[发明专利]一种音频信号高保真重放扬声器系统

说明书

本发明公开了一种用于重放多频域音频信号的扬声器系统。所述扬声器系统包括文丘里管状低音扬声器腔室、低音扬声器驱动单元、高音装置和高音驱动单元。低音驱动单元和高音驱动单元分别用来重放低频音频信号和高频音频信号。文丘里管形低音腔室产生文丘里效应。提供低气流阻力，并以高保真度还原低频信号。扬声器系统的一种实施例包括一个超重低音驱动单元、一个中低音驱动单元和一个高音驱动单元，分别用于重放超低频音频信号、低频和中频音频信号、以及高频音频信号。扬声器系统的各个驱动单元均为无面板安装。高音驱动单元、低音驱动单元、以及在一种实施例中的中低音驱动单元，创建一种点声源效果，为音乐爱好者和电影爱好者提供一种临场感。

相关专利申请的引用

2017年6月16日在美国专利商标局提交的非临时专利申请编号为15/626000，标题为“音频信号高保真重放扬声器系统”。上述专利申请的说明书，经全文引用，纳入本PCT申请。

背景技术

扬声器(音箱)是家庭音视频娱乐系统的重要组成部分。目前，扬声器分为两大类：双声道高保真立体声扬声器和多声道家庭影院扬声器。高保真立体声扬声器是用来听音乐的。高保真立体声音箱的用户大多是音乐爱好者或音响设备爱好者，因此总是强调高保真立体声音箱的音质。高保真立体声音箱输出高保真的音乐和悦耳的声音，而大多数高保真立体声音箱部分地缺乏临场感，在音频信号的低频范围内表现出较差的动态特性，用来看电影的效果就不够理想。多声道家庭影院扬声器用于观看电影，这些多声道家庭影院音箱不能满足同时喜欢听音乐和看电影时都要求有较好音质的爱好者的需求。

目前，多声道家庭影院扬声器已发展到7.1声道或更多的声道，通常都配置有一个低音炮用来还原超重低音频段的音频信号，然而由于需要安装8个或更多的扬声器而易于造成家居环境的凌乱从而降低了顾客的购买愿望。一般来说，出于成本考虑，用户不会选择高保真(Hi-Fi)扬声器用于多声道家庭影院系统；而一些安装了多声道家庭影院扬声器的家庭通常会在一段不很长的使用期过后又将其抛弃，因为多声道家庭影院扬声器无法向这部分既喜欢看电影又喜欢听音乐的消费者提供高保真的音乐。因此，客观上会产生一种对家用扬声器系统的需求，这样的扬声器系统对各种频率的音频信号都具有很高的还原的保真度，提高观看电影和听音乐的声音质量。

大多数传统的扬声器包括两个或两个以上的扬声器驱动单元，这些驱动单元被装入一个箱体，例如垂直布置在一个长方体盒子的同一侧箱板上，每个扬声器驱动单元负责重放的音频信号通过扬声器中的分频器根据驱动单元的频率响应特性进行划分。这样的箱体在安装扬声器驱动单元的箱板上形成了一个声音反射板，由此可能会对音色和重放的声音质量所造成的损害皆因受制于箱体外壳几何形状和用于构建外壳的材料不够理想。此外，音质劣化可能是由于扬声器驱动单元安装面板上的不同频率声波之间的衍射干扰和箱体中存在的驻波造成的。用于构造箱体外壳的材料的不均匀性也可能导致音质下降。例如，用于构建外壳的木质材料若包含有裂缝和缺陷则会导致音质受损。因此，需要有一个在很宽的音频范围内均有高质量的声音还原而不会由于箱体内驻波和箱板上产生声波衍射干扰而导致音质劣化的扬声器系统。

一般情况下，带有长方形箱体的常规扬声器系统的声场沿扬声器驱动单元的中轴方向形成一个窄立体角的定向声锥。在传统扬声器系统中，这种窄的立体角会在两个或多个扬声器中间挤出一个最佳听音位置。从最佳听音位置的一个小的横向偏移就会将整个听觉场景向偏移的方向移动，对于一个听众来说，这个场景会在一个扬声器附近崩溃，而几乎听不到从另一个扬声器那里发出的任何声音。因此，需要一种扬声器系统，它能在没有指向性的情况下，重放大范围的音频信号。