JPH0115198B2 - - Google Patents

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JPH0115198B2
JPH0115198B2 JP139682A JP139682A JPH0115198B2 JP H0115198 B2 JPH0115198 B2 JP H0115198B2 JP 139682 A JP139682 A JP 139682A JP 139682 A JP139682 A JP 139682A JP H0115198 B2 JPH0115198 B2 JP H0115198B2
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Japan
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equation
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sound
amplitude
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JP139682A
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Masahide Yoneyama
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Nippon Columbia Co Ltd
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Nippon Columbia Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/04Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for correcting frequency response

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は可聴周波数帯の電気信号を音響信号と
して空中に放射するための電気音響変換装置に関
するものである。 現在、電気音響エネルギー変換器としては、動
電形直接放射スピーカとホーンロードスピーカが
主流である。いずれにおいても、空気と接する弾
性振動板を機械的に振動させる事により音波を発
生させる装置である。これらの装置が有する共通
の欠点は広いオーデイオ周波数帯で使用しようと
すると、弾性振動板の機械的な多重分割共振によ
り、得られる音圧の周波数特性には鋭い共振峰が
生じる。この共振峰のQを低下させるために弾性
振動板の内部損失を増大させる様な材料学的な配
慮が必要である。 更に、弾性振動板の一様な振動状態を保持させ
ようとすると、可聴周波数帯を複数個の帯域に分
割し、各々の帯域に専用のスピーカを配する必要
があつた。いずれの技術を用いても、現時点では
可聴周波数帯の低域から高域までフラツトなまた
は滑めらかな周波数特性を得る事は困難である。 本発明は、可聴周波数帯の広帯域に亘つて、滑
らかな周波数特性を有する電気音響変換装置を得
る事を目的とし、このため従来のスピーカ等の音
響変換器とは全く異る手段、つまり空気の非線形
による有限振幅音波のパラメトリツク作用を利用
するものである。 媒質中での音波の伝播は線形な波動方程式で記
述されているが、これは音圧変動が無限小の場合
を仮定しており、この場合のみ有効な方程式であ
る。音波の音圧変動の振幅が次第に大きくなり、
無限小とは考える事が出来ず、有限な振幅を有す
る音波と考えられる場合には、伝播媒質は非線形
性を表わし、音波の伝播を記述する波動方程式も
非線形な方程式となる。この様な有限振幅音波は
非線形性を有するが故に、線形波動伝播特性から
は想像出来ない種々の挙動を示す。 種々の非線形効果の内でパラメトリツク作用と
して知られている現象がある。 これは水中で周波数のわづかに異る2つの有限
振幅超音波ビームを同軸上に重ねて放射した場
合、水の非線形性により、2つの超音波の差と和
の周波数を有する音波が発生する現象である。こ
の場合、発生した音波は、メインビームと同等の
指向性パターンを有するのが特徴である。 この現象は水中での超指向性長距離用ソナーに
適用する研究がなされている。 本発明は音波のパラメトリツク作用に着目し、
弾性振動板を直接オーデイオ信号で振動させる事
なく空気中を伝播する有限振幅音波の非線形作用
を利用して可聴音の発生を得んとするものであ
る。今、空気中を進行する有限振幅超音波のエン
ベロープに時間的変化がある場合には、非線形効
果による自己検波作用が生じ、エンベロープ成分
の発生が予想される。以下、この件について数学
的解析手段により現象を説明する。 超音波振動子に式(1)に示すようなAM波電圧を
印加する。 ν=νp(1+m・g(t))cosωpt (1) ここで、g(t):オーデイオ信号、ωp:超音
波領域の角周波数。 ここで、振動子からは有限振幅の超音波平面波
ビームが発生するものとし、ビームの半径をaと
する。またビームにそつてx軸を考え振動子面上
でx=0とすると振動子からは(1)式で表わされた
有限振幅超音波が第1図に示す様に放射されるこ
とになる。 今、x点での進行波の音圧Pは P=Pp{1+m・g(t−x/Cp)}e-x cos(ωpt−kpx) (2) ここで、Cp:音速、α:角周波数ωpの音波の
減衰係数、kp:ωp/Cp、Pp:初期音圧 次に、第1図のビーム内の音場を求める。 完全流体を扱つた流体力学における連続の方程
式と運動量の方程式をテンソル表示するとそれぞ
れ次式を得る。 (3)式において、ρ:空気の密度、νi:速度テン
ソル、Tij:ひずみテンソル。更にTijは Tij=Pδij+ρνiνj−ρC2 pδij (4) (4)式において、δij:Kroneckerのデルタ関数。
したがつて(3)式よりρに関する次式のごとき波動
方程式を得る。 C2 p(V2ρ−1/C20・∂2ρ/∂t2)=−∂2Tij/∂x
i
xj(5) 式(5)の右辺を計算して、全体をオーデイオ信号
の音圧Psに関する波動方程式にすると次式を得
る。 V2Ps−1/C20・∂2Ps/∂t2 =−β/ρpC40・∂2/∂t2[P2s (6) ただし、β:空気の非線形パラメータ。 また[P2sはP2の内で変調信号に関与する成分
を表わす。式(6)の右辺は超音波の干渉によつてメ
インビーム中に生ずるオーデイオ信号の仮想音源
密度を表わし、左辺は、これによつて生じるオー
