被动振膜系统和采用该被动振膜系统的音箱技术方案

本实用新型专利技术提供了一种被动振膜系统和采用该被动振膜系统的音箱，被动振膜系统包括被动振膜和与所述振动振膜连接的线圈，所述被动振膜系统还包括可调外接电路，所述外接电路连接在所述线圈与地之间。借助于该外接电路可实现对被动振膜的声学振动参数进行调节。本实用新型专利技术还提供了一种包括上述被动振膜系统的音箱，该音箱在低频区内的发生效果得到了明显的提升。

Passive diaphragm system and speakers using the passive diaphragm system

【技术实现步骤摘要】
被动振膜系统和采用该被动振膜系统的音箱
本技术涉及音箱领域，尤其涉及采用被动振膜系统的音箱的领域。
技术介绍
目前流行使用的音箱系统主要分为以下三类：普通闭箱式扬声系统、倒相式扬声系统和被动振膜扬声系统。普通闭箱式扬声系统虽然体积较小，但是低频发声效率极低。倒相式扬声系统在普通闭箱式扬声系统的基础上做出了改进，其可有效提高扬声系统的低频发声性能，但是由于倒相管的引入，使得整个系统的体积较大。被动振膜扬声系统在箱体内密闭空气的推动作用下振动发声，有效提高了扬声器系统的低频发声效率并且体积也较小。但是，传统被动振膜的等效刚性、声质量以及声阻尼等声学振动参数主要依赖于材料选型和结构设计，即在选定材料和加工安装后该被动振膜的声学振动参数即确定，无法调节。由于加工与安装的误差以及实际工作环境的影响，很难实现被动振膜的实际声学振动参数与设计的声学振动参数相符。因此，需要一种能够在被动振膜加工安装后仍然能够对其声学参数进行调整的被动振膜系统。
技术实现思路
为了克服上述缺点，本技术提供了一种被动振膜系统，通过为该被动振膜另外提供可调外接电路实现了对被动振膜的声学振动参数进行调节，由此拓宽了该被动振膜的振动频率带。本技术还提供了一种配置有上述被动振膜系统的音箱，由此提高了音箱在低频的发声效果。本技术提供了一种被动振膜系统，其包括被动振膜和与所述振动振膜连接的线圈，所述线圈位于磁场中，所述被动振膜系统还包括可调的外接电路，所述线圈以串联方式经由所述外接电路接地。优选地，所述外接电路为有源电路。<br>优选地，所述外接电路包括外接电阻、外接电感和外接电容。优选地，所述外接电阻、外接电感和外接电容串联。本技术还提供了一种音箱，其包括上述被动振膜系统、主动扬声器和用于容置所述被动振膜系统和所述主动扬声器的密封箱体。优选地，在所述被动振膜与所述密封箱体之间设置保持架，所述保持架与所述被动振膜连接以对其进行支承。附图说明现参考附图详细说明本技术所公开的示意性方案。尽管提供附图是为了呈现本技术的实施方式，但附图不必按具体实施方案的尺寸绘制，并且某些特征可被放大、移除或局剖以更好地示出和解释本技术的公开内容。图1是根据本技术的音箱的正面剖视图；图2是根据本技术的音箱的右侧剖视图；图3是根据本技术的音箱的原理示意图；图4是根据本技术的音箱与传统音箱的效果对比图。参考标号列表1.箱体；2.主动扬声器；3.被动振膜系统；4.外接电路；5.被动振膜；6.保持架；7.磁铁；8.线圈；9.线圈电感；10.线圈电阻；11.线圈电容；12.外接电感；13.外接电阻；14.外接电容。具体实施方式图1和图2分别示出了根据本技术的音箱的正面剖视图和右侧剖视图。可见，本技术提供的音箱主要包括呈喇叭状或盆状且固定在箱体1的侧壁上的主动扬声器2和被动振膜系统3，还包括用于容置该主动扬声器2和该被动振膜系统3的箱体1，其中该主动扬声器2和该被动振膜系统3均朝向箱体1的内部下凹，该主动扬声器2和该被动振膜系统3以及箱体1围成了一个密封的空间。图3示出了被动振膜系统3和外接电路4的原理示意图。从图中可见，该被动振膜系统3包括被动振膜5和与该被动振膜5连接的线圈8，其中该线圈8包括等效的串联的线圈电感9、线圈电阻10和线圈电容11，另外该线圈8处于由磁铁7产生的磁场中，例如可将磁铁7布置在线圈8的上侧和下侧。线圈8对被动振膜5产生影响的原理如下，运行时，主动扬声器2的振膜首先进行振动，推动主动扬声器2振膜两边(箱体1内部和箱体1外部)的空气振动，振膜在箱体1外部的振动直接传入人耳，振膜在箱体1内部的振动将推动箱体1内部的空气振动。