Digital beam-steerng in a parametric array

Abstract

Actualmente existem diversos m etodos que permitem a realiza c~ao de beamsteering num altifalante param etrico. No entanto, a maioria dos m etodos e incapaz de proporcionar uma elevada resolu c~ao angular usando um projecto de hardware e ciente. Mais ainda, poucos s~ao os sistemas que proporcionam um controlo do beam de pot^encia em tempo real. Neste documento, e proposta uma nova abordagem para colmatar estes problemas tirando partido da alta frequ^encia inerente a modula c~ao sigmadelta. Esta implementa c~ao leva a um projecto compacto que proporciona uma elevada resolu cao angular associada a uma solu c~ao de baixo custo e com baixo consumo de pot^encia devido ao uso de apenas uma DAC sigmadelta. O sistema implementado sobre FPGA alia a natural alta frequ^encia dum modulador sigma-delta ao uso dum unico shift-register para introduzir os atrasos necess arios a realiza c~ao de beam-steering. A escolha do atraso adequado e feita com o uso de multiplexers que encaminham os diversos sinais sigma-delta para as sa das do sistema desejadas.

Several methods enable a steerable beam using an parametric loudspeaker. However, many of them are not able to use a high angular resolution with an e cient design. More, even the ability to change the beam steering in real time is neglected by several methods. In this document, we propose a new approach to the beam-steering problem using the intrinsic high frequency of a sigma-delta digital to analog converter conjugated with online con gurable digital delays obtained only through a programmable wide shift-register. This implementation leads to a real time beam-steering with a simple digital processing block that enables a high resolution angle. Additionally the use of a sigma-delta DAC provides a low-cost, highly integrated and energy e cient system using only a DAC. The implemented system takes advantage of the high frequency of the digital signal from the sigma-delta modulator allied with the use of a shiftregister to obtain the ne time delays necessary to do the beam-steering. The several outputs delays are chosen between the sigma-delta signals in the shift-register using a group of multiplexers.