微型聲頻定向系統(tǒng)的功耗優(yōu)化方法與實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)資料說明

　　微型聲頻定向揚(yáng)聲器是應(yīng)用于便攜式移動多媒體設(shè)備中的微型聲頻定向系統(tǒng)，本文針對其在應(yīng)用領(lǐng)域中存在的高功耗問題，從軟硬件的角度優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，制造出系統(tǒng)功耗較小，系統(tǒng)成本較低的微型聲頻定向設(shè)備。

　　微型聲頻定向揚(yáng)聲器功耗高的根本原因在于后級功率放大器的低效率及換能器負(fù)載的低電聲轉(zhuǎn)換效率。本文通過提高系統(tǒng)功放及換能器的轉(zhuǎn)換效率來降低系統(tǒng)功耗，從軟件和硬件兩個(gè)方面制定了兩套不同的微型聲頻定向系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案?，F(xiàn)有聲頻定向系統(tǒng)使用較多的算法為單邊帶（SSB）和雙邊帶（DSB）算法。理論分析表明傳統(tǒng) DSB、SSB 算法由于使用幅值恒定的載波調(diào)制，導(dǎo)致系統(tǒng)大部分功率都浪費(fèi)在了載波信號上，系統(tǒng)功耗較大。針對上述問題軟件方面提出了基于 SSB 算法的動態(tài)載波調(diào)制算法，優(yōu)化改善了基于傳統(tǒng)型聲頻定向系統(tǒng)的平均功耗。另一方面為了提高后級功放效率，降低系統(tǒng)功耗，尋找嘗試以硬件方式實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制產(chǎn)生高指向性可聽聲的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種數(shù)字式硬件調(diào)制的微型聲頻定向系統(tǒng)，該系統(tǒng)較傳統(tǒng)型聲頻定向系統(tǒng)最大的改進(jìn)即系統(tǒng)所用功放均為 D 類功放，系統(tǒng)效率極高，可以有效降低系統(tǒng)功耗。針對數(shù)字式調(diào)制方案在功率放大后級設(shè)計(jì)阻抗匹配電路以更好地補(bǔ)償換能器響應(yīng)，改善系統(tǒng)音質(zhì)并降低系統(tǒng)功耗。此種硬件調(diào)制方式節(jié)約了系統(tǒng)成本，獲得了較高的電聲轉(zhuǎn)換效率，降低了系統(tǒng)功耗。

　　針對調(diào)試完成的系統(tǒng)，搭建了硬件測試平臺，對系統(tǒng)電路的各模塊進(jìn)行調(diào)試，包括電源、存儲設(shè)備、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、功放電路及阻抗匹配電路。在系統(tǒng)電路各模塊均工作正常的前提下對系統(tǒng)整體性能指標(biāo)進(jìn)行測試。測試內(nèi)容包括系統(tǒng)聲壓級，THD（總諧波失真），系統(tǒng)總體平均功耗等，測試數(shù)據(jù)表明，SSB 算法調(diào)制與 DSB 算法在功耗上相近，動態(tài)載波 SSB 算法較 SSB、DSB 在平均功耗上有較大改善；硬件的數(shù)字式調(diào)制方式在保證系統(tǒng)輸出音質(zhì)的基礎(chǔ)上，在功耗改善方面效果顯著。