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有源定向扬声器(击退广场舞大妈神器)的原理是什么?成本多少?

 pgl147258 2015-03-28

【连泳华的回答(16票)】:

谢谢邀请。

我尝试用最简洁易懂的方式说说“有源定向扬声器”。

首先,我们平常听到的绝大多数的音箱其实发出的声波都是360度辐射出去的,即球面波。不同的频率、角度下,声波能量当然会有不同,只是常见的音箱在侧面、背面的声波能量比想象的要大得多,特别是低频,基本上是无方向性的;高频段方向性强一点,但在侧后方(45度/315度)也只是衰减3到6分贝左右而已。所以,你把家中的音箱拉出来听听就明白了,即使你到音箱的侧后方蹲在地上听,低音一样强,只是高音不太明亮而已,总体而言声音还是很响的。

其次,大多数音箱都是采用无源分频器,以二分频(高/低)居多,效率较低。

还有,假如一只音箱能发出80分贝的声压级,你想再响一点吵死你的邻居,你会再增加一只音箱(当然还要再加一台功放),这时声压级会是多少?160分贝?要不怎么也得有140分贝?正确的答案是83分贝。简单地叠加音箱意义不大。况且在吵死邻居之前你自己先被吵死了,球面波音箱距离加倍声压级衰减6分贝,即使柱面波音箱(那种长长的广播音柱就是)也要衰减3分贝。

那么,怎么样才能让声音集中起来呢?或者用专业术语说加强指向性呢?最常见的就是在喇叭单元前加号角,高音广播喇叭、歌舞厅里的专业音箱就是如此。号角音箱的低频没有改变,但中高频段的指向性加强了,基本上垂直、水平方向可以控制在100度以内,该角度以外可以衰减12分贝以上。除了号角外,另外一个方法就是让音箱发出柱面波,用多只喇叭单元进行排列,广播音柱是比较容易见到的柱面波音箱,它的垂直指向性很强,水平指向性一般。

如果还要再加强指向性怎么办?声学工程师们研究出了“线性阵列”音箱,英文是LINE-ARRAY。大家有可能在运动场见过,如下图(补上)。线性阵列是将数个中高音单元用物理加电子的方式进行处理,可以非常精确地控制指向性。物理的方式是在每个单元前加声学透镜,电子的方式是将音频信号数字化后进行分频及复杂的数字效果处理,然后转换为模拟信号分别对每个单元独立放大驱动。

回到问题本身,三基的“有源定向扬声器”其实就是一种简化的线阵列,它的频率比较窄(低频被削除了),因为它不是为了播放全频的音乐,只是集中在中高频段“震慑”大妈们,这样的话吃大功率的低频就被省略掉了,宝贵的功率全部用于中高频,效率大大提高了。

至于说26万元的话题,线阵列有N个单元就有N个通道的功放(当然可以说模块,集成在音箱内,但功率、供电摆在那呢),“有源”的意思就是带功放,大家可以数数看“逼停神器”上有多少只单元;另外数字处理部分及电源部分的成本也是不低的。用于音乐音频扩声的线阵列,一套下来26万再加个0吧。

真正的线阵列核心技术基本上都掌握在欧美顶级厂家里。三基是国内很大的专业音响厂家,内销、出口量很大,与外商的技术合作也不少,做“逼停神器”不是什么难事。本人与三基无任何利益相关。

以上。

【王旭的回答(2票)】:

这个问题的答案应该是你引用的那个的问题中Heinrich的答案无疑了,高频载波大能量低音信号,利用高音的指向性在需要对付的地方进行解调。不是很复杂,但是几百肯定不行,那套26万也太虚高了,贝塔斯锐卖26万,搞笑呢?他还有个霸气的名字“三基音响”…三基,三个基…

【陈生的回答(1票)】:

谢邀~

这个应该就是Heinrich兄说到的东西了。那套用不到26万,这套几百块肯定也搞不定能正常工作的全套东西。具体的还是请点题主的第一个链接进去看。

【GuoxinJin的回答(0票)】:

类似3G的智能天线阵列,主瓣方向功率叠加最大,旁瓣迅速衰减(通过canceling)。使你的目标(大妈)享受主瓣功率,而邻居(旁瓣)受到较小影响。如果要做到精确定位,并且最小化旁瓣功率,需要大阵列和精确的波形设计,所以贵

【OliveRosa的回答(0票)】:

这个问题,真心不是我的专业,谢邀。

个人猜测,这个定向技术与相控阵雷达,还有波束成形技术什么的类似吧。

原文地址:知乎

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