デイオ音源の音圧音場を表わしている。式(2)より
[P2sを計算すると次式のごとくなる。 [P2s=P2 p{m・g(t−x/Cp) +1/2m2g2(t−x/Cp)}e-2x (7) ここにおいて、mは変調の深さを表わすパラメ
ータでm<1である。今、m≪1が成り立つよう
な浅い変調を考えると、式(7)右辺の第2項は第1
項に比べて十分小さくなり無視出来る。 したがつて、この場合には [P2s=P2 pm・g(t−x/Cp)e-2x (8) 式(8)を用いて、式(6)の波動方程式を解くと Ps=βP20m/4πρpC40∫∫∫e-2〓〓
′/|η−η′|・∂2/∂t2g(t−|η′|/Cp
|η−η′|/Cp)dη′(9) ただし、η:観測点の位置ベクトル、η′:音源
の位置ベクトル。 いま、超音波が円筒状のビームを形成している
と仮定し、遠方音場近似を用いて(9)式の積分を実
行すると次式を得る。 Ps=βP20ma2/8ρpC40αγ・∂2/∂t2g(t−
γ/Cp)(10) ただし、γは振動子の中心から、軸上の観測点
までの距離を表わす。 式(10)が非線形パラメトリツク作用によつて得ら
れる復調音波の音圧を表わしている。 勿論、ビーム中にはこの外にもωp成分が存在
し更に非線形効果によつて2ωp成分も発生する。
しかし、ωpを十分に高い周波数に設定しておけ
ば、これ等の成分は空気中での減衰が激しいため
に比較的早く消滅し、遠方での音場としては式(10)
で表わされる成分のみが現れることになる。 ここでPs(t)およびg(t)のフーリエ変換を
それぞれ次のごとく表わす。 Ps(t)←→P(ω)、g(t)←→G(ω) 式(10)の両辺をフーリエ変換すると 式(11)はω2に比例している事が認められる。 したがつて、もし超音波振幅動子の周波数特性
が必要帯域内で平担であると仮定するならばオー
デイオ信号の忠実再生のためには振幅変調をおこ
なう以前に変調信号を予め1/ω2のイコライザ
ー(例えば−12dB/octに相当するイコライザ
ー)に通す必要がある。 この場合、パラメトリツク作用により、空中に
おいて発生する音圧は Ps(t)=βP20ma2/8ρpC40αγg(t−γ/C
p)(12) で示される。 本発明の構成を第2図に示す。 s=1.0KHzのときm=0.05に調整すると1/ω2
のイコライザーにより、s=220Hzのときm=1
(100%変調)となるので、周波数特性の平担特性
の下限は220Hzとなる。振動子アレーの半径をa
=10cmとし、これより2m離れた軸上の点でのオ
ーデイオ音波の音圧を初期音圧Ppをパラメータと
して計算した結果を表―1に示す。 計算に当つて、式(12)の各パラメータの値を次の
様に決めた。 β=1.2、Pp=1.2Kg/m3、Cp=340m/s、α
=0.19neper/m、m=0.05(1KHzのとき)、γ=
2.0m
The present invention relates to an electroacoustic transducer for radiating electrical signals in the audible frequency band into the air as acoustic signals. Currently, electrodynamic direct radiation speakers and horn-loaded speakers are the mainstream electroacoustic energy converters. In either case, it is a device that generates sound waves by mechanically vibrating an elastic diaphragm that is in contact with air. A common drawback of these devices is that when they are used in a wide audio frequency band, sharp resonance peaks occur in the frequency characteristics of the resulting sound pressure due to the mechanical multiple division resonance of the elastic diaphragm. In order to lower the Q of this resonance peak, consideration must be given to materials such as increasing the internal loss of the elastic diaphragm. Furthermore, in order to maintain a uniform vibration state of the elastic diaphragm, it was necessary to divide the audible frequency band into a plurality of bands and to arrange a dedicated speaker for each band. No matter which technique is used, it is currently difficult to obtain flat or smooth frequency characteristics from low to high frequencies in the audible frequency band. The purpose of the present invention is to obtain an electroacoustic transducer having smooth frequency characteristics over a wide range of audible frequencies. It utilizes the parametric effect of nonlinear finite amplitude sound waves. The propagation of sound waves in a medium is described by a linear wave equation, but this assumes that the sound pressure fluctuations are infinitesimal, and this equation is valid only in this case. The amplitude of the sound pressure fluctuation of the sound wave gradually increases,
