超聲波技術在專業音頻領域的應用

　　一、技術原理

　　超聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)是指頻(pin)(pin)率高于20kHz的(de)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)，具(ju)有(you)頻(pin)(pin)率高、波(bo)長短、方(fang)向性好(hao)、穿透(tou)能(neng)力強的(de)特點。在專業音(yin)頻(pin)(pin)領(ling)域，超聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)技(ji)術主要利用其(qi)作為載體調制音(yin)頻(pin)(pin)信號，通過空氣中的(de)非(fei)線性效應將超聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)解(jie)調為可聽聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)音(yin)。

　　二、應(ying)用場景(jing)

　　(一(yi))定向音頻傳輸

　　原理：利用超(chao)聲(sheng)波(bo)的(de)高頻(pin)特(te)性(xing)，將其作為載體，通過調(diao)制技術將音頻(pin)信息(xi)疊加在超(chao)聲(sheng)波(bo)上。當超(chao)聲(sheng)波(bo)到達特(te)定(ding)區(qu)域(yu)時(shi)，空氣(qi)的(de)非(fei)線(xian)性(xing)效應會使超(chao)聲(sheng)波(bo)解調(diao)為可(ke)聽音頻(pin)，實(shi)現聲(sheng)音的(de)精準定(ding)向傳(chuan)輸(shu)，使聲(sheng)音集中在目(mu)標區(qu)域(yu)內，減少(shao)對周圍環境(jing)的(de)干擾(rao)。

　　應用案例：

　　展(zhan)(zhan)覽展(zhan)(zhan)示(shi)：在博物館(guan)、科技(ji)館(guan)等場所，通(tong)過集成定(ding)向聲技(ji)術實現智能定(ding)向語(yu)音講解，每(mei)件(jian)展(zhan)(zhan)品(pin)可擁有(you)獨(du)立的語(yu)音導覽區(qu)域(yu)，互不干擾，提升參觀體驗。

　　傳媒廣(guang)(guang)告：打破(po)傳統無聲(sheng)(sheng)廣(guang)(guang)告的局限(xian)，使廣(guang)(guang)告發出(chu)定向聲(sheng)(sheng)音，吸引觀眾(zhong)注意力，提(ti)升廣(guang)(guang)告效(xiao)果和品牌知(zhi)名(ming)度。

　　(二)音(yin)頻(pin)設備(bei)集(ji)成與(yu)優化

　　原理：將超(chao)聲波技術與(yu)音頻設(she)備相結(jie)合，實(shi)現設(she)備的多功能集(ji)成和性能優(you)化。例如，利用(yong)超(chao)聲波的特性實(shi)現距(ju)離感應、手勢控制(zhi)等(deng)功能，提升用(yong)戶與(yu)音頻設(she)備的交互體驗。

　　應用案例：

　　耳機與耳(er)塞：SonicEdge Ltd.開發的(de)(de)(de)基(ji)于(yu)超聲(sheng)波的(de)(de)(de)MEMS音頻揚聲(sheng)器，尺寸小(xiao)(xiao)、無振動、后腔尺寸減(jian)小(xiao)(xiao)，可用于(yu)TWS耳(er)機(ji)/耳(er)塞市場(chang)，實(shi)現尺寸更(geng)小(xiao)(xiao)、音質更(geng)好的(de)(de)(de)耳(er)機(ji)。

　　音(yin)(yin)頻(pin)功放：將(jiang)超聲信(xin)號與(yu)音(yin)(yin)頻(pin)信(xin)號混音(yin)(yin)后經音(yin)(yin)頻(pin)功放放大播出，再由(you)麥克風(feng)拾取超聲信(xin)號來(lai)判(pan)斷距(ju)離，實現息屏、亮屏等操作，節省設備空間。

　　三、技術(shu)優勢

　　定向性強：超(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)的波(bo)(bo)長短，衍射現象弱，能實現較高(gao)的定向性和(he)精準的聲(sheng)(sheng)音傳(chuan)播，可將聲(sheng)(sheng)音集中在特(te)定區域，避免聲(sheng)(sheng)音擴散。

　　設備集成(cheng)度高(gao)：超(chao)聲(sheng)波技術可使音(yin)頻(pin)設備在不增加顯著體積(ji)和重(zhong)量的(de)(de)(de)情況下，具備更(geng)多功(gong)能(neng)和更(geng)好的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)，滿足市場(chang)對小(xiao)型化、高(gao)性(xing)能(neng)音(yin)頻(pin)設備的(de)(de)(de)需求。

　　四、研究進展

　　高效(xiao)聲學(xue)(xue)調(diao)控(kong)：通(tong)過(guo)控(kong)制(zhi)(zhi)有效(xiao)聲學(xue)(xue)路徑(jing)，利(li)用具有相(xiang)反相(xiang)位響應的(de)(de)(de)二進制(zhi)(zhi)編碼(ma)單(dan)元實現(xian)高效(xiao)的(de)(de)(de)聲學(xue)(xue)調(diao)控(kong)，提升聲能(neng)收集(ji)性能(neng)，為(wei)開發(fa)兼具聲場調(diao)控(kong)與(yu)環境能(neng)量(liang)收集(ji)雙重功能(neng)的(de)(de)(de)先進聲學(xue)(xue)器(qi)件(jian)提供了參考(kao)。

　　聲(sheng)場估(gu)(gu)計技(ji)(ji)術：聲(sheng)場估(gu)(gu)計作(zuo)為(wei)基礎核心技(ji)(ji)術，可廣泛應用于多(duo)種聲(sheng)學技(ji)(ji)術，包括基于揚聲(sheng)器的聲(sheng)場再現與基于耳機的雙(shuang)耳音(yin)頻(pin)重放，推動音(yin)頻(pin)技(ji)(ji)術的進一步發展。

　　超(chao)聲(sheng)(sheng)波陣(zhen)列技(ji)術：采(cai)用多個(ge)超(chao)聲(sheng)(sheng)波發(fa)射器組成陣(zhen)列，增強發(fa)射功率，利用波的(de)相干性使發(fa)送波束更(geng)加(jia)集中，提高聲(sheng)(sheng)音的(de)定(ding)向傳播(bo)效果。

　　五、未來展(zhan)望

　　隨著技(ji)術(shu)(shu)的(de)不斷進步(bu)，超聲波(bo)技(ji)術(shu)(shu)在專業(ye)音(yin)(yin)頻領(ling)域的(de)應用前景將更加廣闊。未來，超聲波(bo)技(ji)術(shu)(shu)有望在音(yin)(yin)頻設備的(de)小型化(hua)(hua)、高性(xing)能(neng)化(hua)(hua)、多(duo)功(gong)能(neng)化(hua)(hua)等方面取(qu)得更大突破，為音(yin)(yin)頻行業(ye)帶(dai)來更多(duo)的(de)創新和(he)變革。同時，其在定向音(yin)(yin)頻傳輸、聲音(yin)(yin)交互等領(ling)域的(de)深入研(yan)究和(he)應用拓展，也將為人們帶(dai)來更加豐(feng)富、便捷、個性(xing)化(hua)(hua)的(de)音(yin)(yin)頻體驗。