扬声器电路制造技术

扬声器电路。一种电路适于驱动具有主音圈和与主音圈并联连接的第二音圈的双音圈扬声器，第二音圈与阻抗Z

【技术实现步骤摘要】
扬声器电路


[0001]本专利技术涉及扬声器的领域，并且特别地涉及用于扬声器的电路以及涉及合并这种电路的扬声器。

技术介绍

[0002]存在许多常规类型的声学扬声器，其采用动音圈（moving voice coil）作为电磁振动器以从后部（rear）驱动振动膜（diaphragm）并从振动膜的前表面辐射声波；本专利技术主要涉及“双音圈”扬声器驱动器，就是说具有带有相同驱动系统的两个叠加的音圈的扬声器。这种双音圈扬声器驱动器是US3838216的主题，其中，常规音圈由第二音圈增补（supplement），并且在图1(a)中示意性地示出并且其等效电路在图1(b)中示出。第二音圈与常规音圈并联连接，并且与是包括串联的电感器L和电容器C的LC谐振电路的、阻抗Z
mf
的网络串联。
[0003]如果被适当地调谐，LC电路消除在扬声器的基本谐振处的反电动势（back electromotvie force）的影响，允许针对相同带宽的更大的输出声压水平(SPL)；或者等效地，对于相同的SPL的更多的低音扩展。图2示出了在相同的封闭箱系统中使用的常规驱动器和双音圈驱动器之间的SPL的比较，示出了在该示例中双音圈系统比常规系统声音大（louder）2dB。
[0004]图3示出了从阻抗的观点来看的相同比较，LC电路使扬声器的基本谐振周围的大峰值消失并且所得阻抗等效于纯电阻，该纯电阻的值不低于扬声器的推荐最小阻抗，通常为3.2 ohm。重要的是具有低阻抗目标，并且驱动器电阻被最小化以便使电压灵敏度(在没有声学失真的情况下，扬声器可以多大声)能够被最大化。
[0005]US3838216忽略了音圈电感的影响，并且将两个音圈视为纯电阻。然而，在实际的实现中，音圈的电感的影响引起通带中的电负载阻抗的大幅下降（dip），有时导致放大器过载和故障。图4示出了该特定双音圈系统的最小阻抗在140 Hz处是2.5 ohm，这远低于扬声器的推荐最小阻抗，通常是3.2 ohm。解决这一点的一种方法是通过添加与主音圈并联并且与次级音圈、谐振电路和电感补偿滤波器并联所谓的“Zobel网络”Z
z
——通常是与电阻器串联的电容器来通过消除阻抗的电感上升，如图5中所示。图6是具有和不具有Zobel网络的扬声器阻抗的绘图，并且示出了尽管Zobel网络消除了高频处的电感，但是该特定双音圈系统的最小阻抗下降到140 Hz处的2.2 ohm，这甚至比没有使用Zobel网络的情况更低。需要避免与双音圈驱动器系统中的音圈的电感相关联的阻抗下降，而保持与US3838216中预测的相同或更好的输出性能。

