專利名稱：多模式音箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電聲放音設(shè)備，具體地說，是一種可以轉(zhuǎn)換放音風(fēng)格的多模式音箱。
在現(xiàn)有技術(shù)背景下，最常用的音箱為例相式音箱和封閉式音箱，較少見的還有空紙盆式倒相音箱和等壓驅(qū)動(亦稱帕斯卡驅(qū)動)音箱等。這些音箱各有特色，其中倒相箱以較多的優(yōu)點而成為當今音箱形式的主流。但由于這些音箱的工作狀態(tài)和放音風(fēng)格一經(jīng)定型便不易改動，更不能隨時轉(zhuǎn)換；而音樂欣賞作為一種主觀性較強的活動，不同類型的音樂所適用的放音風(fēng)格不同，不同的人所喜愛的放音風(fēng)格也不同；所以按照不同的音樂和不同的人選擇合適的放音風(fēng)格隨意轉(zhuǎn)換是一種客觀需求，而現(xiàn)有的各類音箱都難以滿足這種要求。根據(jù)專利查新和科技文獻檢索的結(jié)果，尚未發(fā)現(xiàn)能實現(xiàn)多模式自由轉(zhuǎn)換的音箱設(shè)計方案。
本實用新型的目的，就是提供一種能夠轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)以改變音箱的放音模式，實現(xiàn)多種放音風(fēng)格的轉(zhuǎn)變的多模式音箱，從而滿足不同類音樂重放和不同愛好選擇的要求。
本實用新型的基本結(jié)構(gòu)參見圖1，音箱箱體內(nèi)部由隔板G隔開，形成a、b兩室，a室一面安裝揚聲器A向外輻射聲音，隔板G上安裝另一揚聲器B,b室上有聲導(dǎo)管D向外輻射聲音。
實驗證明，低頻特性是影響音箱放音風(fēng)格的重要因素，而低頻特性又與音箱的阻尼狀態(tài)緊密相關(guān)。因此，通過改變揚聲器B的工作狀態(tài)，即可改變音箱的阻尼特性，從而形成類比對應(yīng)如下列四類的多種模式(1)B接低頻信號--等壓驅(qū)動/普通倒相箱(2)B開路(自由振動)--空紙盆音箱/書架箱(3)B并聯(lián)電阻(阻尼振動)--書架箱/閉箱(4)B短路(強阻尼振動)--閉箱上述書架箱系指低頻下限較高的小型音箱。為了實現(xiàn)這四類模式的轉(zhuǎn)換，需要由控制電路來執(zhí)行?？刂齐娐返幕驹硪妶D2，由多擲開關(guān)K控制揚聲器B的工作狀態(tài)。多擲開關(guān)亦可由數(shù)只雙擲開關(guān)或繼電器代替，或由繼電器配合相應(yīng)的遙控電路執(zhí)行控制，只要功能相同即可?？刂齐娐房梢园惭b于音箱箱體內(nèi)，亦可將其引出箱體，形成單獨的控制器，置于便于操作之處。較好的方案是將控制器置于功放內(nèi)部，將開關(guān)K的旋扭安裝在功放面板上；更好的方案是利用功放遙控電路來遙控控制器的動作，當然這需要對遙控器和執(zhí)行電路作功能擴展。如果使用電子分頻功放，則控制B所接功放即可。實踐證明(3)(4)模式間差別不大，因此可將二者合并為其中一種模式，這樣可以簡化控制電路。
a、b兩室的形狀是任意的，只要有利于安裝揚聲器，有利于聲學(xué)性能的改善，有利于外形美觀，任何合理的形狀均可采用。為了防止駐波的形成，并使箱體具有良好的強度，最好不用全矩形截面柱體，而宜采用不規(guī)則形狀截面結(jié)構(gòu)。為此隔板G可以由兩塊或多塊拼接，圖3給出了幾種較為合理的結(jié)構(gòu)形狀。
對于吸音材料的填充，與普通音箱的原則類似，且側(cè)重于實驗試聽，不再詳述。
