扬声器制造技术

本发明专利技术提供了一种具有孔管道的扬声器，该孔管道具有穿过其活动部分的声学泄露路径。这样，在高频上由纵向谐振导致的多余能量，将通过所述孔管道壁横向辐射出去，而不会影响到扬声器自身的输出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】扬声器
本专利技术涉及扬声器，特别涉及具有孔(port)或出口的扬声器，如“反射”扬声器或“联接谐振腔”扬声器。
技术介绍
在反射扬声器外壳中，扬声器振动膜的后部向封闭的空气空间中进行辐射，外壳还具有被称为“孔管道”(porttube)的管道，将该空气空间与自由空间相连接。所述孔管道和所述封闭空间相结合，构成一个亥姆霍茨(Helmholtz)谐振腔，其由扬声器振动膜的后部驱动，在低频上生成四阶高通响应。该系统在所述孔的调音频率范围内提供更大的低频输出。对这类扬声器的对准，已经由NevilleThiele(例如参见"LoudspeakersinVentedBoxes,PartsIandⅡ″，J.AudioEng.Soc.，vol.19，pp.382-392(May1971)；pp.471-483(June1971)，“Thiele,A.N.，“带出口箱的扬声器，第I，Ⅱ部分”，J.AudioEng.Soc.,卷19，第382-392页(1971年5月)；第471-783页(1971年6月)”)及RichardSmall(例如参见"Vented-BoxLoudspeakerSystems"，J.AudioEng.Soc.，vol.21，pp.363-372(June1973)；pp.438-444(July／Aug.1973)；pp.549-554(Sept.1973)；pp.635-639(Oct.1973)，“带出口箱的扬声器系统”，J.AudioEng.Soc.,卷21，第363-372页(1973年6月)；第438-444页(1973年7月／8月)；第549-554页(1973年9月)；第635-639页(1973年10月))进行了很好的文献记载。所述孔的调音频率由公知的导出赫尔姆霍茨谐振腔的等式给出。即：fH=v2πAV0L,---(1)]]>其中，fH为亥姆霍兹谐振频率，v为声音在大气中的速度，A为所述孔的横截面积，V0为所述孔的静态体积，而L为所述孔的长度。使用小区域的短孔，或对应较大区域的较长孔，可以达到一个特定的调音频率。然而箱中的声压导致声波向孔下传播。这是由所述管道的端部之间声学阻抗的巨大变化影响的，从而引发了与管风琴的管道或许多其他的乐器中的纵向谐振类似的纵向谐振。这些谐振在所述孔的声学输出上，产生不希望的尖峰，从而造成扬声器音调纯度的失真。在一些情况下，在扬声器的频率响应中会产生可见的异常。在高品质的扬声器中，这种影响是极为不希望的。在实践中，由于在高速时，可能产生湍流，所以在孔中的气流也是一项重要的研究议题(A.Salvatti,A.DevantierandD.J.Button,″MaximizingPerformancefromLoudspeakerPorts,″J.AudioEng.Soc，vol.50，no.1／2，pp.19-45，2002.(A.Salvatti,A.Devantier和D.J.Buton,“扬声器孔性能的最大化”J.AudioEng.Soc，卷50第1／2号，第19-45页，2002年))。湍流会导致输出的失真和损失，因此在工作层面最好将其避免。图1示出在传统反射扬声器中的驱动振动膜，反射孔，及其组合的经计算的频率响应。高品质扬声器的目的是在所述装置的工作频率范围内，尽可能达到平滑和均匀的响应。从图中可以看出，振动膜单独工作时，在较高频率上其响应平滑而且处于较高的水平，但是在较低频率则明显下落。因此设计所述反射孔来抵消这种低频下落，并在低频(对应于亥姆霍兹谐振)上提供相对较高的响应，而在高频上提供较低的响应。因此与单独使用振动膜相比，两者的组合更多扩展了低频部分的响应。然而，反射孔在高频上的响应也具有多个尖峰，对应于前文所述的纵向模式谐振。从而在作为整体工作时，会导致扬声器的响应出现尖峰，并且会导致预计的声音出现不希望的失真。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是如何抑制这些纵向谐振而不会抑制亥姆霍兹谐振，也不会显著地改变调谐的亥姆霍兹谐振频率或加剧湍流。举例来说，一种方式可以在孔管道中放置声音吸收材料，以消除纵向谐振。然而这种做法会严重地消除亥姆霍兹谐振的影响并在高水平处加剧湍流。本专利技术提供一种克服这些问题的方法，其提供一种具有孔管道的扬声器，该孔管道内具有一个声学泄露路径(acousticleakagepath)的部分。