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高超音速音响系统:HSS 完整指南

  • 发表时间:2021-09-06 09:54:07
  • 来源:本站
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高速钢

高速钢

资料来源:Pinterest

有没有想过光是如何在激光器的半反射器和反射器之间来回反射的?好吧,如果它告诉您使用声音制作类似的东西很容易怎么办?这是可能的!您所需要的只是一个高超音速音响系统。

利用叠加原理,超音速音响系统是本世纪最好的声音再现技术之一。

叠加原理

叠加原理

资料来源:维基共享资源

HSS 将传统扬声器转变为直接广播。但是,这只是一切的表面。

因此,我们写了这篇文章来告诉你更多关于高超音速音响系统的信息,它是如何工作的,它的应用,以及它的优缺点。

你准备好了吗?让我们开始!

什么是高超音速技术?

超音速音响系统是最令人印象深刻的音响工程方法之一。这项由美国科技公司开发的创新技术具有一大优势。它不使用任何带有分频器、高音单元外壳和低音单元的复杂电路。 

复杂的电路板特写

复杂的电路板特写

此外,它还提供几乎所有音频频率的特性。

但是,HSS 究竟是什么?

嗯,高超音速音响系统是一种使用无害的超声波在任何环境下都能发出可听声音的设备。 

超声波技术

超声波技术

资料来源:维基共享资源

通常情况下,我们听不到这些超声波音调,但这些音调利用空气的特性来发出我们可以听到的不同音调。因此,创建可听的声音。

这是最好的部分。

来自这个音响系统的声音只向一个方向移动。声音不会传播到 HSS 装置的背面或侧面。它不仅可以让您随心所欲地发出声音,还有助于减少噪音污染。

HSS系统的工作原理

高超音速音响系统技术利用非线性特性进行操作。非线性是空气通过波浪的不断收缩和膨胀在另一个波浪中产生新波浪的特性。

在这里,系统根据输入的音频信号使用超声波作为调制波。因此,当该波在空气中传播时,它会产生我们可以听到的新的可听频率(大约 20Hz-20KHz)。此外,由于我们听不到这种声波,因此不会受到超声波的干扰。人耳只能听到新创建的声音。

此外,超声波换能器的结构具有以下部分或组件。这些组件包括:

开关电源 

与其他电子系统一样,HSS 系统从高度过滤的 SMPS 中获取动力。在大多数系统中,您很可能会发现 SMPS 作为多电压电源。此外,电源电压根据输出功率(从 12v 到 60v)而变化。

音频信号处理单元

音频信号处理单元采用先进的音频电路,可以解码和检测所有音频输入。 

松下音频电路板

松下音频电路板

资料来源:维基共享资源

另外,您可以根据您的要求过滤它们并将它们发送到数字前置放大器单元。 

此外,您可以为此处理单元使用多种输入,最多 11.2 通道加上 DOLBY 和 DTS。该单元还控制均衡和其他动态控制。

微控制器单元

Arduino 微控制器单元

Arduino 微控制器单元

这个单元是进行所有必要音频调整的原因。您会发现这些系统中使用了 16 到 32 位微控制器。

数字音频前置放大器

这里,数字音频前置放大器处理从音频信号处理器传输的解码音频的前置放大。 

数字音频前置放大器电路板

数字音频前置放大器电路板

资料来源:维基共享资源

完成后,预放大的音频传输到超声波调制器。

可变载频振荡器 (VCFO)

VCFO 是产生用于调制的超声波载波的超声波振荡器电路。您会发现超声波晶体振荡器通常用于使频率高于 40 kHz 的这些振荡。

动态 DSB 调制器

本机对音频信号进行超声波调制。在这里,高频超声波与输入数字音频一起调制以创建 HF 调制波。它还可以过滤其他 HF 干扰。对于 DSB 系统,您可以降低调制指数以抑制所有失真。

超声波功率放大器

超声波功率放大器是处理系统输出功率的高频功率放大器。它增加了系统可以在输出级提供的功率。此外,这是高超音速音响系统放大器单元的最后阶段。

超声波功率放大器电路板

超声波功率放大器电路板

来源:Flickr

放大完成后,它将信号馈送到单片薄膜换能器进行传输。

单片薄膜传感器

单片薄膜换能器是将 HSS 波输出到空气中的最后一个单元。压电聚偏乙烯换能器是用于该装置的最佳换能器之一。换能器将从超声波功率放大器传输的信号发射到空气中。此外,超声波聚焦在一个方向——就像手电筒一样。因此,人类只能听到 HSS 声束范围内的音频。

HSS 系统如何真正工作?

