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参量阵扬声器是一种革命性的音频技术,它利用空气的非线性声学特性来产生高度指向性的可听声。这种扬声器的工作原理是发射两个频率相近的超声波,让它们在空气中发生非线性相互作用,从而产生差频信号,这个差频信号就是我们能听到的可听声。
参量阵扬声器的第一步是产生超声波载波。系统需要产生两个频率非常接近但略有不同的高强度超声波信号。例如,第一个载波频率为40千赫兹,第二个载波频率为41千赫兹。这两个超声波的频率差为1千赫兹,正好落在人类可听的频率范围内。
当两个高强度的超声波在空气中传播时,空气作为非线性介质会使这两个波发生相互作用。这种非线性混频过程会产生新的频率分量,其中最重要的是两个超声波频率之差的差频信号。这个差频信号落在可听频率范围内,同时保持了原超声波的高指向性特征。
参量阵扬声器的关键特性是形成高度指向性的声束。由于超声波本身具有极高的指向性,产生的差频可听声也继承了这种特性,形成一个波束角度通常小于5度的窄窄声束。这与传统扬声器的360度扩散形成鲜明对比,就像声音的聚光灯一样,只有位于声束内的听者才能清晰听到声音。
总结一下参量阵扬声器的核心要点:它利用空气的非线性声学特性,通过发射两个频率相近的超声波载波,在空气中产生混频效应,从而生成高度指向性的可听声。这种技术实现了声音的精确定向传播,波束角度通常小于5度,在音频定位、私密传输等领域具有广泛应用前景,代表了现代声学技术的重要创新。