專利名稱:改進(jìn)的揚(yáng)聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本申請要求2009年11月9日提交的美國專利申請第12/614,651的優(yōu)先權(quán),該申 請的內(nèi)容以參見的方式納入本文。
背景技術(shù):
典型的揚(yáng)聲器是附連于具有一定深度、直徑和形狀的振膜的電氣音圈。電動力描 述這樣一種轉(zhuǎn)換器,該轉(zhuǎn)換器響應(yīng)于交流電源而前后運(yùn)動,從而激勵鄰近的空氣分子。其中 一些這些類型的揚(yáng)聲器可以被認(rèn)為是日用品且并不昂貴。它們通常安裝在隔板上,隔板作 為現(xiàn)有產(chǎn)品或結(jié)構(gòu)的一部分;使用一定形式的用于實(shí)際容納的外殼或在一些情形中使用特 定外殼,以增強(qiáng)低音性能。這些類型的揚(yáng)聲器具有的一個問題是驅(qū)動器根據(jù)其尺寸,可能具有僅僅在狹窄 范圍的頻率中的有利的聲阻抗。較小的驅(qū)動器通常對于較低的頻率具有不利的聲阻抗,反 之較大的驅(qū)動器通常對于較高的頻率具有不利的聲阻抗。外殼還利于狹窄范圍的頻率,而 對于其它頻率來說其會強(qiáng)烈反應(yīng),從而產(chǎn)生許多無關(guān)的內(nèi)部駐波,這些駐波利用不對稱的 振動模式來調(diào)制振膜。這些隨機(jī)內(nèi)部調(diào)制干擾驅(qū)動器的自然分散模式,并且產(chǎn)生對于放大 源的電氣反饋(電抗)。在電流之間形成強(qiáng)力功率以及大尺寸配線,從而使放大器的問題以 及對于音質(zhì)的影響最小。另一個問題在于在驅(qū)動器振膜的任何一側(cè)上通常具有聲阻抗差。由于外殼產(chǎn)生 駐波,這會在多數(shù)頻率范圍中,恒定地修正驅(qū)動器的聲阻抗,因而振膜必須在兩個不同的聲 環(huán)境中同時工作。由于頻率隨房間尺寸降低,因而來自房間的反射波更進(jìn)一步修正驅(qū)動器 的聲阻抗。較小的外殼會更差,這是由于在內(nèi)部反射更高的頻率,并且缺乏低頻能力。由于驅(qū)動器的操作外殼,因而兩個相同的驅(qū)動器發(fā)出的聲音是不同的。對中頻揚(yáng) 聲器的一個解決方案是生產(chǎn)具有在振膜后的固體盆架的單元。這可防止隨機(jī)駐波干擾其它 驅(qū)動器,但在由中頻驅(qū)動器所產(chǎn)生的頻率范圍中,會產(chǎn)生嚴(yán)重的背壓。這使驅(qū)動器在其整個 操作范圍中,具有顯著的聲阻抗差,因此阻礙其產(chǎn)生自然的聲音。揚(yáng)聲器的驅(qū)動器尺寸有利于一定范圍的頻率,因此如果希望實(shí)現(xiàn)寬軸聽音,則很 難使單個尺寸能用于所有的頻率。設(shè)計目的是以最低成本生產(chǎn)所需最小尺寸的揚(yáng)聲器,同 時保持合適的響度級,且同時保持全頻率范圍的聲音表現(xiàn)、低失真以及寬域恒定分散。一種 解決方案是為同一聲音目的,而使用多個驅(qū)動器進(jìn)行操作。這反映在現(xiàn)有的揚(yáng)聲器設(shè)計 中,試圖生產(chǎn)主觀上能被接受的揚(yáng)聲器。當(dāng)使用單個驅(qū)動器時,通常將驅(qū)動器設(shè)計成有利于中頻范圍(聲響),同時試圖在 低頻和高頻范圍保持聲音輸出。對于揚(yáng)聲器來說,通常增添較小或較大的驅(qū)動器,以延伸低 音和高音。對于耳機(jī)或頭戴耳機(jī)來說,通過相對于耳膜的緊密(密封)定位,而通常使低音 頻率增強(qiáng),同時通過設(shè)計來獲得較高的頻率。人類的耳朵趨于對于中頻更敏感,然而人類的耳腦組合傾向于聽到頻譜中的所有 頻率,而沒有相差或頻率偏差來干擾事件的能量流動,否則這看來似乎是仿真的。聲音再現(xiàn)通常不外乎兩個目的,也就是通信和娛樂。上述目的需要不受阻礙的聲音平衡以及分散,從 而平衡在聽音環(huán)境中的能量。持續(xù)的努力,從而以可預(yù)測的效果來使聲音再現(xiàn)更完美,這在很大程度上取決于 解決外殼的兩難問題的解決方案。工程師將驅(qū)動器的外殼認(rèn)為是設(shè)計挑戰(zhàn)。在待審查的申 請中解釋的裝置使用可改進(jìn)音質(zhì)。
發(fā)明內(nèi)容