这是它的工作原理:

HyperSonic Sound 系统由音频节目源(如 CD 播放器)、HSS 信号处理器和从超声波放大器获取功率的超声波发射器或换能器组成。信号处理器将语音或音乐转换为高度复杂的超声波信号,然后换能器将音频信号放大并将其传输到空气中。 

由于超声波能量具有很强的定向性,它会在发射器的正前方形成一个虚拟的声柱,类似于手电筒发出的光束。因此,空气会沿着那一列超声波(我们在转换为超声波之前发出的声音)产生新的声音。由于我们只能听到超声波声柱中产生的声音,因此它不会像传统扬声器发出的声音那样向各个方向传播。相反,它停留在超声波能量柱内。 

因此,要听到声音,您的耳朵必须与超声波的声柱保持一致,或者,声音在坚硬的表面反射后才能听到。例如,当您将超声波发射器指向一个表面时,您只会听到墙壁反射后的声音,这更类似于在光线不足的环境中用手电筒照射表面。你不会看到手电筒发出的光,只能看到墙上的光点。HSS 的工作方式相同,但您不是看到,而是听到墙壁反射的声束。对于立体声,每个音频通道都需要一个单独的超声波发射器,一个用于左声道,一个用于右声道。

超音速音响系统的应用

HSS 技术具有广泛的应用。第一个,也是最重要的,是定向音响系统,可将声音引导或聚焦成紧密的光束。换句话说,路人不会听到您的音频。 

这种声音再现技术在娱乐、艺术和酒店行业拥有大量机会。想象一下去圣地亚哥的博物馆,享受画作的音频解说而不打扰其他人。或者,在人多的地方在电脑上看电影而不打扰他人。这还包括餐馆、机场、零售,甚至视频会议。HSS 系统可帮助您在拥挤的环境中创建您的区域。其他应用包括:

  • 汽车:汽车中的HSS可以直接向驾驶员发送警报信号

  • 音频/视频会议:它从单个设备以四种不同的语言投影来自会议的音频。另外,您不需要耳机

  • 寻呼系统:它将信号定向到您选择的区域

传呼机隔离

传呼机隔离

  • 零售:直接在购买点提供有针对性的广告

  • 点菜开车:可以直接与汽车司机沟通,不打扰邻居 

  • 安全官员:它提供了一种便携式设备,用于与人群中的特定人员进行通信

  • 军事应用:用于舰对舰通信和舰载通信。或者以音速移动的高超音速导弹或弹道导弹

使用高超音速系统的弹道导弹

使用高超音速系统的弹道导弹

好处

以下是 HSS 技术的一些优势:

  • 您可以将声音集中在您想要的地方而不是其他地方

  • 当您聚焦声音时,与标准扬声器相比,它会沿直线传播很长的距离

  • 它消除了来自现场音频的反馈

  • 超声波发射器装置扁平且薄。此外,它不需要安装

  • 您可以轻松控制声音扩散

  • HSS 系统的设计使其能够以标准扬声器无法实现的方式工作。

  • 它为虚拟现实体验提供高清真实音频

  • 它支持多声道音频

缺点

尽管 HSS 系统很好,但它也有其缺点。以下是使用超音速音响系统的一些缺点:

  • 与标准音频放大器相比,它需要更高的工作电压

  • 制造成本相当高

  • HSS 系统不允许直接模拟放大或混音

  • 它需要最低立体声质量的声音输入才能正常工作

结束语

HSS 系统在很多方面都是一项强大的创新。其小巧轻便的设计使其比传统扬声器更便于携带,并以安全和个性化的方式提供高质量的音频。

除了电子产品之外,HSS 系统在娱乐行业中将是完美的。此外,HSS 消除了助听器无法再现整个音频频谱的挑战。虽然相当昂贵,但它确实是音频技术的一次巨大飞跃。好吧,这包含了您需要了解的有关高超音速音响系统的所有信息。如果您有任何问题,请随时与我们联系我们很乐意提供帮助。