技术实现思路

[0006]本专利技术以如下认识为依据，相对简单的电感补偿滤波器可以与双音圈扬声器驱动器一起使用并且与常规系统相比显著地改进了其整体性能。
[0007]因此，本专利技术提供了适于驱动双音圈扬声器的电路，该双音圈扬声器具有主音圈
和与该主音圈并联连接的第二音圈（second voice coil），第二音圈与阻抗Z
mf
的谐振电路串联，还包括与谐振电路(可以是LC或RLC电路)并联的阻抗Z
if
的电感补偿滤波器。添加电感补偿滤波器不但抵消了电感的影响(在高频率处的单调上升)，而且并且更重要的是消除了如图6中所示的阻抗的下降；该效果在图8中示出并在下面进一步描述。
[0008]优选地，电感补偿滤波器的阻抗由以下给出其中，R
e1
是主音圈的电阻，j是虚数算子（imaginary operator)，ω是圆频率（circular frequency）并且L
e1
(ω)是主音圈的复数频率相关电感，并且其中，并且Z
eb
(ω)是频率相关阻塞阻抗（blocked impedance）并且Z
eb
(0)是DC阻塞阻抗。
[0009]谐振电路的阻抗适当地由以下给出：其中，Z
m
是扬声器看到（seen）的机械负载，R
e1
是主音圈的电阻并且B
ℓ1是主音圈的力因子（force factor）。
[0010]电感补偿滤波器可以包括电容器C1，或与电阻器R1串联的电容器C1。最简单的电路只使用电容器，但是有时与电容器串联的电阻器被用于进行微调。
[0011]在一些情况下，双音圈驱动器中的电感是频率相关的，并且在这种情况下可以使用半电感模型（semi
‑
inductance model）。半电感模型可以由电感补偿滤波器实现，该电感补偿滤波器包括与电阻器R1串联的电容器C1，以及串联的（in series）与电阻器R2并联的另外的电容器C2。另外，电感补偿滤波器还可以包括串联的与另外的电阻R3并联的另外的电容器C3。
[0012]该电路还可以包括串联地位于并行连接的谐振电路和电感补偿滤波器之间的分压器R4
‑
R5以及第二音圈。双音圈布置给出了用常规单音圈驱动器不可实现的机会：在不改变输入阻抗的情况下控制Q因子。这允许控制低频处的压力响应，例如将扬声器定位在房间中为用户给出更多灵活性。
[0013]该电路可以另外包括与用于主和第二音圈的并行驱动器、补偿电路和分压器并联的Zobel网络。这用于补偿电感的任何残余影响（residual effect）。
[0014]主和第二音圈可以是同轴的并且共享相同的磁隙（magnetic gap），如US3838216中。替代地，主和第二音圈可以是同轴的并且在分离的磁隙中操作(其中第二驱动器在主驱动器后面并向后操作，从而使用相同的电机系统)。替代地，主和次级音圈可以是分离的，以等压（isobaric）布置。
附图说明
[0015]现在将通过示例并参考附图来描述本专利技术，其中；图1(a)是US3838216中的双音圈驱动布置的示意图，并且图1(b)是等效电路；图2是示出了使用常规的单音圈和双音圈系统的封闭箱（closed box）扬声器的示
例的声压/频率图；图3是比较使用常规的单音圈和双音圈系统的封闭箱扬声器的阻抗/频率图；图4是给出了当电感不被忽略时扬声器阻抗的比较的图；图5示出了包括Zobel网络Z
z
的双音圈布置的等效电路；图6是具有和不具有Zobel网络的扬声器阻抗的绘图；图7是根据本专利技术的消除主和次级音圈的电感的影响的电路；图8是常规单音圈系统的扬声器阻抗与图7的扬声器布置的阻抗的比较；图9是包括Zobel网络的图7的电路；图10是在自由空气中、在挡板（baffle）或封闭箱中使用双音圈扬声器驱动器所需的无源电路Z
mf
；图11是在开口箱（vented box）中的双音圈扬声器驱动器所需的无源电路Zmf；图12是简单的电感消除无源电路的示例；图13和14分别是半电感LR2和LR3所需的无源电路Z
if
的示例；图15示出了合并分压器R4
‑
R5的图7的电路；图16示出了当使用Zobe本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电路，适于驱动具有主音圈和与主音圈并联连接的第二音圈的双音圈扬声器，第二音圈与阻抗Z
mf
的谐振电路串联，还包括与谐振电路并联的阻抗Z
if
的电感补偿滤波器。2.根据权利要求1所述的电路，其中，电感补偿滤波器的阻抗由以下给出：其中，R
e1
是主音圈的电阻，j是虚数算子，ω是圆频率并且L
e1
(ω)是主音圈的频率相关电感，并且其中，Z
eb
(ω)是频率相关阻塞阻抗并且Z
eb
(0)是DC阻塞阻抗。3.根据权利要求1或权利要求2所述的电路，其中，谐振电路的阻抗由以下给出：其中，Z
mf
是扬声器看到的机械负载，R
e1
是主音圈的电阻并且B
ℓ1是主音圈的力因子。4.根据权利要求1、2或3所述的电路，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：GP声学国际有限公司，
类型：发明
国别省市：