数字语音驱鸟器阵列声场聚焦系统设计

　　驱鸟器阵列分布设计

　　扬声器的安放位置应该能够使声场覆盖区内的任何位置，合理的扬声器位置设计能够有效地控制扬声器的声场分布和满足投射距离的声压级要求，也有利于形成声音聚焦区，达到更好的驱鸟效果。根据扬声器的最大供声距离L和指向角a，确定了单个播放器的有效覆盖面积：

　　考虑到设备总成本最小化，而单个驱鸟器成本固定，则需要确定最小的扬声器数量。该值与防治区域总面积，单个扬声器有效面积及播放器空间分布紧密相关，从而建立目标函数关系式：

　　这里N为扬声器数量;S为防治区域总面积;s为单个扬声器有效面积;xi，yi为第i个扬声器在防治区域内坐标分布。对目标函数求解来获得理论上的位置分布情况，为实际驱鸟器阵列的布置提供基础参考。

　　驱鸟器阵列系统硬件实现

　　数字语音驱鸟器阵列系统由微控制器、地址发生器、存储器、DAC、功率放大器、扬声器组成。微控制器完成语音声音链的时延差计算、相位加权调整、播放及各模块同步控制。地址发生器由两个12位计算器组成，用于产生语音存储芯片的地址信号，地址发生器的计数时钟由微控制器提供。存储器中预先存储用于驱赶害鸟的数字语音信号。DAC转换器将数字语音信号转化为模拟信号，经功率放大器放大后，驱动扬声器阵列工作。微控制器选用Microchip公司的PIC18F6527，该控制器接口模块丰富，可以满足系统的功能要求。语音存储器为AMD公司的AM29F032B，容量为32Mbit，存储处理好的驱赶声音数字信号。DAC采用8位的AD557，实现数模转换。后级功率放大器为National Semiconductor公司的LM4950，可驱动7.5W的扬声器。由于整个硬件系统采用低功耗、模块化设计，具有休眠功能，系统使用方便，维护简单。目前，该系统已完成实验室调试。