基于FPGA的聲頻定向揚(yáng)聲器信號(hào)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、聲頻定向揚(yáng)聲器是一種全新概念的揚(yáng)聲設(shè)備，其理論基礎(chǔ)是參量聲學(xué)原理，所以其又被稱(chēng)作參量聲學(xué)揚(yáng)聲器。聲頻定向揚(yáng)聲器與傳統(tǒng)揚(yáng)聲器相比有本質(zhì)的不同，其主要是利用超聲波信號(hào)在空氣中的非線(xiàn)性作用產(chǎn)生可聽(tīng)聲差頻信號(hào)，其得到的差頻信號(hào)具有良好的指向性。本文的研究?jī)?nèi)容主要圍繞聲頻定向信號(hào)處理平臺(tái)和信號(hào)處理算法展開(kāi)，主要進(jìn)行聲頻定向信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì)與聲頻定向算法的研究與實(shí)現(xiàn)。
　　本文根據(jù)非線(xiàn)性聲學(xué)原理以及Westervelt聲學(xué)參量陣?yán)碚摵虰er

2、ktay寬帶參量聲學(xué)理論對(duì)聲頻定向揚(yáng)聲器的理論基礎(chǔ)及工作原理進(jìn)行了分析。此外，在結(jié)合聲頻定向算法特點(diǎn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于FPGA的聲頻定向信號(hào)處理電路的電源與配置電路設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了外圍的信號(hào)采集電路與信號(hào)濾波電路，完成了聲頻定向信號(hào)處理平臺(tái)的硬件電路設(shè)計(jì)。
　　本文介紹了在聲頻定向揚(yáng)聲器中已經(jīng)廣泛應(yīng)用的DSB調(diào)制和SSB調(diào)制算法，此外還研究了一種通過(guò)輸入信號(hào)幅值來(lái)對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行調(diào)制的PPM產(chǎn)生方法，該方法與已有的DSB調(diào)制和SSB調(diào)制

3、不同，其輸出的調(diào)制信號(hào)為兩電平方波信號(hào)，并且輸出信號(hào)能夠直接采用D類(lèi)功放進(jìn)行放大，經(jīng)過(guò)放大的信號(hào)通過(guò)電感元件進(jìn)行重建濾波后就可用于驅(qū)動(dòng)換能器組。本文對(duì)DSB、SSB、PPM算法都通過(guò)VHDL語(yǔ)言編程在硬件平臺(tái)進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，對(duì)三種算法的實(shí)現(xiàn)程序進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，在程序下載后對(duì)采用三種算法的揚(yáng)聲器輸出信號(hào)進(jìn)行了測(cè)試和對(duì)比。此外，在幅值控制PPM信號(hào)產(chǎn)生方法的基礎(chǔ)上，本文研究了另一種通過(guò)輸入信號(hào)與載波信號(hào)進(jìn)行比較來(lái)產(chǎn)生脈位信號(hào)的方法，并且文章對(duì)其