具有可关闭的端口的扬声器外壳制造技术

本发明专利技术涉及一种包括扬声器单元的扬声器设备，该扬声器单元包括振膜，该振膜具有第一表面和第二表面(例如分别是振膜的前表面和后表面)，扬声器单元安装在外壳中，使得振膜的第一表面与扬声器设备的周围环境声学连通。该设备还包括内腔，该内腔形成在外壳中并且经由声学元件与扬声器设备的周围环境声学连通。在该设备中，振膜的第二表面与内腔声学连通。根据本发明专利技术，声学元件能够在由内腔中的扬声器单元生成的声能能够经由声学元件发射到周围环境的状态与基本上防止声能经由声学元件而进入周围环境的状态之间变化。本发明专利技术还涉及一种用于改进扬声器设备的声音质量尤其是在低频下的声音质量的方法。

Speaker housing with closed ports

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可关闭的端口的扬声器外壳
本专利技术总体涉及扬声器和扬声器外壳的领域，并且更具体地，涉及在高声压级和低声压级两者下对安装在扬声器外壳中的扬声器提供低频下的扩展的低频响应和低失真的声学输出的装置。
技术介绍
安装在外壳中的扬声器的频率响应将在低于下限截止频率的低频下滚降，该下限截止频率是由扬声器的声电参数以及其中安装有扬声器的外壳的大小和类型确定的。有源扬声器(即，设置有其自己的包括功率放大器的专用放大器的扬声器)的低频响应通常被均衡化以补偿所述扬声器的声学低频滚降。另外，通过在低频引入增强，可以将低频滚降扩展到较低频率。然而，为了将声压扩展到频率的一半，扬声器驱动器的振膜偏移必须是四倍大。只要信号的电平相对低，均衡化就不会引入问题。然而，在较高的信号电平下，所需的振膜偏移将变得大于驱动器可以处理的振膜偏移，并且因此引入了由扬声器发出的声学信号的非线性失真，并且在这种情况下，降低信号的电平以避免听得见的失真和损坏驱动器是必要的。这将对驱动器能够产生的声压级引入限制。这里和下文中，术语“驱动器”等同于“扬声器”和“扬声器驱动器”之类的术语。为了在有限的频率区域中获得增强的低音响应，已知的是，在扬声器外壳中引入端口以减小驱动器振膜的偏移。外壳中的端口用作具有谐振频率的亥姆霍兹(Helmholtz)谐振器。在比该谐振频率低得多的频率下，由驱动器生成的空气量移位(空气容积排量)直接退出该端口。因此，端口的空气量移位与驱动器的空气量移位是相异相的。因此，产生的声压低于没有端口的情况下产生的声压，并且驱动器将不得不大范围地移动以产生声音。在远高于谐振频率的频率下，开端口的系统将充当关闭的盒，因为端口中的空气质量太大而不能被激发。在谐振频率下，由于谐振，柜内的压力将会不断增加。这种压力不断增加将限制驱动器振膜的偏移，并且声压的主要来源将是端口。类比于弦，该弦在一端的小移动将导致该弦的中部在谐振频率下移动得更多。接近扬声器设备——即安装在外壳(通常称为盒或柜)中的一个或多个低频扬声器——是有利的，这将在低声压级和高声压级下提供最佳可能的低频声再现，而不由此导致超过该设备中使用的一个或多个扬声器的最大可允许的振膜偏移。专利技术目的在以上背景下，本专利技术的一目的是提供一种扬声器设备，该扬声器设备在由扬声器设备生成的低声压级和在由扬声器设备生成的高声压级两者下均具有最佳的低频响应。在本文中，术语“扬声器设备”是指扬声器单元(也称为扬声器驱动器或扬声器换能器，但通常简称为扬声器)与其中安装有所述扬声器单元的外壳(通常称为扬声器盒或机柜)的组合。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，通过提供一种扬声器设备来获得以上目的和优点和另外的目的和优点，该扬声器设备被构造成使得其可以被改变以获得低声压级(SPL)下关闭的(封闭的)盒的优点以及高SPL下开端口的(带端口的)盒的优点。图1示出为说明性示例，在1米的距离处在关闭的盒和开端口的盒中产生88dB的声压级(SPL)所需要的10英寸扬声器驱动器的振膜偏移。这些盒的内部容积相同。如图1所示，端口将驱动器释放到32Hz以上，即在附图中用附图标记3表示的频率区域。在端口谐振之下，端口和驱动器具有相反的两极，这增加了驱动器的应变。因此，在32Hz以下，开端口的(带端口的)系统需要比关闭的(封闭的)系统更大的振膜偏移。