用于产生低音频率的声音的偶极扬声器制造技术

偶极扬声器，用于产生低音频率的声音。偶极扬声器包括：具有第一辐射表面和第二辐射表面的振膜，其中第一辐射表面和第二辐射表面位于振膜的相对面上，并且其中第一和第二辐射表面均具有至少100cm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于产生低音频率的声音的偶极扬声器相关申请的交叉引用本申请要求2017年12月18日提交的GB1721127.7和2018年4月4日提交的GB1805525.1的优先权，其内容和组成出于所有目的通过引用并入本文。
本专利技术涉及用于产生低音频率的声音的偶极扬声器。
技术介绍
在可听频谱中的频率中，较低的频率是在较远距离内最能很好承载的频率，并且是很难在房间内保持的频率。例如，来自邻近大声音乐的干扰大部分具有低频谱。“低频”频率也可以称为“低音”频率，这些术语在本申请中可以互换使用。现今，许多汽车都配备了主音频系统，该系统通常包括一个具有内部或外部音频放大器的中央用户界面操作台，以及一个或多个放置在车门中的扬声器。这种类型的音频系统用于确保所有乘客具有相同内容的足够响度(例如广播或CD播放)。一些汽车包括个人娱乐系统(音乐、游戏以及电视)，这些系统通常配备有耳机，以确保单个乘客接收个人的声音，而不会干扰参与不同视听内容的其他乘客，或受到参与不同视听内容的其他乘客的干扰。一些汽车的扬声器位置非常靠近单个乘客，因此该单个乘客的耳朵可获得足够高的声压级(“SPL”)的声音，而其他位置的乘客却具有较低的声压级。本专利技术人已经观察到，个人声音软罩(cocoon)的概念是理解将扬声器放置在靠近用户的方法的有用方式，其中个人声音软罩是用户能够体验具有SPL声音的区域。SPL被认为对于他们的享受度来说是高度可接受，而在个人声音软罩之外的声音被认为具有低于其在个人声音软罩中的SPL。r>本专利技术人还观察到，创建个人声音软罩以使用户能够享受而几乎没有声音泄漏到他/她的周围环境中是一个巨大的挑战，如果克服这一挑战，将会给用户在整体上体验我们所有类型的设置/环境(例如(但不限于)汽车，家庭，游戏以及航空设置)的个人多媒体内容的方式带来巨大的改变。本专利技术人还观察到，创建有效的个人声音软罩可能涉及声音降低或抵消软罩外的声音。当今大多数汽车中使用的主要音频系统(门上装有一个或多个扬声器)无法为每个乘客提供有效的个人声音。尽管耳机的使用可确保良好的音质和非常有效的个人声音软罩(很小的声音泄漏)，但耳机的使用仍存在安全性、人体工程学以及舒适性问题。类似的考虑也适用于其他环境中的独立应用程序，例如家庭、工作室、公共场所等需要个人娱乐而不打扰邻居的环境。使用高指向性扬声器，其位置靠近单个乘客/用户，为中高频提供了有效的解决方案。但是，在大多数情况下，使扬声器指向低音频率是不切实际的，因为要为低音频率提供高指向性的扬声器，辐射表面的尺寸必须与波长同阶，并且对于低音频率内容的波长通常非常长(例如，对于f＝100Hz，λ＝3.4m)。在许多情况下，例如在汽车中，具有如此规模的辐射表面以产生低音频率内容的扬声器是不切实际的。但是，低音频率内容是音频频谱中非常重要的部分，在大多数音乐中，此频谱占总声功率的一半或更多。如众所周知的等响曲线(equal-loudnesscontours)[1]所示，例如，作为标准化的ISO226：2003，我们的耳朵对150Hz以下的低音频率不敏感。因此，为了平衡频谱响度，通常需要增强低音频率的声音。而且，道路噪声或环境噪声将在频谱的这一部分具有更大的掩蔽效果。然而，本专利技术人已经发现，使用传统的单极扬声器(通常是锥形单极扬声器)以为低音频率的个人用户创建个人声音软罩的目的通常不会产生令人满意的结果，因为，为了创建个人声音软罩，在低音频率需要相对较高SPL，以克服我们耳朵在频谱这一区域中有限的灵敏度，但是传统的单极扬声器在低音频率上将具有球形辐射图(所有方向均为相同声压)，在自由场条件下，距扬声器的每两倍距离，其声压仅下降6dB。此外，汽车环境的行为不作为自由场，这使得单极扬声器在低音频率软罩中的使用更加麻烦：一个小空间会表现出压力室效应，从而提高由单极扬声器提供的低音频率能量(对于典型的汽车室中，整体压力在低于70Hz的情况下会增加12dB/倍频程(octave))。本专利技术人了解一些专利文件，这些专利文件描述了使用各种扬声器布置以用于提供在车辆中产生个人声音的目的：EP0988771A1EP1460879A1US8130987B2US7688992B2US9327628B2US9440566B2US9428090B2本专利技术人还了解到用于在其他情况下产生个人声音的其他扬声器布置：WO2014143927A2US7692363B2偶极扬声器及其方向特性在使用偶极扬声器的文献和上述引用的一些专利文件中均已有很好的描述，主要是为了利用偶极扬声器的方向特性在中高频区域产生空间效果，或者使用偶极扬声器进行远距离低频再现，例如正常的立体声设置，例如请参见[2]以获得有用的背景信息。鉴于以上考虑而设计了本专利技术。
技术实现思路
本专利技术人已经观察到偶极扬声器可以在低音频率下提供极其有效的个人声音软罩，从而有效地提供个人超低音扬声器(subwoofer)。在第一方面，本专利技术可以提供：一种用于产生低音频率的声音的偶极扬声器，该偶极扬声器包括：振膜，具有第一辐射表面和第二辐射表面，其中第一辐射表面和第二辐射表面位于振膜的相对面上，并且第一辐射表面和第二辐射表面均具有至少为100cm2的表面积；驱动单元，所述驱动单元被配置为使振膜以低音频率移动，使得所述第一辐射表面和第二辐射表面产生低音频率的声音，其中，所述第一辐射表面产生的声音与第二辐射表面产生的声音为异相；框架，其中振膜通过一个或多个悬架元件从所述框架悬挂，其中所述框架被配置为以允许由第一辐射表面产生的声音从所述偶极扬声器的第一侧传播出去并且允许由第二辐射表面产生的声音从所述偶极扬声器的第二侧传播出去；以这种方式，第一辐射表面产生的声音能够与第二辐射表面产生的声音发生干扰。本专利技术人已经观察到，这种干扰导致有益的效果，该效果可能有助于在低音频率下产生个人声音软罩。尤其地，本专利技术人已经观察到，对于适当尺寸的振膜，从40cm或更小(更优选地30cm或更小，更优选地25cm或更小，更优选地20cm或更小，更优选地15cm或更小)的收听位置观察到。从这样的扬声器的第一辐射表面(例如，沿着第一辐射表面的主辐射轴测量)，用户可以体验到高位置的低音，在某种意义上讲，用户将体验到的声压级(SPL)随着与扬声器距离的增加而迅速减小。因此，根据本专利技术的第一方面的扬声器尤其适合于帮助在低音频率处创建个人声音软罩。该扬声器可以用于(例如被配置为用于)用户的耳朵位于第一辐射表面的收听位置(优选地，用户的每只耳朵位于相应的收听位置)其在前方并且距第一辐射表面40cm或更小(更优选30cm或更小，更优选25cm或更小，更优选20cm或更小，更优选15cm或更小)。在本公开中，术语“用户”和“收听者”可以互换使用。这里要注意的是，尽管相对于第一辐射表面的前面已经定义了(/每个)收听位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于产生低音频率的声音的偶极扬声器，其特征在于，所述偶极扬声器包括：/n振膜，所述振膜具有第一辐射表面和第二辐射表面，其中第一辐射表面和第二辐射表面位于所述振膜的相对面上，并且其中所述第一辐射表面和第二辐射表面中的每一个的表面积均至少为100cm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171218 GB 1721127.7;20180404 GB 1805525.11.一种用于产生低音频率的声音的偶极扬声器，其特征在于，所述偶极扬声器包括：
振膜，所述振膜具有第一辐射表面和第二辐射表面，其中第一辐射表面和第二辐射表面位于所述振膜的相对面上，并且其中所述第一辐射表面和第二辐射表面中的每一个的表面积均至少为100cm2；
驱动单元，所述驱动单元被配置为使振膜以低音频率移动，使得所述第一辐射表面和第二辐射表面产生低音频率的声音，其中，所述第一辐射表面产生的声音与第二辐射表面产生的声音为异相；
框架，其中振膜通过一个或多个悬架元件从所述框架悬挂，其中所述框架被配置为以允许由第一辐射表面产生的声音从所述偶极扬声器的第一侧传播出去并且允许由第二辐射表面产生的声音从所述偶极扬声器的第二侧传播出去；
其中，所述扬声器用于使用户的耳朵位于所述第一辐射表面的前面且距所述第一辐射表面40cm或更小的收听位置。


