專利名稱：用于減少揚聲器阻抗響應(yīng)偏差的分頻電路的制作方法
用于減少揚聲器阻抗響應(yīng)偏差的分頻電路相關(guān)申請的交叉引用本申請要求在2004年11月18日提出的、名稱為"crossovercircuit (分 頻電路)"、序列號為60/629,627的美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)，在此通過 參考引入該臨時申請的全文。本申請還要求在2005年11月16日提出的、名 禾爾為"Crossover Circuit For Reducing Impedance Response Variance of a Speaker (用于減少揚聲器阻抗響應(yīng)偏差的分頻電路)"、序列號尚未知的美 國實用新型專利申請的優(yōu)先權(quán)，在此通過參考引入其全文。
背景技術(shù)：
許多揚聲器包括有"分頻電路"，即一種由電容器、電阻器和/或電感器 組成的電子網(wǎng)路。分頻電路將寬的音頻頻譜劃分成有限帶寬，以適用于單個 頻率特定的驅(qū)動器(低頻揚聲器、中頻揚聲器、高頻揚聲器等等)。分頻電 路還使得饋送至各個驅(qū)動器的能量均衡，以便于通過希望的方式處理聲音特 性。然而，分頻電路與驅(qū)動器組合會產(chǎn)生阻抗，該阻抗作為頻率的函數(shù)而會 顯著波動。結(jié)果，揚聲器的音色平衡(tonalbalance)，通常稱為頻率響應(yīng)， 會受到外部電阻，例如串聯(lián)連接到該揚聲器的另一個揚聲器或揚聲器連線的 影響。因此，即使其它的設(shè)定值(例如音量)實質(zhì)上保持不變，揚聲器放出 的聲音也可能在某一個頻率(例如2 Khz)較響亮而在另一頻率(例如200 Hz) 較輕柔。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的實施例涉及用于減少揚聲器阻抗響應(yīng)偏差的分頻電路。揚聲器 包括至少一個驅(qū)動器以及一個或多個電子元件。在沒有相關(guān)串聯(lián)電阻或阻抗 連接到揚聲器時，揚聲器具有基線阻抗和頻率響應(yīng)。用端子對將揚聲器連接 到外部元件。將揚聲器連接到外部元件會產(chǎn)生相關(guān)串聯(lián)電阻或阻抗，使得揚
聲器的頻率響應(yīng)不同于基線頻率響應(yīng)。分頻電路連接到上述輸入端子對中的 至少一個端子。分頻電路包括配置為用以減少因連接外部元件而引起的頻率 響應(yīng)偏差的電子元件。本發(fā)明上述這些以及其它目的及特征將由下面的描述和所附權(quán)利要求而 變得更加明顯，或可通過如下文所述的本發(fā)明的實踐來了解。


為了描述能夠用以獲得本發(fā)明上述和其它優(yōu)點及特征的方式，以下將參考示于附圖中的本發(fā)明的特定實施例，對上面簡略描述的本發(fā)明給出更詳細的描述。應(yīng)理解的是，這些附圖僅示出了本發(fā)明的典型實施例，不能因此而認為是對本發(fā)明范圍的限定，以下將利用附圖，以額外的特征和細節(jié)來描述 和解釋本發(fā)明，附圖中圖1A示出一個揚聲器系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括減少揚聲器的阻抗響應(yīng)偏差的 分頻電路。圖1B示出圖1A中的揚聲器系統(tǒng)，該揚聲器系統(tǒng)包括減少揚聲器的阻抗響應(yīng)偏差的分頻電路的更詳細示例性實施例。圖1C示出圖1A中的揚聲器系統(tǒng)，該揚聲器系統(tǒng)包括減少揚聲器的阻抗 響應(yīng)偏差的分頻電路的另一個更詳細示例性實施例。圖2示出在揚聲器系統(tǒng)的不同配置下，在各個頻率處所產(chǎn)生阻抗的圖形 曲線。圖3示出揚聲器在沒有相關(guān)串聯(lián)電阻時的基線頻率響應(yīng)的曲線。 圖4示出對于不同配置的揚聲器系統(tǒng)相對于圖3中曲線的頻率響應(yīng)偏差 曲線。
具體實施方式
本發(fā)明的實施例涉及用于減少揚聲器阻抗響應(yīng)偏差的分頻電路。揚聲器 包括至少一個驅(qū)動器以及一個或多個電子元件。在沒有相關(guān)串聯(lián)電阻或阻抗 連接到揚聲器時，揚聲器具有基線阻抗和頻率響應(yīng)。用端子對將揚聲器連接 到外部元件。將揚聲器連接到外部元件會產(chǎn)生相關(guān)串聯(lián)電阻或阻抗，該相關(guān) 串聯(lián)電阻或阻抗導(dǎo)致?lián)P聲器的頻率響應(yīng)不同于基線頻率響應(yīng)。分頻電路連接 到上述輸入端子對中的至少一個端子。分頻電路包括配置為用以減少因連接 外部元件而引起的頻率響應(yīng)偏差的電子元件。