華盛頓，2021 年 8 月 31 日——隨著電子設備尺寸的縮小，它們的組件(如揚聲器)也需要縮小。
在美國聲學學會通過 AIP Publishing 出版的JASA Express Letters 中，中國西北工業(yè)大學和魁北克大學的研究人員為緊湊型揚聲器系統(tǒng)開發(fā)了三種設計，它們比以前的型號更有效地控制聲音的方向。
單個揚聲器向各個方向輻射聲波。然而，對于一個有效的揚聲器系統(tǒng)，聲音需要集中在一個方向，就像在黑暗的房間里手電筒發(fā)出的光束一樣。方向性因子衡量與其他浪費方向相比，在所需方向上釋放了多少聲音。
“我們希望光束具有盡可能高的方向性因子，”作者京東陳說。“或者換句話說，我們希望光束足夠銳利，以便我們只能將能量導向某些方向。”
對于每個單獨的揚聲器，科學家們能夠操縱傳出聲波的時間和強度。他們將多個揚聲器組合成一個陣列，并利用聲波的建設性和破壞性干擾來發(fā)揮自己的優(yōu)勢。
聲波在不需要的方向上相互抵消，同時在所需的方向上有效地攜帶聲能。這提高了揚聲器系統(tǒng)設計中的指向性因素。
該團隊發(fā)現(xiàn)他們在陣列中組合的揚聲器越多，指向性因子就越高。
“這是我們想要的東西，但當然，我們必須付出代價，”陳說。“我們必須通過使用更多揚聲器來增加陣列的大小。”
揚聲器陣列還需要在所有頻率下表現(xiàn)同樣出色，以防止聲音失真。
在他們的三個系統(tǒng)設計中，作者優(yōu)化了揚聲器的不同方面。第一個非常好地實現(xiàn)了所需的聲波方向，但效率很低。第二個最大限度地提高效率，但陣列在所有頻率上的表現(xiàn)并不均勻，導致聲音失真。最終設計是高效且一致的，但可能比其他兩個具有更低的方向性因子。
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