在高于100Hz的频率的状态下，两个系统的振膜偏移将重合。在所有声压级下都具有平坦的频率响应是有意义的。本示例中使用的10英寸扬声器驱动器的振膜偏移极限为6mm。图2示出了当振膜偏移被限制为6mm以避免失真时，在94dBSPL的声压级处，关闭的系统和开端口的系统分别可获得的频率响应。如图2所示，在所有频率下，关闭的系统的表现得优于或等于开端口的系统。在该声压级处，关闭的系统是优选的。图3示出了在104dBSPL且具有相同的振膜偏移极限(均为6mm)时可获得的频率响应。在该声压级处，开端口的系统在32Hz与57Hz之间表现最佳，而关闭的系统在32Hz以下更好。在该声压级处，优选哪个系统是值得探讨的。图4示出了在114dBSPL且具有相同的振膜偏移极限(均为6mm)时可获得的频率响应。为了在声学系统是开端口的和关闭的时都获得受控的低音响应，将低音响应均衡化。图5示出了均衡化之前和均衡化之后关闭的系统的声学响应以及均衡滤波器的声学响应。图6示出了均衡化之前和均衡化之后开端口的系统的声学响应以及均衡滤波器的声学响应。应注意的是，均衡化的声学响应具有更高的滚降频率和更陡峭的滚降。因此，均衡滤波器具有较小的增强。根据本专利技术的第一方面，提供了一种扬声器设备，该扬声器设备包括：-扬声器单元，该扬声器单元包括振膜，该振膜具有第一表面和第二表面(例如分别是振膜的前表面和后表面)，所述扬声器单元安装在外壳中，使得振膜的第一表面与扬声器设备的周围环境能够声学连通；-内腔，该内腔在外壳中形成并且经由声学元件与扬声器设备的周围环境声学连通；-其中振膜的第二表面与内腔能够声学连通；其中，声学元件可以在由内腔中的扬声器单元生成的声能能够经由声学元件而被发射到周围环境的状态与基本上防止声能经由声学元件进入周围环境的状态之间变化；其中，扬声器设备包括放大器装置，所述放大器装置构造成驱动所述扬声器单元，所述放大器装置设置有音量控制件，所述扬声器设备的声学输出能够通过所述音量控制件而由用户改变，并且其中，所述音量控制件的调节对所述声学元件进行控制，使得所述音量控制件对所述声学元件是处于打开状态还是处于关闭状态进行控制，即，对是否通过所述声学元件而将声能发射到所述周围环境进行控制。基本上防止声能经由声学元件进入周围环境(并且其中外壳因此用作关闭的盒扬声器的外壳)的状态是扬声器设备需要生成相对低的声压级的情况。可以经由声学元件向周围环境发射声能(并且其中外壳因此用作低音反射扬声器的外壳)的状态是扬声器设备需要产生相对高的声压级的情况。在第一方面的一实施方式中，声学元件是设置有阻挡装置的通道，该阻挡装置构造成当扬声器设备处于基本上防止声能经由声学元件进入周围环境的状态时阻挡穿过该通道的声学连通。在第一方面的实施方式中，通过使用像岩棉这种在通道中引入声阻的材料来防止或至少减少穿过该通道的声传输。在本专利技术的详细描述中描述了构造成打开/关闭该声学元件的各种机构。然而，需要强调的是，所描述的机构仅是这种机构的非限制性示例，并且可以设想存在能够是通过声学元件打开/关闭该声传输的其他机构。打开/关闭机构可以由各种致动装置驱动，诸如伺服马达、电磁线圈等。在第一方面的实施方式中，扬声器设备包括信号处理装置，由此扬声器设备的声学响应伴随着对驱动器的放大器馈送的信号处理的相应变化而变化。信号处理的变化将被不同的均衡化和保护限制器设定所包括。在第一方面的一实施方式中，声学元件的变化由用户界面控制。在第一方面的实施方式中，扬声器设备包括放大器装置，该放大器装置构造成驱动该扬声器单元并设置有音量控制件，该扬声器设备的声学输出可以通过该音量控制件而由用户改变，并且其中音量控制件的调节对该声学元件是处于打开状态还是关闭状态进行控制，即声能是否穿过该通道(端口)发射到周围环境。