例如，圖1示出用于減少雙頻道揚聲器102的阻抗響應(yīng)偏差的分頻電路 101。雙頻道揚聲器102包括低頻揚聲器103和高頻揚聲器104。低頻揚聲器 103與高頻揚聲器104通過多種電路元件而彼此連接并連接到輸入端子106 和107，所述電路元件包括電容器Clll、電感器L112、電阻器R113、電容 器C114、及電感器L116。分頻電路101連接到雙頻道揚聲器102的輸入端 子106和107上，并提供與雙頻道揚聲器102的阻抗并聯(lián)的阻抗。根據(jù)雙頻道揚聲器102中的元件值，將分頻電路101的阻抗配置(或調(diào) 諧)成對應(yīng)特定頻率范圍。在該特定頻率范圍，分頻電路101減少雙頻道揚 聲器102所產(chǎn)生的阻抗的波動。也就是說，根據(jù)電容器lll、電感器112、電 阻器113、電容器114、電感器116的值和計量單位以及低頻揚聲器103和高 頻揚聲器104的電子特性參數(shù)，將分頻電路101配置(或調(diào)諧)成減少雙頻 道揚聲器102在特定頻率段的阻抗波動。圖2示出在例如類似于雙頻道揚聲器102的揚聲器系統(tǒng)的不同配置下， 在各個頻率處所產(chǎn)生阻抗的圖形曲線。曲線201表示在揚聲器系統(tǒng)不包括配 置成減少阻抗波動的分頻電路時，揚聲器系統(tǒng)的頻率響應(yīng)。如曲線201所示， 揚聲器系統(tǒng)所產(chǎn)生的阻抗在不同的頻率范圍有波動。例如，阻抗波動出現(xiàn)于圖2中以頻率范圍204示出的大約4 Hz與200 Hz 之間。如圖所示，揚聲器系統(tǒng)所產(chǎn)生的阻抗在大致為4Hz至30Hz的頻率范 圍從大約3歐姆升至7歐姆，在大致為30 Hz至60 Hz的頻率范圍從大約7 歐姆降至4歐姆，在大致為60 Hz至100 Hz的頻率范圍從大約4歐姆升至8 歐姆，并隨后在大致為100 Hz至200 Hz的頻率范圍從大約8歐姆降至3歐 姆。更顯著的阻抗波動出現(xiàn)于圖2中以頻率范圍203示出的大約200 Hz與 10 kHz之間。如圖所示，揚聲器系統(tǒng)所產(chǎn)生的阻抗在大致為200 Hz至20 kHz 的頻率范圍從大約3歐姆升至23歐姆以上，并隨后在大致為2 kHz至10 kHz 的頻率范圍從23歐姆以上降至大約6歐姆。曲線202表示在揚聲器系統(tǒng)包括配置成減少阻抗波動的分頻電路(例如 分頻電路101)時，揚聲器系統(tǒng)的阻抗響應(yīng)。該分頻電路可通過選擇具有特
定特性參數(shù)(例如4歐姆、90微法、2.0毫亨等等)的多種電子元件(例如 電阻器、電容器、電感器等等)，而配置(或調(diào)諧)成在頻率范圍203上產(chǎn) 生減少阻抗波動的效果。分頻電路所選定的電子元件可彼此串聯(lián)和/或并聯(lián)連 接。如曲線202所示，在頻率范圍204上的阻抗波動近似于曲線201。然而， 在頻率范圍203上的阻抗波動顯著減少。如圖所示，在大致為200 Hz至10 kHz 的頻率范圍阻抗從大約3歐姆升至5歐姆，波動約為2歐姆。因此，在特定 頻率范圍(頻率范圍203)，包括配置(或調(diào)諧)后分頻電路的揚聲器系統(tǒng) 的阻抗波動(以曲線202示出)顯著小于不包括配置(或調(diào)諧)后分頻電路 的同一揚聲器系統(tǒng)的波動(以曲線201示出)。因此，在將串聯(lián)電阻或阻抗 串聯(lián)連接到揚聲器上時，阻抗偏差的這種減少能夠?qū)е骂l率響應(yīng)偏差的相應(yīng) 減少。圖3示出沒有相關(guān)串聯(lián)電阻的揚聲器的頻率響應(yīng)的曲線301。如圖所示， 該頻率響應(yīng)在從100 Hz至10 kHz的范圍幾乎相同，變化值大約為4 dB。圖4示出相對于圖3所示頻率響應(yīng)的頻率響應(yīng)偏差的曲線401、 402。曲 線401表示對于具有8歐姆相關(guān)串聯(lián)電阻的同一揚聲器，相對于曲線301的 頻率響應(yīng)偏差。曲線402表示對于具有8歐姆的相關(guān)串聯(lián)電阻且包括已配置 (或己調(diào)諧)分頻電路(類似于分頻電路101)的同一揚聲器，相對于曲線 301的頻率響應(yīng)偏差。如圖4所示，在所有繪出的頻率處，包括已配置(或 已調(diào)諧)分頻電路的揚聲器的頻率響應(yīng)偏差(曲線402)均小于不包括已配 置(或已調(diào)諧)分頻電路的揚聲器的頻率響應(yīng)偏差(曲線401)。因此，在 例如頻率范圍203這樣的頻率范圍，包括己配置(或已調(diào)諧)分頻電路的揚 聲器的輸出特性參數(shù)(例如音量)更為恒定。圖1B示出揚聲器系統(tǒng)102，該揚聲器系統(tǒng)包括用以減少揚聲器頻率響應(yīng) 偏差的分頻電路101的更詳細實施例。