这样就可以对纵向谐振进行必要的消除，而其构造也不会激起湍流。本专利技术的一个实施例提供了一种扬声器，包括外壳，声学辐射振动膜，以及孔管道(其外形通常为管状)，其将所述外壳的内部与外部区域声学联接；其中，所述孔管道包括一个刚性管道部段，与柔性管道部段相联接，以在所述孔管道的纵向轴线横向的方向上，提供声学泄露路径。在与纵向谐振相对应的较高频率上，所述柔性孔部段的声学阻抗比其在较低的亥姆霍兹谐振频率上的声学阻抗低，这会带来一定的好处。由纵向谐振导致的多余能量将被横向辐射，从而减少了纵向谐振的幅度，也减少了纵向谐振对扬声器输出的影响。在与亥姆霍兹谐振相对应的相对较低的频率上，所述孔管道壁的声学阻抗与所述管的端部的声学阻抗相比，相对较高，因此在很大程度上，所述亥姆霍兹谐振在所述振动膜的响应很差的频率上不受影响，所述孔管道对所述扬声器的输出仍然起到重要作用。然而我们注意到，在孔管道中的空气和刚好位于所述孔管道外侧的(即所述扬声器隔室的其余部分内)空气之间的压力差对于与亥姆霍兹谐振相反的纵向谐振大得多。这意味着，即使柔性管道部段的声学阻抗在两个频率上是相同的，对纵向谐振的绝对影响会比对亥姆霍兹谐振的影响更大。为了减少可能使扬声器输出产生失真的湍流，所述孔管道的内表面至少在其与所述纵向轴线平行的方向上是平滑的，甚至在所有方向上都是平滑的。这部分地应用在刚性和柔性部段之间的连接上，这里如果不连续的话，很可能产生湍流。平滑的连接将减少湍流并改善扬声器的输出。通常所述柔性管道部段通常也是不可渗透的。所述声学泄露路径可以沿所述孔管道长度的一部分延伸，或基本上是所述孔管道的整个长度，这样刚性部段仅在(孔管道的)一端或两端提供一个圈。所述圈可以向外张开，以进一步地消除湍流。在一个实施例中，定位所述声学泄露路径，以包括纵向谐振(例如第一阶纵向谐振，也可能是第二阶纵向谐振)的压力波腹，使得这些阶的谐振得到最大抑制。为了提供需要的声学泄露路径，所述孔管道的活动部分可包括隔膜，其厚度范围的上限在4mm、2mm、1mm和0.5mm这组之中进行选择，而下限为0.025mm。可选地，可以使用模量非常低的材料，例如泡沫材料(优选闭孔)；这样就允许使用较厚的壁，其具有可自支撑的优点。通过选择合适的材料和／或厚度，所述孔管道的环频率可以调准到与纵向谐振频率(例如一阶谐振频率)一致。可选地，可以使用刚性孔振动膜，其通过柔性连接件与所述孔管道进行联接，以获得需要的泄露路径。在另外的实施例中，所述孔管道包括平行于所述纵向轴线的波纹，所述波纹的数量和深度是可选的，从而达到与所述纵向谐振频率一致的环频率。这样可以进一步辅助所述管道自支撑的特性，并且(重要的是)，由于与所述纵向轴线平行排布，不会造成湍流。在另外的实施例中，所述孔管道可以包括多个刚性延伸部段，其通过柔性连接件互相联本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扬声器，其包括：外壳；声学辐射振动膜，以及孔管道，其将所述外壳的内部与其外部的区域声学联接，其中所述孔管道包括至少一个刚性管道部段，其与柔性管道部段相联接，在相对于所述孔管道的纵向轴线的横向方向上，提供声学泄露路径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.02 GB 1103525.01.一种扬声器，其包括：外壳；声学辐射振动膜，以及孔管道，其将所述外壳的内部与其外部的区域声学联接，并且具有纵向轴线以及至少在与所述纵向轴线平行的方向上是平滑的内表面，其中所述孔管道包括至少一个刚性管道部段，其与柔性管道部段相联接，在相对于所述孔管道的纵向轴线的横向方向上，提供声学泄露路径，所述柔性管道部段是不可渗透的并且具有完全平滑的内表面。2.如权利要求1所述的扬声器，其中所述孔管道的内表面在所有方向上都是平滑的。3.如权利要求1或权利要求2所述的扬声器，其中所述声学泄露路径定位成使得包括纵向模式谐振的压力波腹。4.如权利要求1所述的扬声器，其中所述声学泄露路径基本上沿所述孔管道的长度延伸。5.如权利要求1所述的扬声器，其中所述柔性管道部段包括可变形的隔膜。6.如权利要求5所述的扬声器，其中所述隔膜具有的厚度在0.025mm至4mm之间。7.如权利要求5所述的扬声器，其中所述隔膜具有的厚度在1mm至3mm之间。8.如权利要求1所述的扬声器，其中所述孔管道的柔性管道部段包括与所述纵向轴线平行行进的...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·A·多德，
申请(专利权)人：GP声学英国有限公司，
类型：
国别省市：