If a sound wave cannot be considered infinitely small but has a finite amplitude, the propagation medium exhibits nonlinearity, and the wave equation that describes the propagation of the sound wave also becomes a nonlinear equation. Since such finite amplitude sound waves have nonlinearity, they exhibit various behaviors that cannot be imagined from linear wave propagation characteristics. Among the various nonlinear effects is a phenomenon known as parametric action. This means that when two finite amplitude ultrasound beams with slightly different frequencies are radiated coaxially in water, due to the nonlinearity of water, a sound wave with a frequency equal to the difference and sum of the two ultrasound waves is generated. It is a phenomenon. In this case, the generated sound waves are characterized by having a directivity pattern equivalent to that of the main beam. Research is being conducted to apply this phenomenon to underwater superdirectional long-range sonar. The present invention focuses on the parametric effect of sound waves,
The aim is to generate audible sound by utilizing the nonlinear effect of finite amplitude sound waves propagating in the air without directly vibrating an elastic diaphragm with an audio signal. Now, if there is a temporal change in the envelope of a finite amplitude ultrasonic wave traveling in the air, a self-detection effect due to a nonlinear effect will occur, and the generation of an envelope component is expected. In the following, this phenomenon will be explained using mathematical analysis means. An AM wave voltage as shown in equation (1) is applied to the ultrasonic transducer. ν=ν p (1+m·g(t)) cosω p t (1) where, g(t): audio signal, ω p : angular frequency in the ultrasonic region. Here, it is assumed that an ultrasonic plane wave beam of finite amplitude is generated from the vibrator, and the radius of the beam is a. Also, if we consider the x-axis along the beam and set x = 0 on the transducer surface, the finite amplitude ultrasonic wave expressed by equation (1) will be emitted from the transducer as shown in Figure 1. . Now, the sound pressure P of the traveling wave at point x is P=P p {1+m・g(t−x/C p )}e x cos(ω p t−k p x) (2) C p : sound velocity, α : attenuation coefficient of sound wave with angular frequency ω p , k p : ω p /C p , P p : initial sound pressure Next, the sound field in the beam shown in FIG. 1 is determined. When the equation of continuity and the equation of momentum in fluid mechanics dealing with a perfect fluid are represented as tensors, the following equations are obtained. In equation (3), ρ: air density, ν i : velocity tensor, T ij : strain tensor. Furthermore, T ij is T ij =Pδ ij +ρν i ν j −ρC 2 p δ ij (4) In equation (4), δ ij is the Kronecker delta function.