如圖1B所示，分頻電路101包括電 感器L151、電容器C152以及電阻器R153。根據(jù)揚聲器系統(tǒng)102中各元件的 特性參數(shù)，可將分頻電路101的元件的特性參數(shù)配置(或調(diào)諧)成減少阻抗 波動，因此也減少頻率響應(yīng)偏差。例如，當(dāng)揚聲器系統(tǒng)102的元件的特性參 數(shù)類似于如下數(shù)值時Clll: 15pF， IOOV， <10%DF L112: 1.0mH， <0.50歐姆，10mm xl0mm x 58mm層疊式"I"芯R113: 3歐姆，10瓦C114: 4.7 pF， 100V，麥拉(Myler)L116: 0.40 mH， <0.30歐姆，空芯低頻揚聲器103: 5英寸，4歐姆高頻揚聲器102: l英寸，4歐姆可將分頻電路101中各元件的特性參數(shù)配置(或調(diào)諧)成類似于如下數(shù)值L151: 0.10 mH， <0.30歐姆，空芯 C132:卯nF， IOOV， <10%DF R153: 4歐姆，10瓦以便當(dāng)阻抗在某個特定頻率附近達到峰值時，將揚聲器系統(tǒng)102的阻抗 響應(yīng)修平(flatten out)。這樣，揚聲器系統(tǒng)102的頻率響應(yīng)就不易受到因為 如揚聲器連線和其它揚聲器這樣的串聯(lián)電阻和/或阻抗連接到揚聲器系統(tǒng)102 而產(chǎn)生的偏差的影響。采用分頻電路101，該分頻電路包括具有以上列舉參 數(shù)值的元件，就能夠在串聯(lián)電阻和/或阻抗連接到揚聲器系統(tǒng)102時，取得近 似于曲線202和曲線402的曲線。圖1C示出揚聲器系統(tǒng)102，該揚聲器系統(tǒng)包括減少揚聲器阻抗響應(yīng)偏差 的分頻電路101的另一個更詳細實施例。如圖1C所示，分頻電路101包括 C162和R163。 C162和R163的特性參數(shù)可配置(或調(diào)諧)成"修平"隨頻 率升高的阻抗。因此，圖1A、圖1B及圖1C中的各種分頻電路可配置(或調(diào)諧)成減 輕揚聲器固有的(例如在揚聲器設(shè)計中固有的)阻抗波動。在阻抗或電阻與 揚聲器串聯(lián)時，阻抗波動的減少能夠?qū)е骂l率響應(yīng)偏差的相應(yīng)減少，從而提 高揚聲器性能。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在回顧本說明書之后，顯而易見， 分頻電路101可包括具有各種特性參數(shù)的元件，并且上述元件可通過各種不 同的方式來配置。對分頻電路101的元件的配置可包括以串聯(lián)和并聯(lián)的方式 將各元件彼此連接。本發(fā)明可通過其它特定形式實施，而不偏離其精神或基本特性。上述實 施例在所有方面都應(yīng)被認為僅僅是說明性而非限定性的。因此本發(fā)明的范圍
是以所附權(quán)利要求而非以上述描述來表示的。落入權(quán)利要求書的等效方案的 含義和范圍內(nèi)的所有變化均處于權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種揚聲器系統(tǒng)，用于減少揚聲器的阻抗響應(yīng)偏差，所述系統(tǒng)包括 揚聲器，包括至少一個驅(qū)動器以及一個或多個電子元件；端子對，用于連接到外部元件，與外部元件的連接導(dǎo)致產(chǎn)生在多個頻率 范圍波動的串聯(lián)阻抗；以及分頻電路，連接到所述輸入端子對中的至少一個端子，所述分頻電路包 括配置在多個頻率范圍的至少一個頻率范圍減少阻抗波動的電子元件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述揚聲器包括低頻揚聲器 和高頻揚聲器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述輸入端子對用于連接揚 聲器連線。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述輸入端子對用于連接其 它揚聲器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述分頻電路以與所述揚聲 器并聯(lián)的方式連接到所述輸入端子對上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述分頻電路包括調(diào)諧成在 特定頻率范圍減少阻抗波動的電阻器和電容器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述分頻電路包括調(diào)諧成在 特定頻率范圍減少阻抗波動的電阻器、電容器、及電感器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述分頻電路包括配置成在 大約600 Hz至10 kHz的頻率范圍減少所述揚聲器的阻抗波動的電子元件。
