[发明专利]小型全频程扬声器系统

说明书

相关申请

本申请是美国专利申请No.08/181,808、现在是美国专利No.5,450,495的部分继续申请。

技术领域

本发明涉及一种扬声器系统，尤其涉及一种用于全频程立体声扬声器的综合单箱体系统。

背景技术

过去，已在小型便携式音箱内实现了全频程立体声。在家庭、汽车和商业应用等多种场合都要求小型化。然而，在这种环境下产生立体声的发展倾向是集中在小字上，而不是利用分离的扬声器箱提供分离的立体声道。此外，全频程的小型箱体在低音频区内的性能相对受到限制。因此，一般把低音范围的信号分开，直接送到第三个箱体中，该箱体专用于并设计成提高低音性能。这些箱体有时称为亚低音辅助扬声器。因为人不易觉察到低于500Hz的声音的方向，所以一般都使用单声道结构的单个亚低音辅助扬声器。

一种已知的在大系统中改善低音响应的技术，诸如亚低音辅助扬声器，是在中空的圆筒型箱体的相对端设置对接的扬声器，以封闭扬声器，并使之与一定容积的空气机械耦合。随着下面更进一步的发展，这些扬声器可以由同相电信号驱动，以产生机械的与相位无关的响应。在低音频区内实现推挽效应，从而使扬声器的声音同相，产生的声波在低音频区内彼此增强，以提高声强。

因为提高了低音性能，所以对接扬声器结构产生了较大的扬声器，其直径大于6英寸。另外，还通过加强箱体来改善这些结构的低音区的性能，导致箱体的响应具有高于扬声器有效低音频范围的谐振频率。因此，通过限制扬声器的范围，可以避免箱体在其谐振频率上振动的影响。

希望以能实现立体声全带宽音频的小型体积获得对接扬声器箱体的有益的低音区性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小型全频程扬声器系统，它运用了对接扬声器箱体有益的响应和尺寸。

本发明的另一个目的在于提供一种全频程扬声器系统，它能以小型箱体产生出众的全频程带宽音频。

本发明的再一个目的在于提供一种全频程扬声器系统，它使用泛音小或者没有泛音的对接扬声器结构。

本发明的又一个目的在于提供一种全频程扬声器系统，它可以用作大型系统的一个部件，利用空间和瞬时处理来使听者的心理声音体验最佳。

本发明的这些和其它一些目的由具有延长箱体的小型全频程扬声器系统来实现，该箱体具有相对的开口，由内部中空的延长管连接。在每个开口上安装一个全音频带宽响应范围的音频扬声器，两个音频扬声器轴向对准，并从箱体面向外。

重要的是，该扬声器系统以单个小型箱体提供了全频程立体声输出。根据本发明，扬声器的直径是4.25英寸或更小，箱体长度较好为0.2米或更短，在任何情况下，都小于0.5米，但它大于或等于每个扬声器的半径的两倍。在该范围内，模态密度和相关的驻波最佳，以提高低频范围的低音性能，并具有全频程的特性。

为了实现这种全频程音响而没有箱体振动干扰的构造，本发明提供一种控制箱体结构声学响应的装置，来对抗扬声器和长度几何形状产生的声场。阻尼材料使箱体内的响应振动最小或者基本上被消除，尤其是箱体的谐振频率，否则振动将大到足以影响系统的声场。

至少在部分箱体上设置阻尼材料，较好地是粘弹性材料。较佳地，把诸如丁酸酯565等的丁酸酯用作为箱体的一层。

这种材料结构与箱体的长度一起提高系统的性能。通常长度应当至少是所用驱动器的半径的两倍。虽然长度增加导致箱体内产生较高的模态密度(即固定频带宽度上的驻波数)，但是与两驱动器之间的气垫有关的视在刚性减小了，从而提高了系统的低频性能。

声驻波数增多不会使扬声器系统的声学响应恶化，这是由于用丁酸酯565材料作为阻尼装置而使圆筒的结构声学响应最小。

系统输出的方向性由偏转体表面控制，例如，安装在支撑基座上的垂直板，它们与在对接音频扬声器的中心之间延伸的箱体轴对准。使板成一定角度，从侧面射出声音，通常垂直于箱体轴。

这种方向控制对于把扬声器系统用作大型空间和瞬时信号处理系统的一个部件的较佳的应用特别有利。可以把扬声器系统的高度方向性全频程输出与较大低音箱体的低频无方向性的输出和另一箱体的中频输出混合，对使用全频程声音输出的小型结构的听者产生逼真的心理声学体验。

对于可变的实施例，该装置能以伸缩结构构成，使用户可以在放置该装置的声学环境内选择调谐该装置。另一个实施例可以引入灵活的折叠、伸长或缩短组件，例如波纹管，以改进与箱体有关的动态特性。由于室内的声学特性变化很大，这种在设计上的灵活性给用户提供了传统系统所没有的自由度。

附图概述