华盛顿，2021 年 8 月 31 日——随着电子设备尺寸的缩小，它们的组件(如扬声器)也需要缩小。
在美国声学学会通过 AIP Publishing 出版的JASA Express Letters 中，中国西北工业大学和魁北克大学的研究人员为紧凑型扬声器系统开发了三种设计，它们比以前的型号更有效地控制声音的方向。
单个扬声器向各个方向辐射声波。然而，对于一个有效的扬声器系统，声音需要集中在一个方向，就像在黑暗的房间里手电筒发出的光束一样。方向性因子衡量与其他浪费方向相比，在所需方向上释放了多少声音。
“我们希望光束具有尽可能高的方向性因子，”作者京东陈说。“或者换句话说，我们希望光束足够锐利，以便我们只能将能量导向某些方向。”
对于每个单独的扬声器，科学家们能够操纵传出声波的时间和强度。他们将多个扬声器组合成一个阵列，并利用声波的建设性和破坏性干扰来发挥自己的优势。
声波在不需要的方向上相互抵消，同时在所需的方向上有效地携带声能。这提高了扬声器系统设计中的指向性因素。
该团队发现他们在阵列中组合的扬声器越多，指向性因子就越高。
“这是我们想要的东西，但当然，我们必须付出代价，”陈说。“我们必须通过使用更多扬声器来增加阵列的大小。”
扬声器阵列还需要在所有频率下表现同样出色，以防止声音失真。
在他们的三个系统设计中，作者优化了扬声器的不同方面。第一个非常好地实现了所需的声波方向，但效率很低。第二个最大限度地提高效率，但阵列在所有频率上的表现并不均匀，导致声音失真。最终设计是高效且一致的，但可能比其他两个具有更低的方向性因子。
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