9. 一種揚聲器系統(tǒng)，用于減少揚聲器的頻率響應(yīng)偏差，所述系統(tǒng)包括-揚聲器，包括至少一個驅(qū)動器以及一個或多個電子元件，在沒有相關(guān)串聯(lián)電阻連接到所述揚聲器時，所述揚聲器具有基線阻抗響應(yīng)；端子對，將所述揚聲器連接到外部元件，與所述外部元件的連接導(dǎo)致產(chǎn) 生相關(guān)串聯(lián)電阻，使得所述揚聲器的頻率響應(yīng)在多個頻率范圍不同于所述基 線頻率響應(yīng)；以及分頻電路，連接到所述輸入端子對中的至少一個端子，所述分頻電路包 括配置成減少所述揚聲器的固有的阻抗響應(yīng)偏差的電子元件。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述揚聲器包括低頻揚聲 器和高頻揚聲器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述輸入端子對用于連接 揚聲器連線。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述輸入端子對用于連接 其它揚聲器。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述分頻電路以與所述揚 聲器并聯(lián)的方式連接到所述輸入端子對上。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述分頻電路包括調(diào)諧成 在特定頻率范圍減少所述揚聲器的阻抗響應(yīng)偏差的電阻器和電容器。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述分頻電路包括調(diào)諧成 在特定頻率范圍減少所述揚聲器的阻抗響應(yīng)偏差的電阻器、電容器、及電感 器。
16. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述分頻電路包括配置成 在大約600 Hz至10 kHz的頻率范圍減少所述揚聲器的阻抗波動的電子元件。
17. —種揚聲器系統(tǒng)，用于減少揚聲器的阻抗響應(yīng)偏差，所述系統(tǒng)包括-揚聲器，包括至少一個驅(qū)動器以及一個或多個電子元件，在沒有相關(guān)串聯(lián)電阻被連接到所述揚聲器時，所述揚聲器具有基線頻率響應(yīng)；端子對，用于連接到外部元件，與外部元件的連接導(dǎo)致產(chǎn)生相關(guān)串聯(lián)電 阻，使得所述揚聲器的頻率響應(yīng)在多個頻率范圍不同于所述基線頻率響應(yīng)； 以及電路裝置，連接到所述揚聲器系統(tǒng)，用于減少相對于所述揚聲器的基線 阻抗響應(yīng)的阻抗響應(yīng)偏差。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述電路裝置配置成修平 隨頻率升高的阻抗。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述電路裝置配置成減小 在特定頻率處達到峰值的阻抗。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述電路裝置調(diào)諧成在特定頻率范圍減輕阻抗響應(yīng)偏差。
全文摘要
本發(fā)明的實施例涉及用于減少揚聲器阻抗響應(yīng)偏差的分頻電路。揚聲器包括至少一個驅(qū)動器以及一個或多個電子元件。在沒有相關(guān)串聯(lián)電阻或阻抗連接到揚聲器時，揚聲器具有基線頻率和阻抗響應(yīng)。用一個端子對將揚聲器連接到外部元件。將揚聲器連接到外部元件會產(chǎn)生相關(guān)串聯(lián)電阻或阻抗，導(dǎo)致?lián)P聲器的頻率響應(yīng)在多個頻率范圍不同于基線頻率響應(yīng)。分頻電路連接到所述輸入端子對中的至少一個端子。分頻電路包括配置成減少揚聲器固有的阻抗響應(yīng)偏差的電子元件，由此減少因與揚聲器串聯(lián)設(shè)置的阻抗和電阻而引起的頻率響應(yīng)偏差。
文檔編號H04R3/00GK101124848SQ200580042749
公開日2008年2月13日 申請日期2005年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月18日
發(fā)明者肯尼斯·H.·漢弗萊斯 申請人:阿佩里奧恩音頻公司