【摘要】：空間聲場(chǎng)控制是指采用揚(yáng)聲器陣列進(jìn)行特定聲場(chǎng)重放或?qū)μ囟▍^(qū)域內(nèi)的空間聲場(chǎng)分布進(jìn)行調(diào)控。空間聲場(chǎng)控制在音頻系統(tǒng)中有廣泛應(yīng)用,包括音樂廳、影劇院、家庭影院系統(tǒng)、飛機(jī)或車輛內(nèi)的音頻系統(tǒng)等。本文在回顧現(xiàn)有空間聲場(chǎng)控制理論的基礎(chǔ)上,研究采用線性揚(yáng)聲器陣列在具有彎曲邊界的區(qū)域中產(chǎn)生較高聲能量而保持其他區(qū)域聲能量較低的方法。首先,提出一種采用線性揚(yáng)聲器陣列產(chǎn)生沿任意彎曲軌跡傳播的聲場(chǎng)的方法,該方法通過調(diào)控?fù)P聲器陣列的空間相位分布產(chǎn)生一系列切線形成彎曲軌跡的包絡(luò)。本文給出產(chǎn)生任意彎曲軌跡的一般化推導(dǎo)過程同時(shí)探索該方法的控制機(jī)理,指出該方法理論基礎(chǔ)為穩(wěn)相法,即彎曲軌跡上某點(diǎn)的聲壓主要來自于經(jīng)過該點(diǎn)的切線上的聲源的貢獻(xiàn),而其他聲源在該點(diǎn)的聲壓則相互抵消。其次,根據(jù)上述切線法空間聲場(chǎng)控制的理論,進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明采用線性揚(yáng)聲器陣列產(chǎn)生的彎曲軌跡與理論預(yù)期相吻合,同時(shí)以半圓形軌跡為例討論了需要的揚(yáng)聲器陣列長(zhǎng)度與傳播距離和彎曲軌跡尺寸的關(guān)系。另外,在消聲室環(huán)境中采用64個(gè)揚(yáng)聲器單元組成的陣列實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了拋物線軌跡、四分之一圓形軌跡和半圓形軌跡的聲波束,并通過仿真和實(shí)驗(yàn)證明該方法對(duì)障礙物散射具有較好的魯棒性。最后,探索了所提切線法空間聲場(chǎng)控制在聲對(duì)比度控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。通過仿真研究了切線法在弧形彎曲區(qū)域產(chǎn)生較高聲能量而在其他區(qū)域產(chǎn)生較低聲能量的性能,并和聲能量差最大法進(jìn)行比較。仿真結(jié)果表明,切線法可以在聲對(duì)比度和亮區(qū)的聲均勻度之間取得權(quán)衡,且對(duì)揚(yáng)聲器響應(yīng)失配和位置擾動(dòng)具有較好的魯棒性。時(shí)域仿真結(jié)果表明切線法具有更平的頻響,因而可以產(chǎn)生更好的音質(zhì)。
[Abstract]:Spatial acoustic field control refers to the use of loudspeaker array to replay the specific sound field or to regulate the distribution of spatial sound field in a specific area. Space sound field control is widely used in audio systems, including concert halls, cinemas, home theater systems, audio systems in aircraft or vehicles, and so on. On the basis of reviewing the existing control theory of spatial acoustic field, this paper studies the method of using linear loudspeaker array to generate higher acoustic energy in the region with curved boundary and to keep the acoustic energy low in other regions. Firstly, a linear loudspeaker array is proposed to generate sound fields that propagate along arbitrary curved tracks. By adjusting the spatial phase distribution of the loudspeaker array, a series of tangents are generated to form the envelope of the curved trajectory. In this paper, the general derivation process of arbitrary bending trajectory is given and the control mechanism of the method is explored simultaneously. It is pointed out that the theoretical basis of this method is the stable phase method. That is, the sound pressure of a point on the bend track is mainly due to the contribution of the sound source passing through the tangent line of the point, while the sound pressure of the other sound sources at the point is counteracted by each other. Secondly, according to the theory of spatial acoustic field control by tangent method, simulation and experiment are carried out. The simulation results show that the bending trajectory generated by the linear loudspeaker array is consistent with the theoretical expectation, and the relationship between the length of the required loudspeaker array and the propagation distance and the curved trajectory size is discussed by taking the semicircular trajectory as an example. In addition, the acoustic beam of parabola track, 1/4 circular track and semi-circular track is realized by array experiment of 64 loudspeaker elements in anechoic chamber environment. The simulation and experimental results show that the proposed method is robust to obstacle scattering. Finally, the application of spatial acoustic field control based on tangent method in acoustic contrast control system is explored. The performance of tangential method which produces higher acoustic energy in curved region and lower acoustic energy in other regions is studied by simulation and compared with the maximum method of acoustic energy difference. The simulation results show that the tangent method can balance the sound contrast with the sound uniformity in the bright area, and it is robust to the loudspeaker response mismatch and position disturbance. The time domain simulation results show that the tangent method has a more flat frequency response, so it can produce better sound quality.
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN643

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5 張Y罾鈄，

本文編號(hào)：2432979