Therefore, from equation (3), we obtain the following wave equation regarding ρ. C 2 p (V 2 ρ−1/C 2 / 0・∂ 2 ρ/∂t 2 )=−∂ 2 T ij /∂ x
i
xj (5) By calculating the right side of equation (5) and converting the whole into a wave equation regarding the sound pressure P s of the audio signal, the following equation is obtained. V 2 P s −1/C 2 / 0・∂ 2 P s /∂t 2 = −β/ρ p C 4 / 0・∂ 2 /∂t 2 [P 2 ] s (6) However, β: Air nonlinear parameters of. Further, [P 2 ] s represents a component of P 2 that is involved in the modulation signal. The right side of equation (6) represents the virtual sound source density of the audio signal generated in the main beam due to ultrasonic interference, and the left side represents the sound pressure sound field of the audio sound source generated thereby. Calculating [P 2 ] s from equation (2) results in the following equation. [P 2 ] s = P 2 p {m・g(t-x/C p ) +1/2m 2 g 2 (t-x/C p )}e -2x (7) Here, m is the modulation m<1. Now, considering shallow modulation where m≪1 holds, the second term on the right side of equation (7) is the first
It is sufficiently small compared to the term that it can be ignored. Therefore, in this case, [P 2 ] s = P 2 p m・g (t-x/C p ) e -2x (8) Using equation (8), the wave of equation (6) Solving the equation, P s = βP 2 / 0 m / 4πρ p C 4 / 0 ∫∫∫e -2 〓〓
′/|η−η′|・∂ 2 /∂t 2 g(t−|η′|/C p
|η−η′|/C p )dη′(9) where η: position vector of the observation point, η′: position vector of the sound source. Now, assuming that the ultrasonic waves form a cylindrical beam, and performing the integration of equation (9) using the far sound field approximation, we obtain the following equation. P s = βP 2 / 0 ma 2 / 8ρ p C 4 / 0 αγ・∂ 2 / ∂t 2 g (t-
γ/C p ) (10) where γ represents the distance from the center of the oscillator to the observation point on the axis. Equation (10) expresses the sound pressure of the demodulated sound wave obtained by the nonlinear parametric action. Of course, there are other ω p components in the beam, and a 2ω p component is also generated due to nonlinear effects.
