能。這提高了揚(yáng)聲器系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的指向性因素。
該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)他們?cè)陉嚵兄薪M合的揚(yáng)聲器越多，指向性因子就越高。
“這是我們想要的東西，但當(dāng)然，我們必須付出代價(jià)，”陳說(shuō)。“我們必須通過(guò)使用更多揚(yáng)聲器來(lái)增加陣列的大小。”
揚(yáng)聲器陣列還需要在所有頻率下表現(xiàn)同樣出色，以防止聲音失真。
在他們的三個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，作者優(yōu)化了揚(yáng)聲器的不同方面。第一個(gè)非常好地實(shí)現(xiàn)了所需的聲波方向，但效率很低。第二個(gè)最大限度地提高效率，但陣列在所有頻率上的表現(xiàn)并不均勻，導(dǎo)致聲音失真。最終設(shè)計(jì)是高效且一致的，但可能比其他兩個(gè)具有更低的方向性因子。
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