由于要作等壓驅(qū)動用，揚聲器A、B應(yīng)該是參數(shù)一致的，但并不排除采用不同揚聲器的可能。只要電聲性能符合要求，試驗采用不同規(guī)格、不同參數(shù)的揚聲器調(diào)至良好工作狀態(tài)都是可以的。例如可以使揚聲器B尺寸小于A，使其可以從A的安裝孔進入箱體內(nèi)，這樣就可以避免使用可拆式箱體結(jié)構(gòu)。在采用相同的揚聲器A、B時，為了保證揚聲器B可以隨時拆換，應(yīng)采用可拆式結(jié)構(gòu)，圖4給出了幾種較為合理的可拆結(jié)構(gòu)；如果在揚聲器A安裝孔上開足夠大的缺口使B能夠側(cè)向進入，則不需可拆式結(jié)構(gòu)，見圖5所示。
揚聲器A、B的主要作用是重放低音，在此基礎(chǔ)上增加高、中音揚聲器，即可形成兩路至多路組合系統(tǒng)(A、B視為一路)。只要符合布局要求，或是出于聲學(xué)原則，高中音揚器可以安裝在ab兩室的任何位置。當然，如果采用全頻帶或同軸式揚聲器A，則無需另加高中音了。
由分頻網(wǎng)絡(luò)饋給揚聲器A、B的信號可以是相同的，也可以是不同的，例如可使揚聲器B的高端截止頻率更低些；即使是饋給寬頻帶的信號，由于箱體的聲學(xué)濾波作用，揚聲器B通過聲導(dǎo)管D輻射出的聲音也集中在諧振頻率附近頻段，高于諧振振頻率的聲波以極快的速率(18～24dB/oct)被衰減。但無論如何，分頻網(wǎng)絡(luò)與揚聲器負載之間應(yīng)該是阻抗匹配的，否則不會有良好的聲壓--頻率特性，為此，有必要使分頻網(wǎng)絡(luò)與音箱各模式下?lián)P聲器的工作狀態(tài)相配合。最簡單的辦法即給揚聲器A、B各接一個分頻電路，互不干擾；而較為節(jié)省的辦法則可以使用一個分頻電路，在(1)模式時A、B串聯(lián)或并聯(lián)，在(2)～(4)模式時以一電阻切換接入代替B，使負載阻抗恒定(但這樣會浪費功率，降低靈敏度)；另一種方案是在控制B的工作狀態(tài)的同時改變分頻電路的元件值使阻抗匹配，但這樣又會使控制電路復(fù)雜化。當然，采用電子分頻功放，各供一路，取消分頻電路，也不失為一種選擇。
揚聲器A、B的連接極性，應(yīng)該使二者在饋入相同的信號時，對a室施加相反的作用，即推挽工作，從而形成等壓驅(qū)動。為此需根據(jù)B的不同安裝方向來改變其連接極性。
除低頻特性影響放音風(fēng)格外，不同類高中音揚聲器亦有不同的特色，例如絲膜與金屬膜高音之間存在明顯差異。因此，在音箱上安裝兩套以上高中音揚聲器進行轉(zhuǎn)換，亦是可行方案之一，只需增加轉(zhuǎn)換開關(guān)機構(gòu)和電路，措施并不復(fù)雜。
本實用新型的優(yōu)點是明顯的。首先，由于實現(xiàn)了多種放音風(fēng)格自如轉(zhuǎn)換的要求，使得各類音樂都能得到最合適的重放，也使不同的人滿足了各自的愛好要求，從而成為一種“全能式”音箱。其次，在作(1)模式等壓驅(qū)動工作時，低頻下限擴展到很低，而所需箱體體積并不大，這樣在作為家庭影院主音箱使用時，并不需所謂的“超低音音箱”；而且由于兩只揚聲器推挽工作，低音靈敏度高，在家居環(huán)境較小音量放音時也有足夠的低頻量感。另外，與現(xiàn)有形式中常見的兩只低音揚聲器并排安裝，并(串)聯(lián)工作以提高低頻性能的技術(shù)相比，本實用新型所需箱體體積小一半左右，這對于高性能音箱的小型化設(shè)計無疑是極其有利的。


圖1為本實用新型的基本結(jié)構(gòu)，為側(cè)面透視簡化圖；圖2為控制電路原理圖，順時針方向轉(zhuǎn)換K的位置即可完成(1)～(4)模式的轉(zhuǎn)換；圖3為幾種合理的a、b室形狀及隔板結(jié)構(gòu)示意圖(側(cè)面透視)；圖4為可拆式結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為揚聲器A安裝孔開缺口使B從缺口進入示意圖；
圖6為實施方案結(jié)構(gòu)簡圖；圖7為實施方案的分頻網(wǎng)絡(luò)及控制電路。