However, if ω p is set to a sufficiently high frequency, these components will disappear relatively quickly because they are severely attenuated in the air, and as a distant sound field, Equation (10)
Only the components represented by will appear. Here, the Fourier transforms of P s (t) and g(t) are expressed as follows. P s (t)←→P(ω), g(t)←→G(ω) When both sides of equation (10) are Fourier transformed, It is recognized that equation (11) is proportional to ω 2 . Therefore, if it is assumed that the frequency characteristics of the ultrasonic amplitude oscillator are flat within the required band, then in order to faithfully reproduce the audio signal, the modulation signal should be adjusted to 1/ω 2 before performing amplitude modulation. It is necessary to pass the signal through an equalizer (for example, an equalizer equivalent to -12 dB/octave). In this case, due to parametric effects, the sound pressure generated in the air is P s (t) = βP 2 / 0 ma 2 /8ρ p C 4 / 0 αγg (t - γ / C
p ) (12). The configuration of the present invention is shown in FIG. When s = 1.0 K Hz and adjusting to m = 0.05, 1/ω 2
With the equalizer, when s = 220Hz, m = 1
(100% modulation), so the lower limit of the flat frequency characteristic is 220Hz. The radius of the transducer array is a
= 10cm, and Table 1 shows the results of calculating the sound pressure of the audio sound wave at a point on the axis 2m away from this using the initial sound pressure P p as a parameter. In the calculation, the values of each parameter in equation (12) were determined as follows. β=1.2, P p =1.2Kg/m 3 , C p =340m/s, α
=0.19neper/m, m=0.05 (at 1KHz), γ=
2.0m

【表】 したがつて、この場合には、実用的になる程度
の音圧を得るためには、初期音圧として150〜
160dBが必要である。 次に変調信号を正弦波とした時の第2高調波ひ
ずみ率について計算する。 g(t)=cosωstとすると、得られる信号音圧
は式(12)より Ps=βP20ma2/8ρpC40αγcosωst (13) 一方、第2高調波成分(パラメトリツク作用に
よつて発生する)の音圧は式(7),(10)より P2=βP20a2/8ρpC40αγ・∂2/∂t2(1/4m
2+1/4m2cos2ωst)=βP20a2m2/8ρpC40αγ
・cos2ωst(14) したがつて、第2高調波ひずみ率は ε=|P2|/|Ps|×100%=m×100% εと周波数の関係を表―2に示す。
[Table] Therefore, in this case, in order to obtain a practical level of sound pressure, the initial sound pressure should be 150~
160dB is required. Next, the second harmonic distortion factor when the modulation signal is a sine wave will be calculated. If g(t) = cosω s t, the resulting signal sound pressure is obtained from equation (12) as P s = βP 2 / 0 ma 2 /8ρ p C 4 / 0 αγcosω s t (13) On the other hand, the second harmonic From equations (7) and (10), the sound pressure component (generated by parametric action) is P 2 = βP 2 / 0 a 2 /8ρ p C 4 / 0 αγ・∂ 2 /∂t 2 (1 /4m
2 + 1/4m 2 cos2ω s t) = βP 2 / 0 a 2 m 2 /8ρ p C 4 / 0 αγ
・cos2ω s t(14) Therefore, the second harmonic distortion rate is ε=|P 2 |/|P s |×100%=m×100% The relationship between ε and frequency is shown in Table 2.

【表】 イコライザーの周波数特性を第3図に示す。更
にこの場合のスピーカの周波数特性を第4図に示
す。 式(12)を検討すると、音圧Ps(t)はプログラム
ソースのオーデイオ信号に比例している。更に比
例係数にはωが含まれないので、平担な周波数特
性が得られることがわかる。 次に電気音響変換器の一実施例について説明す
る。 第5図に示すごとく電気音響変換器への入力信
号は角周波ω1を中心として±15KHzつまり30KHz
の帯域幅を有している。したがつて電気信号を音
響信号に変換する電気音響変換器においてもω1
を中心周波数として30KHzの帯域幅が要求され
る。 パラメトリツク・スピーカ用の電気音響変換器
としては次の2点を満す必要がある。 (1) 有限振幅レベルの超音波を発生する事。 (2) 少なく共、30KHzの帯域を有する事。 上記(1)の条件を満すためには、単一の振動子を
用いるよりも、第6図に示す様に複数の振動子を
アレー状に配置して用いた方が有利である事が既
に知られている。 更に超音波の周波数が高くなると、電気音響変
換能率が低下し、また空気中での減衰も激しくな
るので、ω1としては余り高い周波数は望ましく
ない。 次に上記(2)の条件を満すことを考える。 一般に超音波振動子のQは相当に高いので、帯
域幅を確保するためには、出来るだけω1を高く
選んだ方が有利である。 したがつて、上記条件(1)(2)はお互いに矛盾する
ことが解る。この矛盾を解決する一方法として比
