超聲波技術(shù)在專(zhuān)業(yè)音頻領(lǐng)域的應用

　　一、技術(shù)原理

　　超聲波是指頻率高于20kHz的聲波，具有頻率高、波長(cháng)短、方向性好、穿透能力強的特點(diǎn)。在專(zhuān)業(yè)音頻領(lǐng)域，超聲波技術(shù)主要利用其作為載體調制音頻信號，通過(guò)空氣中的非線(xiàn)性效應將超聲波解調為可聽(tīng)聲音。

　　二、應用場(chǎng)景

　　(一)定向音頻傳輸

　　原理：利用超聲波的高頻特性，將其作為載體，通過(guò)調制技術(shù)將音頻信息疊加在超聲波上。當超聲波到達特定區域時(shí)，空氣的非線(xiàn)性效應會(huì )使超聲波解調為可聽(tīng)音頻，實(shí)現聲音的精準定向傳輸，使聲音集中在目標區域內，減少對周?chē)h(huán)境的干擾。

　　應用案例：

　　展覽展示：在博物館、科技館等場(chǎng)所，通過(guò)集成定向聲技術(shù)實(shí)現智能定向語(yǔ)音講解，每件展品可擁有獨立的語(yǔ)音導覽區域，互不干擾，提升參觀(guān)體驗。

　　傳媒廣告：打破傳統無(wú)聲廣告的局限，使廣告發(fā)出定向聲音，吸引觀(guān)眾注意力，提升廣告效果和品牌知名度。

　　(二)音頻設備集成與優(yōu)化

　　原理：將超聲波技術(shù)與音頻設備相結合，實(shí)現設備的多功能集成和性能優(yōu)化。例如，利用超聲波的特性實(shí)現距離感應、手勢控制等功能，提升用戶(hù)與音頻設備的交互體驗。

　　應用案例：

　　耳機與耳塞：SonicEdge Ltd.開(kāi)發(fā)的基于超聲波的MEMS音頻揚聲器，尺寸小、無(wú)振動(dòng)、后腔尺寸減小，可用于TWS耳機/耳塞市場(chǎng)，實(shí)現尺寸更小、音質(zhì)更好的耳機。

　　音頻功放：將超聲信號與音頻信號混音后經(jīng)音頻功放放大播出，再由麥克風(fēng)拾取超聲信號來(lái)判斷距離，實(shí)現息屏、亮屏等操作，節省設備空間。

　　三、技術(shù)優(yōu)勢

　　定向性強：超聲波的波長(cháng)短，衍射現象弱，能實(shí)現較高的定向性和精準的聲音傳播，可將聲音集中在特定區域，避免聲音擴散。

　　設備集成度高：超聲波技術(shù)可使音頻設備在不增加顯著(zhù)體積和重量的情況下，具備更多功能和更好的性能，滿(mǎn)足市場(chǎng)對小型化、高性能音頻設備的需求。

　　四、研究進(jìn)展

　　高效聲學(xué)調控：通過(guò)控制有效聲學(xué)路徑，利用具有相反相位響應的二進(jìn)制編碼單元實(shí)現高效的聲學(xué)調控，提升聲能收集性能，為開(kāi)發(fā)兼具聲場(chǎng)調控與環(huán)境能量收集雙重功能的先進(jìn)聲學(xué)器件提供了參考。

　　聲場(chǎng)估計技術(shù)：聲場(chǎng)估計作為基礎核心技術(shù)，可廣泛應用于多種聲學(xué)信號處理技術(shù)，包括基于揚聲器的聲場(chǎng)再現與基于耳機的雙耳音頻重放，推動(dòng)音頻技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

　　超聲波陣列技術(shù)：采用多個(gè)超聲波發(fā)射器組成陣列，增強發(fā)射功率，利用波的相干性使發(fā)送波束更加集中，提高聲音的定向傳播效果。

　　五、未來(lái)展望

　　隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步，超聲波技術(shù)在專(zhuān)業(yè)音頻領(lǐng)域的應用前景將更加廣闊。未來(lái)，超聲波技術(shù)有望在音頻設備的小型化、高性能化、多功能化等方面取得更大突破，為音頻行業(yè)帶來(lái)更多的創(chuàng )新和變革。同時(shí)，其在定向音頻傳輸、聲音交互等領(lǐng)域的深入研究和應用拓展，也將為人們帶來(lái)更加豐富、便捷、個(gè)性化的音頻體驗。