微型聲頻定向揚聲器是應用于便攜式移動多媒體設備中的微型聲頻定向系統(tǒng)，本文針對其在應用領域中存在的高功耗問題，從軟硬件的角度優(yōu)化系統(tǒng)設計，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備。

　　微型聲頻定向揚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載的低電聲轉換效率。本文通過提高系統(tǒng)功放及換能器的轉換效率來降低系統(tǒng)功耗，從軟件和硬件兩個方面制定了兩套不同的微型聲頻定向系統(tǒng)設計方案。現(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制，導致系統(tǒng)大部分功率都浪費在了載波信號上，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現(xiàn)數(shù)字調制產生高指向性可聽聲的系統(tǒng)設計方案。設計實現(xiàn)了一種數(shù)字式硬件調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)字式調制方案在功率放大后級設計阻抗匹配電路以更好地補償換能器響應，改善系統(tǒng)音質并降低系統(tǒng)功耗。此種硬件調制方式節(jié)約了系統(tǒng)成本，獲得了較高的電聲轉換效率，降低了系統(tǒng)功耗。

　　針對調試完成的系統(tǒng)，搭建了硬件測試平臺，對系統(tǒng)電路的各模塊進行調試，包括電源、存儲設備、數(shù)模轉換電路、模數(shù)轉換電路、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)整體性能指標進行測試。測試內容包括系統(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)字式調制方式在保證系統(tǒng)輸出音質的基礎上，在功耗改善方面效果顯著。