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

1、聲頻定向揚聲器是一種全新概念的揚聲設(shè)備，其理論基礎(chǔ)是參量聲學(xué)原理，所以其又被稱作參量聲學(xué)揚聲器。聲頻定向揚聲器與傳統(tǒng)揚聲器相比有本質(zhì)的不同，其主要是利用超聲波信號在空氣中的非線性作用產(chǎn)生可聽聲差頻信號，其得到的差頻信號具有良好的指向性。本文的研究內(nèi)容主要圍繞聲頻定向信號處理平臺和信號處理算法展開，主要進(jìn)行聲頻定向信號處理電路的設(shè)計與聲頻定向算法的研究與實現(xiàn)。
　　本文根據(jù)非線性聲學(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)理論對聲頻定向揚聲器的理論基礎(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的基礎(chǔ)上設(shè)計了基于FPGA的聲頻定向信號處理電路的電源與配置電路設(shè)計，設(shè)計了外圍的信號采集電路與信號濾波電路，完成了聲頻定向信號處理平臺的硬件電路設(shè)計。
　　本文介紹了在聲頻定向揚聲器中已經(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輸入信號幅值來對聲音信號進(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)制信號為兩電平方波信號，并且輸出信號能夠直接采用D類功放進(jìn)行放大，經(jīng)過放大的信號通過電感元件進(jìn)行重建濾波后就可用于驅(qū)動換能器組。本文對DSB、SSB、PPM算法都通過VHDL語言編程在硬件平臺進(jìn)行了實現(xiàn)，對三種算法的實現(xiàn)程序進(jìn)行了仿真驗證，在程序下載后對采用三種算法的揚聲器輸出信號進(jìn)行了測試和對比。此外，在幅值控制PPM信號產(chǎn)生方法的基礎(chǔ)上，本文研究了另一種通過輸入信號與載波信號進(jìn)行比較來產(chǎn)生脈位信號的方法，并且文章對其