超声波技术在专业音频领域的应用

　　一、技术原理

　　超声波是指频率高于20kHz的声波，具有频率高、波长短、方向性好、穿透能力强的特点。在专业音频领域，超声波技术主要利用其作为载体调制音频信号，通过空气中的非线性效应将超声波解调为可听声音。

　　二、应用场景

　　(一)定向音频传输

　　原理：利用超声波的高频特性，将其作为载体，通过调制技术将音频信息叠加在超声波上。当超声波到达特定区域时，空气的非线性效应会使超声波解调为可听音频，实现声音的精准定向传输，使声音集中在目标区域内，减少对周围环境的干扰。

　　应用案例：

　　展览展示：在博物馆、科技馆等场所，通过集成定向声技术实现智能定向语音讲解，每件展品可拥有独立的语音导览区域，互不干扰，提升参观体验。

　　传媒广告：打破传统无声广告的局限，使广告发出定向声音，吸引观众注意力，提升广告效果和品牌知名度。

　　(二)音频设备集成与优化

　　原理：将超声波技术与音频设备相结合，实现设备的多功能集成和性能优化。例如，利用超声波的特性实现距离感应、手势控制等功能，提升用户与音频设备的交互体验。

　　应用案例：

　　耳机与耳塞：SonicEdge Ltd.开发的基于超声波的MEMS音频扬声器，尺寸小、无振动、后腔尺寸减小，可用于TWS耳机/耳塞市场，实现尺寸更小、音质更好的耳机。

　　音频功放：将超声信号与音频信号混音后经音频功放放大播出，再由麦克风拾取超声信号来判断距离，实现息屏、亮屏等操作，节省设备空间。

　　三、技术优势

　　定向性强：超声波的波长短，衍射现象弱，能实现较高的定向性和精准的声音传播，可将声音集中在特定区域，避免声音扩散。

　　设备集成度高：超声波技术可使音频设备在不增加显著体积和重量的情况下，具备更多功能和更好的性能，满足市场对小型化、高性能音频设备的需求。

　　四、研究进展

　　高效声学调控：通过控制有效声学路径，利用具有相反相位响应的二进制编码单元实现高效的声学调控，提升声能收集性能，为开发兼具声场调控与环境能量收集双重功能的先进声学器件提供了参考。

　　声场估计技术：声场估计作为基础核心技术，可广泛应用于多种声学信号处理技术，包括基于扬声器的声场再现与基于耳机的双耳音频重放，推动音频技术的进一步发展。

　　超声波阵列技术：采用多个超声波发射器组成阵列，增强发射功率，利用波的相干性使发送波束更加集中，提高声音的定向传播效果。

　　五、未来展望

　　随着技术的不断进步，超声波技术在专业音频领域的应用前景将更加广阔。未来，超声波技术有望在音频设备的小型化、高性能化、多功能化等方面取得更大突破，为音频行业带来更多的创新和变革。同时，其在定向音频传输、声音交互等领域的深入研究和应用拓展，也将为人们带来更加丰富、便捷、个性化的音频体验。