較的低いω1を選び、アレーを構成している各振
動子の共振周波数を適当に異なる周波数に設定
し、各振動子を並列駆動した時、変換器全体とし
て第7図に示すように各振動子の周波数帯域がス
タガー状につながり、全体として必要帯域Δωを
カバーする様にすればよい。 例えば仮りに、1(=ω1/2)を100KHzとする
と振動子アレーとしては85KHzから115KHzまで
を少なくともカバーしなくてはならない。今、振
動子のQを50前後と仮定し、100KHz附近におい
ては3dB低下点での帯域幅を2KHzと考え、各振動
子は相隣接する振動子と6dB低下点で相交わる様
に設定すると各振動子間の中心周波数の差は4K
Hzとなり、30KHz帯域幅を確保するには約8個の
振動子が必要である。 上記の様に比較的低い超音波を用いても必要帯
域が確保出来るので、広帯域有限振幅波を放射し
やすくパラメトリツクスピーカの実現が可能であ
る。
[Table] Figure 3 shows the frequency characteristics of the equalizer. Furthermore, the frequency characteristics of the speaker in this case are shown in FIG. Considering equation (12), the sound pressure P s (t) is proportional to the program source audio signal. Furthermore, since the proportionality coefficient does not include ω, it can be seen that a flat frequency characteristic can be obtained. Next, one embodiment of the electroacoustic transducer will be described. As shown in Figure 5, the input signal to the electroacoustic transducer is ±15KHz, or 30KHz, centered on the angular frequency ω1 .
It has a bandwidth of . Therefore, even in an electroacoustic transducer that converts an electrical signal into an acoustic signal, ω 1
A bandwidth of 30KHz is required with the center frequency at . An electroacoustic transducer for a parametric speaker must satisfy the following two requirements. (1) Generating ultrasonic waves with a finite amplitude level. (2) Must have a bandwidth of at least 30KHz. In order to satisfy the above condition (1), it is more advantageous to use multiple transducers arranged in an array as shown in Figure 6 rather than using a single transducer. Already known. Furthermore, as the frequency of the ultrasonic wave becomes higher, the electroacoustic conversion efficiency decreases and the attenuation in the air increases, so it is not desirable for the frequency to be too high as ω 1 . Next, consider satisfying the condition (2) above. Generally, the Q of an ultrasonic transducer is quite high, so in order to secure the bandwidth, it is advantageous to select ω 1 as high as possible. Therefore, it can be seen that the above conditions (1) and (2) contradict each other. One way to resolve this contradiction is to choose a relatively low ω 1 , set the resonance frequency of each vibrator that makes up the array to an appropriately different frequency, and drive each vibrator in parallel. As shown in FIG. 7, the frequency bands of each vibrator may be connected in a staggered manner to cover the required band Δω as a whole. For example, if 1 (=ω 1 /2) is 100KHz, the vibrator array must cover at least 85KHz to 115KHz. Now, assuming that the Q of the transducer is around 50, the bandwidth at the 3 dB drop point near 100 KHz is considered to be 2 KHz, and each transducer is set so that it intersects with the adjacent transducer at the 6 dB drop point. Then, the difference in center frequency between each vibrator is 4K
Hz, and approximately 8 oscillators are required to secure a 30KHz bandwidth. As mentioned above, since the necessary band can be secured even when using relatively low ultrasonic waves, it is possible to realize a parametric speaker that can easily emit broadband finite amplitude waves.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は振動子より有限振幅の超音波が放射さ
れ、平面波として伝播していく様子を示す。第2
図は本発明の一構成図である。第3図は本発明の
一実施例に用いられるイコライザーの周波数特性
を示す。第4図は本発明の一実施例の音量出力で
ある音圧周波数特性を示す。第5図は本発明の一
実施例の変調された信号の周波数スペクトラムを
示す。第6図は振動子をアレー状に配置する一実
施例を示す。第7図は第6図の各振動子の周波数
特性をスタガー状に結合して広帯域な特性を得る
