参量阵扬声器：从理论到应用

　　能够实现定向声辐射的参量阵扬声器由于具有波束窄、指向性强和无旁瓣的优点，自提出以来就受到了学者的广泛关注，在理论、实际应用方面发展迅速，并形成了多个商业化产品。目前参量阵扬声器已成为声频工程领域的研究热点。《参量阵扬声器：从理论到应用》主要介绍了参量阵扬声器相关的研究现状，包括建模计算、测量、信号处理，波束偏转、实现和应用等方面。通过对以上方面的介绍有助于更深入地了解参量阵扬声器及其涉及的科学问题，对进一步开展参量阵扬声器相关研究具有重要的指导意义，并为其他声学研究提供借鉴。

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目录
第1章概述1
1.1参量阵中的非线性声学历史及现状1
1.1.1非线性声学历史1
1.1.2多波束声场研究3
1.1.3参量阵研究5
1.1.4参量阵扬声器研究8
1.2非线性声学基础13
1.2.1有限振幅波在无衰减流体中的传播13
1.2.2热黏性流体近似16
1.3参量阵理论基础18
1.3.1Westervelt模型19
1.3.2KZK方程和Berktay模型25
1.3.3参量阵指向性仿真实验29
1.4本章小结31
第2章指向性波束计算32
2.1KZK模型求解33
2.1.1有限差分法34
2.1.2高斯波束展开法35
2.2高斯波束展开系数的计算41
2.2.1简单快速高精度方法43
2.2.2数值结果对比49
2.3三维时域有限差分算法65
2.3.1非聚焦波束66
2.3.2计算示例90
2.4本章小结93
第3章参量阵扬声器预处理方法95
3.1基于Berktay的预处理方法研究100
3.1.1使用KZK模型对基于Berktay的预处理方法分析100
3.1.2参量阵扬声器低复杂度单边带调制技术112
3.2基于Volterra的预处理方法研究119
3.2.1ODVF模型辨识120
3.2.2基于ODVF的逆滤波器设计130
3.2.3ODVF与VF的联系134
3.2.4基于OVDF的参量阵扬声器非线性失真补偿148
3.3本章小结160
第4章参量阵扬声器的测量161
4.1参量阵扬声器测量概述161
4.2圆柱超声滤波器164
4.2.1滤波器的结构和性能164
4.2.2滤波器的实验验证165
4.3基于声子晶体的声滤波器设计167
4.3.1理论建模与数值模拟168
4.3.2实验验证172
4.3.3示例研究179
4.4参量阵扬声器中参数对伪噪声影响的实验研究184
4.4.1原波幅度的影响187
4.4.2声源阵列半径的影响188
4.4.3频率值的影响192
4.4.4观测距离的影响193
4.5本章小结195
第5章参量阵扬声器的FPGA实现196
5.1基于FPGA的参量阵扬声器系统结构197
5.2硬件实现198
5.2.1电源管理198
5.2.2FPGA处理器199
5.2.3AD1939 Codec芯片199
5.2.4功放设计及换能器阻抗匹配200
5.3算法实现203
5.3.1AD1939时钟和寄存器管理203
5.3.2串、并转换204
5.3.3载波发生器205
5.3.4语音活动检测208
5.3.5动态范围控制211
5.3.6单边带调制及其在FPGA上的实现216
5.4参量阵扬声器系统集成及测试结果221
5.5本章小结223
第6章参量阵扬声器的波束控制224
6.1参量阵扬声器中指向性控制方法回顾224
6.1.1参量阵扬声器指向性控制方法224
6.1.2参量阵扬声器指向性模型226
6.1.3参量阵扬声器的指向性设计231
6.2小数延时滤波器在参量阵波束偏转中的应用研究235
6.2.1小数延时算法回顾235
6.2.2相控参量阵扬声器模型实现239
6.2.3相控参量阵扬声器系统243
6.2.4波束偏转仿真与实验对比252
6.3本章小结260
第7章参量阵扬声器的典型应用262
7.1参量阵扬声器在自由空间有源噪声控制中的应用264
7.1.1全局能量控制264
7.1.2局部空间控制271
7.2参量阵扬声器的管道有源噪声控制288
7.2.1次级声反馈288
7.2.2有源噪声控制292
7.3参量阵扬声器在吸声系数测量应用306
7.3.1现场测量吸声系数的方法307
7.3.2吸声系数测量中模型的影响因素313
7.3.3测试条件的影响317
7.4本章小结323
参考文献325
“现代声学科学与技术丛书”已出版书目355