基于FPGA的聲頻定向揚聲器信號處理系統(tǒng)的設計.pdf

1、聲頻定向揚聲器是一種全新概念的揚聲設備，其理論基礎是參量聲學原理，所以其又被稱作參量聲學揚聲器。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，主要進行聲頻定向信號處理電路的設計與聲頻定向算法的研究與實現(xiàn)。
　　本文根據(jù)非線性聲學原理以及Westervelt聲學參量陣理論和Ber

2、ktay寬帶參量聲學理論對聲頻定向揚聲器的理論基礎及工作原理進行了分析。此外，在結合聲頻定向算法特點的基礎上設計了基于FPGA的聲頻定向信號處理電路的電源與配置電路設計，設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計。
　　本文介紹了在聲頻定向揚聲器中已經(jīng)廣泛應用的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類功放進行放大，經(jīng)過放大的信號通過電感元件進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行了實現(xiàn)，對三種算法的實現(xiàn)程序進行了仿真驗證，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)生方法的基礎上，本文研究了另一種通過輸入信號與載波信號進行比較來產(chǎn)生脈位信號的方法，并且文章對其