本實用新型的一個較好的實施方案如圖6所示，采用二路分頻系統(tǒng)，A、B參數(shù)一致，隔板G由兩塊拼接成L形，使a、b兩室均為不規(guī)則形狀，A安裝孔上帶有缺口使B能側(cè)向進入，分頻網(wǎng)絡(luò)及控制電路如圖7所示，分頻電路元件值根據(jù)揚聲器在分頻點的阻抗值計算確定。a室體積根據(jù)閉箱計算公式確定，b室體積根據(jù)等壓驅(qū)動音箱計算公式確定。參考計算方法如下已知參數(shù)揚聲器諧振頻率fo，品質(zhì)因數(shù)Qo，振動半徑a，振動質(zhì)量mo，等效容積Vas，聲導(dǎo)管直徑D。
設(shè)定參數(shù)Qoc取0.5～1，最佳0.7；Qcab取0.5～0.7，最佳0.5。
求a室體積Va,b室體積Vb，聲導(dǎo)管長度L。
α=(Qoc/Qo)2-1S=π(D/2)2Va=(355a4)/(αfo2mo)Vb=Vas/(2.2999(Qcab/Qo)2-1)L=(30000S)/(Vbfo2)-(0.825√S)
權(quán)利要求1.一種多模式音箱，其特征是音箱箱體內(nèi)部由隔板(G)隔開，形成兩室(a、b)，一室(a)上安裝揚聲器(A)向外輻射聲音，另一室(b)上有聲導(dǎo)管(D)，兩室間隔板(G)上安裝另一揚聲器(B)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模式音箱，其特征是揚聲器(B)的工作狀態(tài)由控制電路控制，形成接低頻信號、開路、并聯(lián)電阻、短路多種狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多模式音箱，其特征是控制電路由功能相同的遙控執(zhí)行電路擔(dān)任。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多模式音箱，其特征是將揚聲器(B)并聯(lián)電阻和短路二種狀態(tài)取消一種，使控制電路簡化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多模式音箱，其特征是兩室(a、b)的截面形狀是不規(guī)則的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多模式音箱，其特征是隔板(G)由多塊拼接而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多模式音箱，其特征是箱體的某一部分是可拆開的，以便于拆換揚聲器(B)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多模式音箱，其特征是揚聲器(A)的安裝孔上有缺口，使揚聲器(B)可以側(cè)向進入箱體內(nèi)部。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多模式音箱，其特征是在音箱上安裝高中音揚聲器，形成多路組合系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多模式音箱，其特征是高中音揚聲器多于一套，使高中音亦可轉(zhuǎn)換風(fēng)格。
專利摘要一種多模式音箱,屬電聲放音設(shè)備。箱體內(nèi)部由隔板(G)隔開,形成兩室(a、b),a室上安裝揚聲器(A),b室上有聲導(dǎo)管(D),隔板上安裝揚聲器(B),通過改變揚聲器(B)的工作狀態(tài),即接信號、開路、并聯(lián)電阻、短路多種狀態(tài),從而改變音箱阻尼特性,形成多種放音風(fēng)格,滿足不同類音樂重放和不同愛好選擇的要求。
文檔編號H04R1/20GK2332136SQ9722473
公開日1999年8月4日 申請日期1997年8月21日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月21日
發(fā)明者楊明海 申請人:楊明海