ことを示す図である。 1は超音波振動子、2はビーム、3はプログラ
ムソース、4はイコライザー、5は発振器、6は
振幅変調器、7はパワーアンプ、8は振動子アレ
ーである。
Figure 1 shows how an ultrasonic wave of finite amplitude is emitted from a vibrator and propagates as a plane wave. Second
The figure is a configuration diagram of the present invention. FIG. 3 shows the frequency characteristics of an equalizer used in one embodiment of the present invention. FIG. 4 shows the sound pressure frequency characteristic which is the volume output of one embodiment of the present invention. FIG. 5 shows a frequency spectrum of a modulated signal according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 shows an embodiment in which vibrators are arranged in an array. FIG. 7 is a diagram showing that the frequency characteristics of the respective vibrators shown in FIG. 6 are combined in a staggered manner to obtain broadband characteristics. 1 is an ultrasonic transducer, 2 is a beam, 3 is a program source, 4 is an equalizer, 5 is an oscillator, 6 is an amplitude modulator, 7 is a power amplifier, and 8 is a transducer array.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 プログラムソースからのオーデイオ信号でオ
ーデイオ信号周波数帯よりも十分高い周波数をキ
ヤリアとして振幅変調する変調器と、該変調器に
よつて変調された信号を電気―音響変換する超音
波振動子とを有し、有限振幅超音波を空気中に放
射し非線形特性によるパラメトリツク作用により
オーデイオ信号を得ることを特徴とする電気音響
変換装置。 2 オーデイオ信号の周波数特性をイコライザー
を通した後、該振幅変調器に入力することを特徴
とする特許請求範囲第1項の電気音響変換装置。 3 超音波振動子を複数個配置し、超音波出力周
波数特性をスタガー状に結合して成る振動子アレ
ーを具備したことを特徴とする特許請求範囲第1
項または第2項の電気音響変換装置。
[Claims] 1. A modulator that modulates the amplitude of an audio signal from a program source using a frequency sufficiently higher than the audio signal frequency band as a carrier; 1. An electroacoustic transducer comprising a sonic transducer, which radiates finite amplitude ultrasonic waves into the air and obtains audio signals through parametric action due to nonlinear characteristics. 2. The electroacoustic transducer according to claim 1, wherein the frequency characteristics of the audio signal are passed through an equalizer and then input to the amplitude modulator. 3 Claim 1 comprising a transducer array in which a plurality of ultrasonic transducers are arranged and their ultrasonic output frequency characteristics are combined in a staggered manner.
or the electroacoustic transducer of item 2.
JP139682A 1982-01-08 1982-01-08 Electroacoustic transducer Granted JPS58119293A (en)

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JP139682A JPS58119293A (en) 1982-01-08 1982-01-08 Electroacoustic transducer

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4823908A (en) * 1984-08-28 1989-04-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Directional loudspeaker system
JP4221792B2 (en) * 1998-01-09 2009-02-12 ソニー株式会社 Speaker device and audio signal transmitting device
JP2000050387A (en) * 1998-07-16 2000-02-18 Massachusetts Inst Of Technol <Mit> Parameteric audio system
GB2351169B (en) 1999-06-14 2003-11-19 Nokia Mobile Phones Ltd Audio apparatus
JP4438444B2 (en) 2004-02-19 2010-03-24 セイコーエプソン株式会社 Projector equipped with ultrasonic speaker and method for displaying sound reproduction range in projector
WO2007001035A1 (en) * 2005-06-28 2007-01-04 Anodic Supply Co., Ltd. Ultrasonic speaker system
EP2334098A1 (en) 2008-10-06 2011-06-15 Panasonic Corporation Acoustic reproduction device
JP4725643B2 (en) 2008-12-22 2011-07-13 ソニー株式会社 SOUND OUTPUT DEVICE, COMMUNICATION DEVICE, SOUND OUTPUT METHOD, AND PROGRAM

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