由于箱体1内部空间密封，所以箱体1内部的空气振动将会推动被动振膜5振动，被动振膜5将推动箱外的空气振动，由此形成人耳接收到的低音频率。当被动振膜5振动时，带动连接在被动振膜5上的线圈8运动，处于磁场中的线圈8将进行切割磁感线运动，由此在线圈8中生成电流。通电的线圈8在磁场的作用下受到安培力的作用，该安培力将阻碍线圈8的运动，由此线圈8进一步阻碍了被动振膜5的振动。此处将线圈8阻碍被动振膜5运动的力称为电磁力，该电磁力等效为赋予被动振膜5的附加等效质量、刚度、阻尼，即改变了与线圈8连接的被动振膜5的共振频率范围。为了使被动振膜5产生期望的等效质量、刚度和阻尼，即使被动振膜5具有期望的共振频率范围，可通过改变流经线圈8的电流的大小来改变电磁力的大小。由此，本技术在线圈8与地之间附接一个例如在图2中示出的外接电路4。该外接电路4被设计为采用有源电路，其包括外接电感12、外接电阻和外接电容，其中外接电感12、外接电阻13和外接电容14串联连接，且三者与线圈电感9、线圈电阻10和线圈电容11串联连接。通过调节外接电感12、外接电阻13和外接电容14的参数，可改变流经线圈8的电流大小，由此改变线圈8对被动振膜5施加的电磁力，以实现被动振膜5的质量抗和箱体1空气的刚度抗相互抵消，达到抗为零的状态(零声阻抗对应的频率就是共振频率)，通过此方式调节并拓宽了被动振膜5的共振频率范围。此被动振膜的声阻抗可以表示为其中i为虚数单位，ω为角频率，m0，δ0，k0分别为被动振膜的机械动质量，阻尼及刚度；Bl为力系数，Sd为被动振膜的有效振动面积；Re，Le和Ce为线圈的等效电阻，电感及电容(一般来说Ce＝+∞，即线圈等效电容近忽可以忽略)；R,L和C为外接分流电路的电阻，电感及电容,参考图3。在制备该音箱时，首先需对与线圈8连接的被动振膜5的上述相关参数进行测定；接下来，根据测得的参数计算出需要附加的外接电路4的参数，即外接电感12、外接电阻13和外接电容14的大小，准备该外接电路4；下一步，将该外接电路4连接至线圈8与地之间；最后将该主动扬声器2和被动振膜系统3安装在箱体1上，调试使用。另外，上述外接电感12、外接电阻13和外接电容14还可设计为可调节或者可替换的电感、电阻和电容。另外，在所述被动振膜5与所述密封箱体1之间设置保持架6，所述保持架6与所述被动振膜5连接以对其进行支承。参见图4，其示出了根据本技术的音箱与传统音箱的效果对比图。该对比图以平坦响应之下6dB为标准(音箱低频介质频率常用标准)进行测试。在两个音箱的体积相同的条件下，可见本技术所提供的音箱的截止频率约为140Hz，传统音箱的截止频率约为200Hz，频率范围变化明显。虽然已经参照示例实施例对本技术进行描述，但是本领域技术人员应理解的是在不偏离本技术的范围的条件下，可进行各种改变并且可对其部件进行等同替换，另外为了使特定情况或部件适用于本技术的教导可进行多项修改。由此，本技术旨在并不限于作为想要实施本技术所公开的特定实施例，而是将包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种被动振膜系统，其特征是，包括被动振膜(5)和与所述被动振膜连接的线圈(8)，所述线圈(8)位于磁场中，所述被动振膜系统(3)还包括可调的外接电路(4)，所述线圈(8)以串联方式经由所述外接电路(4)接地。/n

【技术特征摘要】
1.一种被动振膜系统，其特征是，包括被动振膜(5)和与所述被动振膜连接的线圈(8)，所述线圈(8)位于磁场中，所述被动振膜系统(3)还包括可调的外接电路(4)，所述线圈(8)以串联方式经由所述外接电路(4)接地。


2.根据权利要求1所述的被动振膜系统，其特征是，所述外接电路(4)为有源电路。


3.根据权利要求2所述的被动振膜系统，其特征是，所述外接电路(4)包括外接电阻(13)、外接电感(12)和外接电容(14)。


4....

【专利技术属性】
技术研发人员：马家威，张宇敏，黄立锡，周超英，
申请(专利权)人：香港大学浙江科学技术研究院，
类型：新型
国别省市：浙江;33