[发明专利]一种多曲面空间音箱造形方法

说明书

技术领域

本发明涉及音箱领域，具体是一种多曲面空间音箱造形方法。

背景技术

对于音箱而言，空气容室的大小与形状都对音箱谐振性能与品质有着较大的影响。从箱体声学空间造形看，自1924年出现的背腔开口式音箱始至今，当前无论是密闭式音箱、倒相式音箱、迷宫式音箱或带通式音箱的箱体空间造形绝大多数采用长方体方式，即将音箱内的六个平面相向对称组成长方体形状的声学空间，该类声学空间造形存在的主要缺陷如下：

第一，长方体空间由六个相向对称平面组成，这六个对称平面是产生驻波的根源之一。由扬声器单元振膜背部发声的一些较低频率会在长方体空间相向对称的平面之间形成声波两列传播方向相反、振动方向相同、振幅相同、频率也相同的平面简谐波叠加及驻波。

第二，长方体空间有12条棱8个顶点，面与面结合处即棱部位有90度夹角边12条，三面结合处即顶点位置有直角三角形8个，该8个顶点即直角三角形与12条棱形即90度夹角边也为声波两列传播方向相反、振动方向相同、振幅相同、频率也相同的平面简谐波叠加提供了物理条件，当扬声器背部在箱体内发声时，会在长方体棱角两边之间与三角形内产生声波传播方向相反、振动方向相同、振幅相同、频率也相同的平面简谐波叠加现象，也就是驻波现象，并且该驻波能量比前述平面与平面之间的驻波能量要大得多。

第三，因为12条棱与8个顶点的结构方式，长方体空间越大，产生驻波频率越低，长方体空间越小，产生驻波频率越高。所以无论空间大小，长方体空间都会产生驻波。

第四，长方体空间在相同材质条件下各面形成的应力不同，其中较长4面的应力大于较短2面，尤其是较长4面的腰部应力最大，箱体的该部位也是应力集中部分，即应力最大部位，它往往会因扬声器背部声波带动空气膨胀收缩的力量驱动而弯曲变形，这种弯曲变形既是应力集中反映，也是箱体刚性减弱而至。在长方体空间音箱中，六个平面中有2个面（通常是上面与下面）较短，4个面（通常是侧面）较长，该4个较长面的腰部既是箱体抗力最弱的部位即应力集中部位，同时也是空气张缩力最大的部位，最大空气张缩力与最弱箱体抗力相加，其结果使箱体该部位应力倍增，受该部位应力作用影响，箱体所有部分都会振动，而箱体振动的频率并非扬声器单元振动频率，是箱体及其材料的固有频率，对这种现象也可叫做箱体自振，自振频率也就是箱体自振波，这个箱体的自振波会造成音箱的声染色，即将箱体固有频率声波叠加在音乐信号频率里。

第五，某少数梯形立方体音箱造形空间或三角形立方体音箱造形空间，它们在一定程度上可能会减除箱体平行面对称产生的驻波，但却未消除大于或小于90度的直角边（棱边）与三角形（顶点）等产生的驻波。某些三角形立方体音箱造形空间因夹角或锐角三角形产生的驻波能量甚至大过矩形（包括长方体）空间。

任何音箱箱体，一旦有驻波或自振波产生，均可视为性能与品质存在严重缺陷。因为驻波与自振波是音乐重放中额外的声波，是音乐节目源信号中没有的声波，也可看成是一种脱离音乐信号控制的声波，这种驻波与自振波不仅会以一种能量方式参与箱体空间的流体力学变化而影响扬声器振膜的正常运动，从而干扰扬声器振膜的正常发声形成声染色，也在开口箱（倒相式、迷宫式、带通式等）条件下以驻波叠加与自振波叠加的较大能量破坏音箱正常谐振时不同频率的能量平衡，致使谐振效果出现声拖尾或声染色的现象，声染色、声拖尾现象使音乐声波含混不清，对于重放音乐而言等于改变了乐音的泛音列（谐波秩序），降低了音箱声学信噪比，从而将对人体有某些健康作用的乐音声波特性改变成对人体健康有损坏作用的噪音特性，进而破坏或降低了音箱的谐振纯净性能和音乐重放保真度的质量。

上述现象在当前音箱设计制造中比比皆是，甚至国内外音箱设计软件均是以长方体空间造形数据为计算模型的，尤其是用中密度板（MDF）设计制造的长方体音箱占有市场绝大多数，这种材质由于其颗粒纤维分布均匀且密度较低，材料应力较大，其长方体腰部最易变形，其箱体自振波与驻波都较其他密度较高的长方体音箱要多得多。这无疑对音箱高保真技术的发展是一种巨大的障碍，而且对人类健康是一种不小的潜在威胁，噪音是有损人体健康的，所以这种现象必须加以改正。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多曲面空间音箱造形方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多曲面空间音箱造形方法，以卡西尼卵形线第三分支为音箱端面基本造形，以此端面为截面任意垂直延伸，形成多曲面立体造形空间或双份多曲面立体造形空间。