因此，该实施方式中的音量控制件的调节可控制从通道(端口)到周围环境的声发射的启本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扬声器设备，包括：‑扬声器单元，所述扬声器单元包括振膜，所述振膜具有第一表面和第二表面(所述第一表面和第二表面例如分别是所述振膜的前表面和后表面)，所述扬声器单元安装在外壳中，使得所述振膜的所述第一表面与所述扬声器设备的周围环境声学连通；‑内腔，所述内腔形成在所述外壳中并且经由声学元件与所述扬声器设备的所述周围环境声学连通；‑其中，所述振膜的所述第二表面与所述内腔声学连通；其中，所述声学元件能够在由所述内腔中的所述扬声器单元生成的声能能够经由所述声学元件发射到所述周围环境的状态与基本上防止声能经由所述声学元件进入所述周围环境的状态之间变化；其中，所述扬声器设备包括放大器装置，所述放大器装置构造成驱动所述扬声器单元，所述放大器装置设置有音量控制件，所述扬声器设备的声学输出能够通过所述音量控制件而由用户改变，并且其中，所述音量控制件的调节对所述声学元件进行控制，使得所述音量控制件对所述声学元件是处于打开状态还是处于关闭状态进行控制，即，对是否通过所述声学元件而将声能发射到所述周围环境进行控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.09 DK PA201600752;2017.02.02 DK PA201700061.一种扬声器设备，包括：-扬声器单元，所述扬声器单元包括振膜，所述振膜具有第一表面和第二表面(所述第一表面和第二表面例如分别是所述振膜的前表面和后表面)，所述扬声器单元安装在外壳中，使得所述振膜的所述第一表面与所述扬声器设备的周围环境声学连通；-内腔，所述内腔形成在所述外壳中并且经由声学元件与所述扬声器设备的所述周围环境声学连通；-其中，所述振膜的所述第二表面与所述内腔声学连通；其中，所述声学元件能够在由所述内腔中的所述扬声器单元生成的声能能够经由所述声学元件发射到所述周围环境的状态与基本上防止声能经由所述声学元件进入所述周围环境的状态之间变化；其中，所述扬声器设备包括放大器装置，所述放大器装置构造成驱动所述扬声器单元，所述放大器装置设置有音量控制件，所述扬声器设备的声学输出能够通过所述音量控制件而由用户改变，并且其中，所述音量控制件的调节对所述声学元件进行控制，使得所述音量控制件对所述声学元件是处于打开状态还是处于关闭状态进行控制，即，对是否通过所述声学元件而将声能发射到所述周围环境进行控制。2.根据权利要求1所述的扬声器设备，其中，所述音量控制件的调节对经由所述声学元件向所述周围环境的声发射的启动和停用进行控制，其中，启动或停用的控制滞后地发生，使得当所述音量控制件的设定增加到设定S2时，所述声学元件打开；而当所述音量控制件降低到低于设定S2的设定S1时，所述声学元件关闭。3.根据权利要求1所述的扬声器设备，其中，所述音量控制件的调节对经由所述声学元件向所述周围环境的声发射的启动和停用进行控制，其中，启动或停用的控制没有滞后地发生，使得当所述音量控制件的设定增加到高于设定S3时，所述声学元件打开；而当所述音量控制件降低到低于设定S3时，所述声学元件关闭。4.根据权利要求1所述的扬声器设备，其中，所述声学元件是设置有阻挡装置的通道，所述阻挡装置构造成：当所述扬声器设备处于基本上防止声能经由所述声学元件进入所述周围环境的状态时阻挡通过所述通道的声学连通。5.根据前述权利要求中的任一项所述的扬声器设备，其中，所述声学元件的所述变化是通过用户界面控制的。6.根据前述权利要求中的任一项所述的扬声器设备，其中，所述内腔和所述声学元件形成亥姆霍兹谐振器，由此所述扬声器设备在所述声学元件的所述打开状态下用作低音反射扬声器。7.根据前述权利要求1至5中的任一项所述的扬声器设备，其中，所述声学元件是无源声辐射器。8.根据权利要求7所述的扬声器设备，其中，所述扬声器设备设置有阻挡装置，所述阻挡装置基本上构造成防止所述无源声辐射器的所述振膜受到移位，从而防止所述无源声辐射器将声能发射到所述周围环境。9.根据权利要求4所述的扬声器设备，其中，所述扬声器设备包括多于一个的通道(端口)，所述通道能够被单独地阻挡以获得不同的端口调谐，从而能够覆盖不同的频率范围和/或不同的音量范围，并且由此增加能够改变频率响应和最大功率输出的方式的数量。10.根据权利要求4所述的扬声器设备，其中，所述通道或端口具有可变长度，从而能够无级地改变所述通道或端口的调谐。11.根据权利要求10所述的扬声器设备，其中，所述通道或端口包括以彼此可滑动的方式嵌...

【专利技术属性】
技术研发人员：雅各布·迪勒比，
申请(专利权)人：邦及欧路夫森有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK