CN108696781A - 一种直线型排列的麦克风在空间形成指向性的方法 - Google Patents

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曾健
房修磊
赵春波
何梅
李超全
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Abstract

本发明公开了一种直线型排列的麦克风在空间形成指向性的方法，是将若干相同的咪芯，沿一条直线均匀排列，共同面向前方的声源，各个咪芯输出的音频电信号，经过电路叠加处理后，所得的电信号就有了特定的空间指向特性。利用本发明的方法，通过形成指向特性，使得这些咪芯能拾取特定方向的声音、并衰减其它方向的声音信号；同时，达到缩短咪杆、甚至无咪杆的效果。另外，直线排列若干咪芯的方法，可以简化、美化产品的外观设计。

Description

一种直线型排列的麦克风在空间形成指向性的方法
技术领域
本发明涉及一种声音拾取方法，具体涉及一种直线型排列的麦克风在空间形成指向性的方法，属于音频处理技术领域。
背景技术
通常情况下，话筒以及会议***都采用单个咪芯器件来拾取声音，虽然咪芯本身的指向性可以选择，但是拾音距离较短，一般需要使用咪杆来趋近声源(下文称作“咪芯+咪杆”方法)，缩短拾音距离。
而使用咪杆，会延长麦克风产品的长度尺寸，影响美观。另外，使用咪杆，对于麦克风的指向性能并没有实质性的提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能提高拾取性能、简化产品的直线型排列的麦克风在空间形成指向性的方法。
本发明是这样实现的：
直线型排列的麦克风在空间形成指向性的方法，是将若干相同的咪芯，沿一条直线均匀排列，共同面向前方的声源，各个咪芯输出的音频电信号，经过电路叠加处理后，所得的电信号就有了特定的空间指向特性。
更进一步的方案是：
所述的咪芯数量为2N+1个，N为非负整数，或非负整数的一半。比如：N＝2时，总的咪芯数量是：5个
利用本发明的方法，通过形成指向特性，使得这些咪芯能拾取特定方向的声音、并衰减其它方向的声音信号；同时，达到缩短咪杆、甚至无咪杆的效果。
另外，直线排列若干咪芯的方法，可以简化、美化产品的外观设计。
附图说明
图1为本发明原理示意图；
图2为本发明一个实施例中，呈直线均匀排列的5只咪芯，在空间产生的归一化指向性示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
如附图1所示，本发明的工作原理为：
若干个咪芯排在一条直线上，共同接收远场的平面声波。设一共有2N+1只完全相同的咪芯单元，指向性都是全向的，相邻咪芯单元的间距是d，声源偏离咪芯正向角度θ，那么，全部咪芯的输出电信号，经过合成后，信号特点是：
最大增益Gmax＝20log10(2N+1) (Eq.1)
归一化指向性
上式中，ω表示信号的角频率(单位：弧度/秒)，即ω＝2πf，f表示信号频率(单位：赫兹)，c表示声音速度(单位：米/秒)，d表示相邻咪芯之间的距离(单位：米)，θ为声源偏离咪芯正向角度(单位：弧度)。
图1中，r0表示声源与咪芯阵列的中点之间的距离(单位：米)；m-1、m0、m1表示N＝1，总共有2N+1＝3个咪芯的阵列，此情况下各个咪芯单元的位置标记。
图2是5只咪芯均匀间距2cm在空间产生的指向特性。
从中可见，咪芯的数量和间距确定后，随着频率升高，指向性逐渐变得尖锐起来。如果各个咪芯单元本身也具有指向性，那么，合成的信号，其指向性就更加尖锐。
按照(Eq.1),5只咪芯的最大增益(相比较单个咪芯)，是13.98dB。增益加大，为加大拾音距离、取消“咪杆”创造了条件。
所以，通过多个咪芯在空间的直线、均匀排列，增强了拾音效果，既表现在增益加大，又加强了空间指向性，只拾取希望拾取的声音，对噪声具有抑制作用。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (4)

1.直线型排列的麦克风在空间形成指向性的方法，其特征在于是将若干相同的咪芯，沿一条直线均匀排列，共同面向前方的声源，各个咪芯输出的音频电信号，经过电路叠加处理后，所得的电信号就有了特定的空间指向特性。
2.根据权利要求1所述直线型排列的麦克风在空间形成指向性的方法，其特征在于：
所述的咪芯数量为2N+1个，N为非负整数，或者非负整数的一半。
3.根据权利要求1所述直线型排列的麦克风在空间形成指向性的方法，其特征在于：
所述的电信号的最大增益为Gmax＝20log10(2N+1)。
4.根据权利要求1所述直线型排列的麦克风在空间形成指向性的方法，其特征在于：
所述的电信号的归一化指向性为：
其中，ω表示信号的角频率，单位：弧度/秒，即ω＝2πf，f表示信号频率，单位：赫兹，c表示声音速度，单位：米/秒，d表示相邻咪芯之间的距离，单位：米，θ为声源偏离咪芯正向角度，单位：弧度。
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