本申請的裝置改進(jìn)聲頻的再現(xiàn)。具體地說,所提出的發(fā)明涉及揚(yáng)聲器,且尤其涉及 如下方法對于極低頻、低頻、中頻以及高頻的再現(xiàn)質(zhì)量進(jìn)行改進(jìn)、減小相關(guān)外殼尺寸、降低 成本并且降低為獲得恒定效果而對于特定物理位置的聲音依賴性。在一個一般方面,聲音增強(qiáng)模塊包括一組壁,這組壁限定封閉腔室,其中一個壁中 的孔為聲波提供通道,以使聲波能在封閉腔室和外側(cè)空間之間行進(jìn),且交替密度傳輸介質(zhì) 定位在該封閉腔室中。實(shí)施例可包括一個或多個以下特征。例如,盤可定位在孔附近。盤可由金屬制成, 且可具有圓形開口,該圓形開口定位成與孔共軸。架可圍繞該孔,且盤可在該架中定位成, 盤的外表面與其中一個模塊壁的外表面平齊。這些模塊壁可包括一組六個壁,這些壁構(gòu)造成矩形盒。這些壁可由復(fù)合木質(zhì)材料 制成。作為另一個特征,封閉腔室可具有圓柱形的形狀。在該腔室中的交替密度傳輸介 質(zhì)可以是開孔泡沫。在又一一般方面,聲音增強(qiáng)模塊包括壁,這些壁限定封閉腔室,其中一個壁中的孔 為聲波提供通道,以使聲波能在封閉腔室和外側(cè)空間之間行進(jìn),架圍繞該孔,且盤可在該架 上定位成,盤的圓形開口相對于該孔共軸定位,且交替密度傳輸介質(zhì)定位在該封閉腔室中。實(shí)施例可包括一個或多個上述或以下特征。例如,模塊可具有前壁和后壁。前壁 包括架、孔以及封閉腔室,而后壁是附連于前壁的矩形面板。在另一實(shí)施例中,封閉腔室、架 和孔是在前壁中的第一孔、第二孔和第三孔。在又一一般方面,一種通過具有帶有上述特征的聲音增強(qiáng)模塊的揚(yáng)聲器系統(tǒng)來改 進(jìn)音質(zhì)的方法包括將揚(yáng)聲器系統(tǒng)改裝成具有聲音增強(qiáng)模塊。實(shí)施例可包括一個或多個以下特征。例如,改造可包括移除揚(yáng)聲器外殼的一個 壁,將聲音增強(qiáng)模塊裝配于揚(yáng)聲器外殼的內(nèi)側(cè),并且重新附連揚(yáng)聲器外殼的那個移除壁???的中心可沿?fù)P聲器外殼中的揚(yáng)聲器的中心軸線定位。作為另一示例,聲音增強(qiáng)模塊可定位 在揚(yáng)聲器之后,該揚(yáng)聲器附連于揚(yáng)聲器外殼的前壁。作為又一特征,聲音增強(qiáng)模塊可裝配于 揚(yáng)聲器外殼的后壁。在另一一般方面,具有嵌入式聲音增強(qiáng)模塊的揚(yáng)聲器包括磁體、磁極片、套筒、導(dǎo) 線圈、防塵罩或振膜、揚(yáng)聲器盆以及封閉腔室,其中,磁極片定位在磁體內(nèi),套筒圍繞磁極 片,導(dǎo)線圈卷繞在磁體和磁極片之間的套筒,防塵罩或振膜附連于套筒的周緣,揚(yáng)聲器盆圍 繞防塵罩,封閉腔室具有孔和交替密度傳輸介質(zhì)(ADTM),孔用來進(jìn)入該腔室的內(nèi)部容積,而 交替密度傳輸介質(zhì)定位在內(nèi)部容積的一部分內(nèi)。實(shí)施例可包括一個或多個以下特征。例如,腔室可定位在磁極片的接近防塵罩的第一端,或者磁極片的遠(yuǎn)離防塵罩的第二端。當(dāng)腔室不與防塵罩相鄰時,空氣通道將腔室的內(nèi)部容積連接于防塵罩之后的容 積。空氣通道可以是通過磁極片的通道。腔室可構(gòu)造成在磁體或磁極片內(nèi)側(cè)的空腔??卓梢允谴朋w表面中的開口或磁極片 表面中的開口。腔室可包括第一內(nèi)表面,且交替密度傳輸介質(zhì)可安裝于該第一內(nèi)表面。第一內(nèi)表 面的表面積(X)可以是X = V A1,其中A1包括揚(yáng)聲器的盆面積。在另一實(shí)施例中,內(nèi)表面 的表面積(X)包括從X = VO. Ikl到X = V 1. 2k,的范圍??椎某叽?Φ。)可以是Γι/ π,其中ri包括揚(yáng)聲器盆的半徑(Γι)。腔室可包括第一內(nèi)表面和第二內(nèi)表面,且交替密度傳輸介質(zhì)可安裝于該第一內(nèi)表 面。第一內(nèi)表面和第二內(nèi)表面之間的距離包括交替密度傳輸介質(zhì)的厚度(t)以及氣隙的長 度(T)。交替密度傳輸介質(zhì)的厚度可以是t = V A,其中Γι包括揚(yáng)聲器盆的半徑,且氣隙的 長度可以是T = v O1,其中^包括揚(yáng)聲器盆的直徑。交替密度傳輸介質(zhì)可以是可壓縮泡沫材料或閉孔泡沫。在某些實(shí)施例中,腔室沿磁極片、磁體、揚(yáng)聲器盆或防塵罩的徑向軸線定心。
圖IA和IB是本發(fā)明的其中一個實(shí)施例的揚(yáng)聲器外殼的側(cè)剖視圖和前剖視圖。圖2是傳統(tǒng)的揚(yáng)聲器外殼的剖視圖。圖3是本發(fā)明的其中一個實(shí)施例的揚(yáng)聲器外殼的剖視圖。圖4Α和4Β是具有撓性端口的揚(yáng)聲器外殼的前剖視圖和側(cè)剖視圖。圖5是本發(fā)明的其中一個實(shí)施例的直接耦合(DC)嵌入式聲傳輸線(EATL)。圖6是與標(biāo)準(zhǔn)無阻低音撓性外殼物理組合的DC EATL的剖視圖。圖7是具有平面揚(yáng)聲器的EATL技術(shù)的附圖強(qiáng)調(diào)特征。圖8A示出IDCEATL系統(tǒng)所分割的多級頻率。圖8B示出在單個范圍中增加SPL的一組DRE或IRE EATL0圖9示出對具有喇叭聯(lián)接裝置的EATL技術(shù)的使用。圖10是圖1所示揚(yáng)聲器系統(tǒng)的側(cè)剖視圖,其中,由與驅(qū)動器一起安裝在緩沖板上 的無源輻射器來替代端口。圖11示出圖1所示系統(tǒng)的帶通模式操作,示出聯(lián)接于驅(qū)動器前部的聲低通濾波器使用端口,以輻射聲音。圖12A和12B是聲增強(qiáng)模塊的側(cè)剖視圖和前視圖。圖13示出在線圈振膜腔室中的聲增強(qiáng)模塊。圖14示出定位在磁極片之后的ETL模塊1402。圖15示出附連于磁極片的ETL模塊。圖16和17示出具有兩個ETL模塊的揚(yáng)聲器。圖18示出具有ETL模塊的擴(kuò)音器。
具體實(shí)施例方式本文獻(xiàn)總體將參照特定的術(shù)語、附圖、名稱、短語以及顯著的詞匯。將利用粗體大 寫首字母來表現(xiàn)這些術(shù)語,然后以粗體字母簡寫代表下文中的名稱。大寫粗體首字母和簡 寫可有助于記憶。在本文獻(xiàn)中重要的某些術(shù)語并不與本文獻(xiàn)的特征直接相關(guān),且在本模式 中將并不強(qiáng)調(diào)或幫助理解。圖1表示本發(fā)明的實(shí)施例。圖IA和圖IB表示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的完全直接輻射式 音箱(DRE) 29D的揚(yáng)聲器組件。用于平穩(wěn)液流的伯努利定理指出要使流體從容器中流動 通過排放口、進(jìn)入與該容器相同的壓力區(qū)域,則必須存在壓差。這意味的是,如果須由揚(yáng)聲 器產(chǎn)生高質(zhì)量的聲音(流體),則在揚(yáng)聲器的振膜和常壓之間必須存在壓差,并且該壓差必 須對于所有的頻率以及在所有聲學(xué)條件下都是一致的。與本發(fā)明有關(guān)的所有的驅(qū)動器都是 雙向的,從而這些驅(qū)動器自振膜的兩側(cè)輻射聲音。在不考慮從內(nèi)側(cè)或外側(cè)反射的條件下,驅(qū) 動器振膜(DD) 3的一側(cè)必須在所有頻率與常壓動態(tài)隔離。動態(tài)隔離指代在運(yùn)動時與常壓隔 離,而非靜態(tài)隔離。圖IA示出DRE^的側(cè)剖視圖,該DRE^封有間接耦合(IDC)的嵌入式聲傳輸線 (EATL5),該聲傳輸線構(gòu)造成容納通過其在驅(qū)動器41之后的喉部/嘴部6的、但由圖IA所 示的氣室10所緩沖的氣壓,驅(qū)動器41安裝在隔音板7上。EATL5不同于傳統(tǒng)的傳輸線,其 具有通過重疊而處于相同位置的喉部和嘴部。IDC意味的是,聲波通過具有一定相對容積的 氣室10而進(jìn)入EATL5,從而其對DD3上的影響將是間接但卻有影響力的。EATL5由外殼1 的波導(dǎo)器20以及內(nèi)殼2的波導(dǎo)器21構(gòu)成,這兩個波導(dǎo)器由間隔器9所隔開。EATL5通過殼 側(cè)壁的波導(dǎo)器21可隨波導(dǎo)器20的延伸一起延伸,波導(dǎo)器21為內(nèi)盒的結(jié)構(gòu)所固有。EATL5 的這些延伸是20A和21A,且比起僅有20和21的條件,這使EATL5能在較低的頻率下工作, 但通常與驅(qū)動器41的尺寸有關(guān)。EATL5由終端部件13所密封,該終端部件在EATL5的一端處容納聲波,在喉部/嘴 部6處使聲波反向并產(chǎn)生動態(tài)駐波(DSW),該喉部/嘴部位于圖IB所示的中心(每個角部 的中心)。由于聲波的進(jìn)口位置與出口位置相同,因而限定術(shù)語喉部/嘴部6??紤]到獨(dú)特 的壓力反饋原理,因而進(jìn)/出聲波可以彼此重疊。EATL5內(nèi)的空氣容積總是小于圖1所示的 氣室10或圖6所示的氣室19的容積,并且并不是閉合的帶通盒。通過使用微型構(gòu)造技術(shù) 可以進(jìn)一步減小整體尺寸,從而增強(qiáng)在小空間中以及OEM高頻揚(yáng)聲器構(gòu)造中的、較小的驅(qū) 動器的輸出,在此后波將被收集并作為有益的駐波返回??梢愿鶕?jù)需要來減小或增大空間 尺寸,且如果20A和21A在長度上不足時,可反復(fù)折疊EATL5,以根據(jù)需要延長其長度。EATL5襯有交替密度傳送介質(zhì)(ADTM) 4,在本實(shí)施例中,該交替密度傳送介質(zhì)是在正 ??諝饷芏认碌拈_發(fā)單元的聚氨酯泡沫,由于偶爾接受新的空氣顆粒,因而較高的頻率是無效 的,而在較低的頻率下,當(dāng)增壓時,使附加的空氣分子能膨脹,從而在其單元結(jié)構(gòu)內(nèi)尋求容積, 但卻會損失散熱性。阻尼是一涉及當(dāng)去除激勵時,使振動物體立即停止運(yùn)動的能力的術(shù)語。進(jìn)入EATL5的喉部/嘴部6的相對高頻的波僅僅需要在驅(qū)動器振膜3的若干英寸 內(nèi),即可達(dá)到其在正??諝饷芏戎械牟ㄩL。圖2所示的音箱僅具有若干英寸深,這意味的 是,任何低于IOkHz的波會幾乎立即經(jīng)歷音箱反射。圖2表示具有與圖1所示空氣容積的 尺寸相同的空氣容積11的音箱,但并不具有圖1所示結(jié)構(gòu)的2和4。沿流線15行進(jìn)的波將進(jìn)入EATL5的嘴部6并且行進(jìn)通過EATL5,且僅僅與ADTM4的表面單元相互作用,該ADTM4幾乎立即膨脹,直到波到達(dá)終端位置13為止,然后,該終端 位置使波朝驅(qū)動器振膜3返回反射。在EATL5的進(jìn)口處的喉部/嘴部6將經(jīng)歷波節(jié)以及反 波節(jié)(DSW),這些波節(jié)以及反波節(jié)交疊并且影響驅(qū)動器41之后的氣室10中的壓力,并被認(rèn) 為是相對于大氣的正壓。由于頻率低于首先被影響的頻率,根據(jù)空氣空間8的DSW條件以及由流線14指示 的深度偏移所引起的DSW條件,因而EATL5將在驅(qū)動器振膜3上保持恒定的正壓。隨著波 長/密度的改變而占據(jù)更深的ADTM4的單元結(jié)構(gòu)的深度,從而產(chǎn)生各個DSW,并因此動態(tài)地 增強(qiáng)驅(qū)動器振膜3的運(yùn)動。在同時存在多個頻率的條件下(重疊),所產(chǎn)生的各個DSW將結(jié) 合它們的壓力,并產(chǎn)生復(fù)合DSW。波導(dǎo)器20、21須保持在閉合空間內(nèi),從而當(dāng)將波引導(dǎo)至終端部件13時,容納波的 能量。在本示例中,20、20A、21、21A分別處于12mm和9mm的距離,并且一定程度上根據(jù)驅(qū)動 器直徑以及系統(tǒng)目的來進(jìn)行改變。這些DSW將影響驅(qū)動器41的聲阻抗,這是由于隨著頻率 變化保持與大氣之間的壓差。DSW是由改變頻率、驅(qū)動器適應(yīng)以及ADTM4的材料的阻力所引 起的,該阻力是對于進(jìn)入ADTM4的聲能的阻力。由于驅(qū)動器的速度保持線性,因而當(dāng)頻率改變時,三個變量的相互作用的結(jié)果使 氣室10的壓力保持恒定。氣室10的內(nèi)部壓力將是復(fù)合DSW,該復(fù)合DSW由音圈觀的輸入 信號以及DD3的初始運(yùn)動、氣室10的靜態(tài)壓力以及EATL5中產(chǎn)生的正壓所引起。所引起的 復(fù)合壓力是恒定的,且與EATL5中的密度和波長有關(guān),并確定DD3運(yùn)動。對于相同的激勵來說,振動體在共振時運(yùn)動最激烈,而在該共振頻率之上和之下 的運(yùn)動沒有那么激烈。輸出(運(yùn)動)在共振頻率之下下降的較快,而由于質(zhì)量,因而在共振 頻率之上以較慢的速度下降。在共振頻率之上的輸出損失直接與質(zhì)量相關(guān)(在需要較高頻 率時,質(zhì)量影響DD3的加速度),而EATL5中的DSW直接與頻率和增壓有關(guān),增壓是為了彌 補(bǔ)損失并使壓力保持恒定(DD3處于運(yùn)動中)。由于每個頻率需要相對于常壓、在復(fù)合波中 保持最大的信號傳輸,因而在EATL5的嘴部的內(nèi)部產(chǎn)生的DSW實(shí)時提供正壓,該正壓通過氣 室10的容積緩沖。存在于圖2的音箱中的隨機(jī)駐波通過在DD3的各種部件上產(chǎn)生隨機(jī)壓 力來干擾分散模式,從而產(chǎn)生噪音。由于很難預(yù)測現(xiàn)場使用的效果,因而難于為某些產(chǎn)品確定參數(shù)。如果使音箱SW能 影響DD3的輻射模式,則為預(yù)測具有任何給定驅(qū)動參數(shù)的振動特性以及分散而得到的說明 書是沒有用的。這是工程師尋求各種類型的懸架27以及DD3的材料的主要原因之一,從而 作為防止DD3由這些未知原因而損壞的解決方案。這些損壞模式由隨機(jī)駐波所引起,這些 駐波是動態(tài)的并且鏈接于音箱1,放大聲源和信號。如果得到對于驅(qū)動器的中性描述,則在 現(xiàn)有的音箱設(shè)計中,須將隨機(jī)駐波改造成有益的,而非不利的駐波。消除內(nèi)部隨機(jī)駐波并產(chǎn) 生有用的相關(guān)駐波,使驅(qū)動器41能按說明書描述的材料、直徑以及構(gòu)造來工作。由于壓力施加到整個表面,以降低固體傳輸損傷模式的影響,因而該聲覺上得到 的內(nèi)部正壓的進(jìn)一步效果是進(jìn)一步減輕振膜損傷。這些固定傳輸損傷模式是在激勵音圈觀 時所產(chǎn)生的。在音圈觀處的初始激勵使DD3運(yùn)動,使所有的材料撓曲,并且使聲的機(jī)械能以波 的形式朝DD3的邊緣物理傳輸。在DD3的外邊緣存在一些類型的柔性材料27,該材料圍繞 并錨定振膜,從而當(dāng)音圈28激勵整個運(yùn)動組件時,使整個運(yùn)動組件能作一般運(yùn)動。
希望使行經(jīng)這些通道的能量在振膜材料中耗散,并且作為動能進(jìn)入周圍材料27, 而這在多數(shù)情形中發(fā)生。振膜和周圍材料27并未吸收所有的頻率,其中一些朝中心或初始 位置反射回來。這些波在反射回來的過程中,相關(guān)的和不相關(guān)的波在DD3的材料中進(jìn)行物 理碰撞,從而在DD3的表面上形成正負(fù)駐波的區(qū)域,這些駐波改變分散模式。在工程設(shè)計階 段,可觀察并計算這些類型的模式,并且可能將產(chǎn)生較佳的驅(qū)動器41。EATL5將使這些類型 的損壞模式的可聽性最小,但并未將其消除。圖4表示圖1或圖3的音圈,該音圈包含端口 17,以增強(qiáng)低音頻率。端口 17的附 加,并不會影響在喉部/嘴部6處的DSW以及EATL5對于較高頻率的加速度的保持,在本實(shí) 施例中,其主要目的在于計算在共振頻率之上時,引起驅(qū)動器41的信號損失的量。如圖1 的圖12B以及圖2的圖12D所示,EATL5為DD3提供臨界阻尼,從而改進(jìn)在較低頻率下的穩(wěn) 定性。這些阻抗點(diǎn)代表的是,對于兩個音箱來說,共振頻率保持近似類似,而圖12B的峰值 A代表DD3的合適阻尼(作為平滑延伸的低音響應(yīng)和特征所實(shí)現(xiàn)的受控峰比值),而圖12D 的阻抗點(diǎn)代表驅(qū)動器41具有高且銳的共振峰值C (以表示尖銳稀疏的共振聲音)。在圖4A和4B的裝置中保持此種高阻尼的情形,該裝置包括端口 17,以延伸低頻響 應(yīng)。在圖10中簡單地示出,使用合適地?zé)o源輻射器30來代替端口與驅(qū)動器41結(jié)合使 用,從而使低音延伸至較低的頻率。雖然無源輻射器30的使用將保持聲系統(tǒng)的密封狀況, 然而不是所有的構(gòu)造都受益于此類型的共振系統(tǒng)。無源輻射器30通常需要更多的安裝面 積,且適合于具有更有限的隔音板7的面積的較大系統(tǒng)。如果適當(dāng)對準(zhǔn)的話,則無源輻射器 30的EATL5的構(gòu)造會保持與帶有端口系統(tǒng)相同的一般特征,并且具有類似于圖1 的曲線。如圖11所示,對于DRE^I的另一種定位是將驅(qū)動器41的前部聯(lián)接于聲低通過 濾器。端口 17或無源輻射器30能夠用作聲低通過濾器與氣團(tuán)31結(jié)合使用。在此,由于端 口 17設(shè)立裝載有空氣容積31的盒,因而EATL5提供恒壓負(fù)載、阻尼并增強(qiáng)上低音輸出以及 控制,從而減少DD3偏移,以獲得密封的氣室10以及更好的阻尼。此設(shè)計將具有三個阻抗 峰值,如同另一個帶有端口的EATL5設(shè)計成一個在DRF之前,一個在DRF之后。在較早的示例中,當(dāng)將無源輻射器30安裝在附加音箱32的至少一個壁中時,該無 源輻射器30可存在,以使存在于驅(qū)動器41的前部中的新的氣團(tuán)31共振。對于實(shí)際上任何 傳統(tǒng)類型的驅(qū)動器和裝載方法來說,IDC EATL5用作理想的阻抗匹配裝置。其產(chǎn)生兩個范 圍的增壓,以益于在驅(qū)動器的共振頻率之上和之下的頻率。在共振頻率之上的頻率可在整 個范圍內(nèi)直接輻射,或者可將DD3裝載到聲低通濾波器中,以集中在低音頻率的范圍上。驅(qū)動器將具有最佳的工作頻率范圍,在很大程度上適合于再現(xiàn)。一個驅(qū)動器41在 20Hz到20000Hz范圍上獲得較佳操作(尤其在較高功率水平下),即使不是不可能的,也是 非常困難的。使音箱DRE^優(yōu)化的各個EATL5可將它們的優(yōu)勢集中在較窄的聲音范圍上, 從而在最佳范圍中輔助該驅(qū)動器。這可以為了分割聲音范圍,從而通過分別使用最佳的EATL5的音箱,而在每個圖 8B的的范圍中使用最佳的驅(qū)動器,或者為了通過使用在相同頻率范圍 中工作的具有多個EATL5的音箱,從而在圖8A的^AJ9BJ9C、29D的單個范圍中增強(qiáng)聲音 水平,或者同時為了上述兩種目的。由于每個驅(qū)動器之后的正壓,以及由此通過與其它的振 膜相互作用引起的阻力,因而使此種類型的操作得到增強(qiáng)。
驅(qū)動器的傳統(tǒng)的閉合空間引起許多不可預(yù)測的效果,這是由于各個內(nèi)部駐波的隨 機(jī)性質(zhì)還改變分散模式。具有EATL5的音箱的相關(guān)輸出將與多路揚(yáng)聲器組合作用,從而能 更平滑地從一個驅(qū)動器轉(zhuǎn)換至另一個驅(qū)動器,并且更大程度的避免突變。來自不管是串組 還是行組的加強(qiáng)驅(qū)動器的相關(guān)輸出將根據(jù)它們預(yù)定的原理來執(zhí)行。對于本申請,可使用特 定的外殼16來適當(dāng)?shù)卣{(diào)整DRE^單元。EATL5還可與外來的聲能轉(zhuǎn)換器(驅(qū)動器)結(jié)合使用,例如與靜電以及動態(tài)平面類 型的振膜。通常,平板揚(yáng)聲器雙向地輻射,這是由于對于靈敏的振膜的一側(cè)來說對于音箱具 有負(fù)效應(yīng)或者具有閉合壁的設(shè)置。隨機(jī)反射的駐波具有更大的害處,這是由于在具有這些 類型的條件下,需要大的振膜表面積,以產(chǎn)生有意義的聲音水平。圖7是表示在這些平板類型揚(yáng)聲器的情形中,EATL5的重要參考部件的簡易說明。 EATL5將由與動態(tài)驅(qū)動器41的型式中說明的基本部件相同的基本部件構(gòu)成,而僅僅包含較 大的面板,并對包含在EATL5的構(gòu)造中的某些其它參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。某些類型的外來驅(qū)動器 使EATL5具有資格,且僅僅從EATL5的IDC中受益,這是平面揚(yáng)聲器DD3的情形。圖9示出使用喇叭裝置來間接耦合(IDC) EATL5,從而進(jìn)一步宜于傳輸。喇叭通常 用于提高聲音水平、距離,且某些時候在遮蓋其它物體時覆蓋一定面積。喇叭緊密聯(lián)接于喇 叭的獨(dú)立DD3,這會產(chǎn)生強(qiáng)烈的反射回到DD3。通常,喇叭所聯(lián)接的驅(qū)動器41長期經(jīng)受損壞, 這是由于反射特征在聲學(xué)上放大,從而DD3在其表面經(jīng)受對抗的喇叭鐘型反射。相塞25是必要的,從而根據(jù)振膜類型使壓力傳輸最大。與EATL5的輔助環(huán)境的正 壓一起工作的驅(qū)動器41將不受這些反射的影響,從而自良好設(shè)計的喇叭聯(lián)接件中產(chǎn)生更 清楚的輸出。傳統(tǒng)的揚(yáng)聲器需要大的振膜面積和/或高的質(zhì)量,從而在處理過程中產(chǎn)生低頻的 同時,獲得高效率。現(xiàn)有的對于低音再現(xiàn)的處理是固有有效的,這是由于它們在其共振頻 率處以及共振頻率附近操作驅(qū)動器,而這對于音質(zhì)來說是致命的缺點(diǎn)。即使在任何揚(yáng)聲器 系統(tǒng)的執(zhí)行中都包含共振參數(shù),然而共振是已完成聲音系統(tǒng)的首號敵人。直接耦合(DC)的 EATL5模式的操作,使非常小的驅(qū)動器能在低至中等效率的條件下產(chǎn)生低音頻率。當(dāng)將3" 驅(qū)動器制成為能夠在有用的水平產(chǎn)生非常低的頻率時,則效率不是用以表征其性能的適當(dāng) 參數(shù)。圖5表示EATL5與動態(tài)驅(qū)動器41結(jié)合使用的應(yīng)用,從而僅產(chǎn)生非常低的頻率,且 該應(yīng)用稱為直接耦合(DC)EATL5。該EATL構(gòu)造非常類似于IDC,除了具有較大的喉部/嘴 部開口 6以及壓縮塞12以外,該開口 6等于驅(qū)動器的直徑,而壓縮塞12直接位于驅(qū)動器41 的前部中。EATL5直接耦合(DC)于驅(qū)動器41,在EATL5的驅(qū)動器和喉部/嘴部6之間的氣 室10中具有最小面積的空氣容積。驅(qū)動器安裝成使前部面向EATL5的嘴部6,從而為驅(qū)動 器負(fù)載,而產(chǎn)生高壓縮室10。在該模式中,驅(qū)動器41壓縮承載,從而使用壓縮塞12,以助于 直接波運(yùn)動到EATL5中,并且使在EATL5的喉部/嘴部6處的空氣湍流最小,且有助于為 EATL5建立正確的喉部/嘴部6的面積。DC聯(lián)接將驅(qū)動器41完全放置在EATL5的影響下,并且遵循由其建立的頻率模式。 ADTM4通過深度偏移使波延遲,因此能產(chǎn)生寬的DSW帶寬。在驅(qū)動器41的共振頻率上的較 高的低頻不容易受到單元式結(jié)構(gòu)的影響,并且在深度偏移之前在EATL5中保持恒定壓力。倒相音箱將在電力低音頻率的范圍(30Hz-60Hz)中進(jìn)一步減小DD3的運(yùn)動,并且在EATL5的峰值后不具有亞音速失真問題。將聲低通濾波器18連接于圖5所示的驅(qū)動器 41/EATL5,將有利于最低頻率。DC EATL5的低頻系統(tǒng)自振膜面積而非幾何形狀中產(chǎn)生輸出。通常是具有尺寸增益 的聲空間的聽音室也有利于較低的頻率(如果存在的話)。如果物理空間并不須實(shí)際考慮,則在DC壓縮模式的操作中,驅(qū)動器的喇叭對于低 頻再現(xiàn)的承載是有效的。良好承載的驅(qū)動器41能使喇叭良好地連接于周圍,但需要大面積 的膨脹面積,以支持長波發(fā)射。在一些情形中,在建筑物或大結(jié)構(gòu)中的嵌入式應(yīng)用將使結(jié)構(gòu) 的一部分能用作喇叭式波導(dǎo)器。在一些情形中,對于所希望的波導(dǎo)器進(jìn)行折疊,將甚至在音 箱型式的條件下,仍能實(shí)現(xiàn)低頻的喇叭。利用EATL5 DRE29D音箱,多個單元的IRM9I可構(gòu)造成類似于圖8A中的組合相關(guān) 聲源來增強(qiáng)輸出,從而對于每加倍單元,聲音將更接近理論的6db。對于房間反射的此種優(yōu) 良免疫,將保持聲音的完整性。還可如同圖8B那樣組合IRM9I,以在不同范圍中產(chǎn)生EATL5 的峰值,從而在每個范圍中使輸出最大。這將能在較寬范圍中得到最大低頻輸出。參照圖12A和12B,聲音增強(qiáng)模塊(在之前的實(shí)施例中也稱為ETL)包括一組前側(cè) 壁152、頂側(cè)壁154、底側(cè)壁156、后側(cè)壁158 (未示出),這組側(cè)壁限定封閉腔室160。前壁具 有圓孔162,該圓孔由凹入架或臺肩164所圍繞。將具有中心開口 168的圓盤166放置在該 凹入架中。將閉孔泡沫170或其它類型的交替密度介質(zhì)(稱為ADTM)放置在該封閉腔室160 中。閉孔泡沫170的截面足夠大,以充填封閉腔室160的整個空間。在另一實(shí)施例中,閉孔 泡沫170粘連于后壁158,且占據(jù)封閉腔室160的僅僅一部分空間??蓪⒙曇粼鰪?qiáng)模塊增添至許多不同類型的發(fā)生裝置,以改進(jìn)該裝置的音質(zhì)。例如, 可將模塊增添于音頻揚(yáng)聲器,該音頻揚(yáng)聲器安裝在單獨(dú)的外殼中或者視頻顯示器中。還可 將模塊增添于耳機(jī)內(nèi)側(cè)或外側(cè)。還可使用聲音增強(qiáng)模塊來改造現(xiàn)有的揚(yáng)聲器系統(tǒng),例如那 些存在于庫存中或者存在于顧客手中的揚(yáng)聲器系統(tǒng)。如同13-16所示的其它實(shí)施例,將聲音增強(qiáng)模塊裝到揚(yáng)聲器的驅(qū)動器中。參照圖 13,聲音增強(qiáng)模塊位于球頂式驅(qū)動器1300的線圈振膜腔室中。驅(qū)動器包括音圈1302以及 懸架1307,音圈卷繞磁極片1304和磁體1306,懸架1307允許運(yùn)動。ETL或聲音增強(qiáng)模塊 1308附連于磁體1306的前部,該磁體位于揚(yáng)聲器振膜或防塵罩1310的正后方。模塊由壁 和孔1312所封閉,孔1312使聲波能進(jìn)入模塊的內(nèi)部容積,可壓縮ADTM1314位于該內(nèi)部容 積中。驅(qū)動器還可包括后氣室1316。參照圖14,ETL模塊1402在磁極片1304與防塵罩1310相對的端部處,定位在磁 極片1304之后。充足的氣隙1404和/或流體聯(lián)接腔室1406使聲音能從防塵罩1310之后 行進(jìn)至模塊1402。在圖15所示的另一實(shí)施例中,ETL模塊1502連接于在防塵罩1310正后方的磁極 片 1304??蓪TL模塊以其它構(gòu)造裝到揚(yáng)聲器中,例如可將一個以上的ETL模塊裝到揚(yáng)聲 器中。如同16所示,兩個ETL模塊1602、1604裝在揚(yáng)聲器中。參照附圖16,第一 ETL模塊 定位在磁極片之后。第一 ETL模塊1602定位在磁極片1304和磁體1306之后。第二 ETL 模塊1604在揚(yáng)聲器盆1610之后,裝在揚(yáng)聲器框架1606和內(nèi)壁1608之間。
參照圖17,還使用兩個ETL模塊1702、1704。第一 ETL模塊1702構(gòu)造成位于排放 磁極片1706的正后方,而磁體1306直接粘連于ETL模塊1702。第二 ETL模塊1704裝到模 制外殼1708中,該模制外殼代替?zhèn)鹘y(tǒng)的揚(yáng)聲器框架。第二 ETL模塊1704具有環(huán)形孔1710, 該環(huán)形孔環(huán)繞磁體1306。如圖18所示的另一實(shí)施例,ETL模塊封裝在擴(kuò)音器1800中。擴(kuò)音器包括振膜1802 以及振膜懸架音圈1804。氣隙1806以及磁體磁極片1808定位在振膜1802之后。初始承載腔室1810由腔室分隔器1812隔開,從而形成中間孔1814。該中間孔提 供進(jìn)入腔室的開口,該開口稱為ETL空氣空間1816。將諸如可壓縮泡沫的聲反應(yīng)材料1810 定位在ETL的空氣空間1816中??稍诓黄x本發(fā)明所包含的范圍的條件下,改變上述裝置。因此,在上述說明或附 圖中的所有事項(xiàng)都是說明性的,且并不局限于特定的實(shí)施例。因而,其它實(shí)施方式也在以下 權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種揚(yáng)聲器,包括 磁體;磁極片,所述磁極片定位在所述磁體內(nèi); 套筒,所述套筒圍繞所述磁極片;導(dǎo)線圈,所述導(dǎo)線圈在所述磁體和所述磁極片之間卷繞所述套筒; 防塵罩或振膜,所述防塵罩或振膜附連于套筒的外緣; 揚(yáng)聲器盆,所述揚(yáng)聲器盆圍繞所述防塵罩;以及閉合腔室,所述閉合腔室具有孔以及交替密度傳輸介質(zhì)(ADTM),所述孔用來進(jìn)入所述 腔室的內(nèi)部容積,所述交替密度傳輸介質(zhì)定位在所述內(nèi)部容積的一部分內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器,其特征在于,所述腔室定位在所述磁極片的接近所述防塵罩的第一端。
3.如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器,其特征在于,所述腔室定位在所述磁極片的遠(yuǎn)離所述防塵罩的第二端。
4.如權(quán)利要求3所述的揚(yáng)聲器,其特征在于,構(gòu)造空氣通道以將所述腔室的所述內(nèi)部 容積連接于所述防塵罩之后的容積。
5.如權(quán)利要求4所述的揚(yáng)聲器,其特征在于,所述空氣通道包括通過所述磁極片的通路。
6.如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器,其特征在于,所述磁極片包括限定所述腔室的空腔。
7.如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器,其特征在于,所述磁體包括限定所述腔室的空腔。
8.如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器,其特征在于,所述孔包括在所述磁體表面的開口,以限 定所述孔。
9.如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器,其特征在于,所述腔室包括第一內(nèi)表面,且所述交替密 度傳輸介質(zhì)安裝于所述第一內(nèi)表面。
10.如權(quán)利要求10所述的揚(yáng)聲器,其特征在于,所述第一內(nèi)表面的表面積(X)包括X= V A1,其中A1包括所述揚(yáng)聲器的盆面積。
11.如權(quán)利要求10所述的揚(yáng)聲器,其特征在于,所述第一內(nèi)表面的表面積(X)包括從X = VO. TA1 到 X = V 1. 2K,的范圍。
12.如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器,其特征在于,所述孔的尺寸(Φ)包括Α/π,其中,ri 包括所述揚(yáng)聲器的所述盆半徑(巧)。
13.如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器,其特征在于所述腔室包括所述第一內(nèi)表面和和第二 內(nèi)表面,所述交替密度傳輸介質(zhì)安裝于所述第一內(nèi)表面,所述第一內(nèi)表面和所述第二內(nèi)表 面之間的距離包括所述交替密度傳輸介質(zhì)的厚度(t)以及氣隙的長度(T)。
14.如權(quán)利要求14所述的揚(yáng)聲器,其特征在于,所述交替密度傳輸介質(zhì)的所述厚度包 括t = V巧,其中,Γι包括所述揚(yáng)聲器的所述盆半徑。
15.如權(quán)利要求14所述的揚(yáng)聲器,其特征在于,所述氣隙的長度包括T= V O1,其中 O1包括所述揚(yáng)聲器的所述盆直徑。
16.如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器,其特征在于,所述腔室的所述內(nèi)部容積(V)包括V= A1,其中A1包括所述揚(yáng)聲器的所述盆面積。
17.如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器,其特征在于,所述腔室的所述內(nèi)部容積(V)包括V=-=0. Tk1到V=L 2k,的范圍,其中A1包括所述揚(yáng)聲器的所述盆面積。
18.如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器,其特征在于,所述交替密度介質(zhì)包括可壓縮的泡沫材料。
19.如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器,其特征在于,所述交替密度介質(zhì)包括閉孔泡沫。
20.如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器,其特征在于,所述腔室沿所述磁極片的徑向軸線定心。
全文摘要
具有嵌入式聲音增強(qiáng)模塊的揚(yáng)聲器包括磁體、磁極片、套筒、導(dǎo)線圈、防塵罩或振膜、揚(yáng)聲器盆以及封閉腔室,其中,磁極片定位在磁體內(nèi),套筒圍繞磁極片,導(dǎo)線圈卷繞在磁體和磁極片之間的套筒,防塵罩或振膜附連于套筒的周緣,揚(yáng)聲器盆圍繞防塵罩,封閉腔室具有孔和交替密度傳輸介質(zhì)(ADTM),孔用來進(jìn)入該腔室的內(nèi)部容積,而交替密度傳輸介質(zhì)定位在內(nèi)部容積的一部分內(nèi)。
文檔編號H04R9/06GK102056058SQ201010550390
公開日2011年5月11日 申請日期2010年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月9日
發(fā)明者J·普盧默 申請人:Tbi音頻系統(tǒng)有限責(zé)任公司