2.如权利要求1所述的偶极扬声器，其特征在于，所述偶极扬声器可以被配置为使得由所述扬声器产生的声音的SPL沿从所述第一辐射表面的主辐射轴到所述第一辐射表面的80cm处以60Hz的低音频率测量；所述SPL在自由场条件下比沿第一辐射表面的主辐射轴距第一辐射表面10cm处测量的相同声音的SPL低至少20dB。


3.如前述权利要求任一项所述的偶极扬声器，其特征在于，所述偶极扬声器具有25cm或更小的路径长度D，其中，所述路径长度D由下述等式定义:

其中c为声速(343m/s)，以及其中fequal为频率，在该频率，在自由场条件下偶极子的声压等于等效单极子的声压其是在所述第一辐射表面的主辐射轴上的位置处测得的。


4.如前述权利要求中任一项所述的偶极扬声器，其特征在于，所述偶极扬声器为超低音扬声器，并且所述驱动单元被配置为以不超过250Hz的频率移动所述振膜。


5.如前述权利要求中任一项所述的偶极扬声器，其特征在于，所述第一辐射表面和所述第二辐射表面各自具有至少250cm2的表面积。


6.如前述权利要求中任一项所述的偶极扬声器，其特征在于，悬挂所述振膜的框架为第一框架，其中，所述振膜通过一个或多个第一悬架元件从所述第一框架悬挂，并且其中，所述第一框架通过一个或多个第二悬架元件从第二框架悬挂。


7.如权利要求6所述的偶极扬声器，其特征在于，所述第一框架可以包括一个或多个刚性支撑元件，所述刚性支撑元件被配置为将所述驱动单元的磁体单元保持在所述振膜的所述第二辐射表面的前...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·科琳，
申请(专利权)人：PSS比利时股份有限公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE