[发明专利]具有改进的可调节方向性的音响系统

说明书

本发明涉及一种音响系统，包括至少一个数字信号处理器控制模块，该数字信号处理器控制模块以在公共频率范围中施加至少一个幅度参数以及至少一个相位参数的方式作用于高频换能器(1)的信号和中频换能器(4)的信号，以便沿着与由可定向开闭器(6)产生的方向性相同的角扇区产生方向性。

本发明涉及对电声源的方向性的控制，无论这样的电声源是用于专业音响系统、机构音响系统还是家用音响系统。

电声源通常被称为“声扬声器”、“扬声器系统”、“源线路”或“音响扬声器或系统”。

在证明声源合格的基本特征中，方向性，并且更特别地，在声谱的限定部分控制方向性的方式在专业应用中起关键作用。方向性通常指定对应于角扇区的角度，针对该角扇区，声压级(声压水平)或SPL在由制造商指定的频率范围内是恒定的。因此，人们会说，这样的声源例如从1kHz到10kHz呈现出例如受控的90°的水平方向。根据国际便利，术语“受控“意味着SPL在1kHz到10kHz之间、在90°扇区上、在+/-3dB内是恒定的，而SPL在该角扇区之外的衰减必须尽可能高，通常高于6dB。

在专业音响系统中，声源的方向性分为两个平面，即水平平面和垂直平面，对此，该特性通常呈现出不同的值。本领域对声源的方向性的控制可以追溯到扬声器的起源。

如今，存在能够控制声源的方向性的两种独立方法。第一种方法是常规机械性的：其很大程度上基于声喇叭的使用，和/或基于若干换能器的阵列状布置。属于这一类的“声源”产品(无论是否在专业界)针对给定的水平或垂直平面呈现出一个单一的方向性，其一旦经由声扬声器的部件的材料构造设定就无法再改变。因此，换能器的选择、它们的连接频率、安装在压缩室电机或电动扬声器的孔口前面的喇叭或波导的类型因此确定声源在或多或少扩展的频谱带内的方向特性。

应当指出，只有中音频率和高音频率是可控的，因为已知的是由于不可避免的物理定律，波长大大超过声源对象的物理尺寸的所有频率是不可控的。因此，如果声扬声器是边长为30cm的立方体，则控制低于100Hz的频率(即大于3.4m的波长)是不实际的。在中音频率，即对于频率通常包括在约200Hz至约1kHz之间的中音扬声器，可以通过换能器的特定布置、通过作用于若干扬声器之间的干扰来获得令人满意的控制。在高音频率，即对于频率通常包括在约1kHz至约10kHz之间的高音扬声器，必需在常被称为“高频扬声器”的高音扬声器或者压缩室电机的孔口或吹口的前面安装波导和/或喇叭，以便通过波导和/或喇叭的形状获得期望的方向性。

机械方法的益处在于其设计简单并且成本适中，从而在中音频率和高音频率提供感兴趣的结果。由于机械固定性引起的缺点在于，不可以在相同产品中向用户提供对方向性的若干选择。

该缺点已经导致通过在波导的输出端插入可定向翼片来引入可变几何形状的喇叭或波导，上述翼片由用户根据其选择进行调节。还已知的是一种名称为Outline MINICOM.P.A.S.S.(注册商标)的装置，其属于机械地作用于声源的第一类，具有可定向元件，其中安装有中音换能器。不幸的是，由于这样的设置仅作用于中/高音设置的一些物理参数，因此它们在整个期望的频率范围内只不过呈现出有限水平的性能。

在过去的十年里已经出现控制方向性的第二种方式，其基于由DSP型部件提供的电子手段，其中DSP代表数字信号处理器。根据预定的物理布置使通常相同的换能器相关联。换能器在由制造商选择的公共频率范围内工作。由于DSP部件，向换能器中的至少一个施加幅度和相位参数，换言之，过滤、增益、相位偏移、延迟的参数，从而使得能够更改和控制被视为复杂声源的扬声器组件的方向性。这种方法的益处在于其向相同的物理配置提供不同的方向性的能力。这始终意味着为了获得高质量的控制而使用相当数量的换能器。其缺点在于它的成本高，这是因为它通常实现了换能器放大DSP部件，并且意味着只要波长变得比每个换能器的尺寸小，通常在4kHz以上，就几乎不可能解决对非常高的频率进行控制的问题。