一種降低失真改變特性曲線的揚(yáng)聲器系統(tǒng)及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及揚(yáng)聲器系統(tǒng)，具體是一種降低失真改變特性曲線的揚(yáng)聲器系統(tǒng)及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]揚(yáng)聲器系統(tǒng)俗稱音箱，是聲音還原系統(tǒng)中的主要設(shè)備，它的品質(zhì)高低決定著整個(gè)聲音還原系統(tǒng)音質(zhì)的優(yōu)劣?，F(xiàn)有揚(yáng)聲器系統(tǒng)主要分為以下兩種:一種是有源揚(yáng)聲器系統(tǒng)，另一種是無(wú)源揚(yáng)聲器系統(tǒng)。其中，無(wú)源揚(yáng)聲器系統(tǒng)又分為以下兩種:一種是采用密閉箱結(jié)構(gòu)的無(wú)源揚(yáng)聲器系統(tǒng)，另一種是采用倒相箱結(jié)構(gòu)的無(wú)源揚(yáng)聲器系統(tǒng)。然而實(shí)踐表明，無(wú)論是哪一種無(wú)源揚(yáng)聲器系統(tǒng)，都存在總諧波失真大、頻率銜接難度大的問(wèn)題。
[0003]總諧波失真大主要是由以下四種因素造成的:一、揚(yáng)聲器自身造成的失真:1)揚(yáng)聲器紙盆厚度不均勻造成的失真:由于紙盆厚度的不均勻，當(dāng)電信號(hào)推動(dòng)音圈帶動(dòng)紙盆振動(dòng)時(shí)，紙盆厚的部分彎曲變化小，薄的部分彎曲變化大，此時(shí)揚(yáng)聲器輸出的是一個(gè)變了形的聲波。2)揚(yáng)聲器磁隙磁場(chǎng)強(qiáng)度大小不同造成的失真:揚(yáng)聲器的磁隙由導(dǎo)磁板和鐵芯組成，導(dǎo)磁板的厚度是一定的，音圈導(dǎo)線部分的寬度也是一定的。當(dāng)音圈受電信號(hào)推動(dòng)在磁隙之間運(yùn)動(dòng)時(shí)，若磁隙的磁場(chǎng)強(qiáng)度大，則電信號(hào)對(duì)音圈的推動(dòng)力大，若磁隙的磁場(chǎng)強(qiáng)度小，則電信號(hào)對(duì)音圈的推動(dòng)力小。當(dāng)音圈受到大的推動(dòng)力時(shí)，紙盆的振動(dòng)幅度會(huì)加大，當(dāng)音圈導(dǎo)線部分的寬度超出了導(dǎo)磁板的厚度后，進(jìn)入磁隙磁場(chǎng)強(qiáng)度小的區(qū)域，磁隙的磁場(chǎng)強(qiáng)度減小對(duì)音圈的推動(dòng)力就降低，此時(shí)揚(yáng)聲器輸出的是一個(gè)失真的聲波。3)揚(yáng)聲器支架共振引起的失真:揚(yáng)聲器的支架由鋼板沖壓成型或是鑄造成型。當(dāng)揚(yáng)聲器受大的電信號(hào)推動(dòng)后，紙盆的振動(dòng)幅度加大，無(wú)論哪一種支架都會(huì)在特定的頻率和振動(dòng)幅度下產(chǎn)生機(jī)械共振，造成揚(yáng)聲器支架的機(jī)械共振失真。以上失真還有一個(gè)共同點(diǎn)，就是揚(yáng)聲器紙盆的振動(dòng)幅度越大，產(chǎn)生的失真越大。二、箱體結(jié)構(gòu)造成的失真:現(xiàn)有無(wú)源揚(yáng)聲器系統(tǒng)的箱體大多呈方形結(jié)構(gòu)。從物理原理可知，揚(yáng)聲器發(fā)出的聲波是以球面波的形式在空氣中擴(kuò)散。當(dāng)揚(yáng)聲器后端發(fā)出的聲波在方形的箱體中擴(kuò)散時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生折射、反射等物理現(xiàn)象，使聲波變得雜亂無(wú)章，產(chǎn)生了箱體結(jié)構(gòu)的失真。三、箱體機(jī)械共振造成的失真:無(wú)源揚(yáng)聲器系統(tǒng)的箱體不是一個(gè)體量非常大的物體，而且它的箱體都是由板狀材料構(gòu)成，所以這種由板狀材料構(gòu)成體量較小的箱體，在揚(yáng)聲器的振動(dòng)下就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械共振。它的機(jī)械共振頻率，就發(fā)生在音頻范圍之內(nèi)。四、無(wú)源揚(yáng)聲器系統(tǒng)安裝方式造成的失真:在測(cè)試揚(yáng)聲器的特性曲線時(shí)，要在標(biāo)準(zhǔn)障板條件下測(cè)試，是為了克服所謂的聲短路。這個(gè)所謂的聲短路，其實(shí)是揚(yáng)聲器在完全自由場(chǎng)條件下產(chǎn)生的物理現(xiàn)象。當(dāng)給揚(yáng)聲器施加正的電信號(hào)時(shí)紙盆向前振動(dòng)，給揚(yáng)聲器施加負(fù)信號(hào)時(shí)紙盆向后振動(dòng)，此時(shí)在揚(yáng)聲器的邊緣，就會(huì)形成向前振動(dòng)和向后振動(dòng)聲波的空氣補(bǔ)充，使揚(yáng)聲器前端的輸出聲壓降低，因而產(chǎn)生了所謂的聲短路。但此時(shí)的揚(yáng)聲器聲波輸出，在揚(yáng)聲器平行線方向，有一組不同于揚(yáng)聲器前端和后端的聲波。由于這組聲波包含了向前和向后振動(dòng)的聲波，是一個(gè)既有聲波正弦又有聲波負(fù)弦信號(hào)的組合聲波，所以這組聲波是既真又實(shí)的。國(guó)外有人就利用揚(yáng)聲器這一特點(diǎn)，發(fā)明出一種沒(méi)有箱體的音箱，是把三組揚(yáng)聲器平行裝置在圓形網(wǎng)籠內(nèi)，每組兩只單元面對(duì)面安裝，分層固定在支架上。從以上實(shí)例可以看出，揚(yáng)聲器不但向前發(fā)出聲波，向后也同樣發(fā)出聲波。但是，傳統(tǒng)技術(shù)把揚(yáng)聲器向后端發(fā)出的聲波阻隔在了箱體內(nèi)，即便有些倒相箱的導(dǎo)向孔裝置在音箱前端，它的輸出聲波也是一個(gè)雜亂的聲波。而且導(dǎo)向孔的截面積要小于揚(yáng)聲器紙盆的表面積，被導(dǎo)引出的聲波只是揚(yáng)聲器后端聲波的一小部分，這就形成了無(wú)源揚(yáng)聲器系統(tǒng)安裝方式造成的失真。
[0004]頻率銜接難度大主要是由以下三種因素造成的:一、在無(wú)源揚(yáng)聲器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，需要首先確定箱體的幾何尺寸。當(dāng)箱體的幾何尺寸確定后，揚(yáng)聲器與箱體結(jié)合就會(huì)形成一組新的特性曲線，而這組特性曲線一旦不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，改變它是很難的。二、無(wú)源揚(yáng)聲器系統(tǒng)頻率的銜接要用到分頻器，分頻器中的電容和電感都對(duì)交流信號(hào)有移相作用。這種移相作用會(huì)在分頻器的分頻點(diǎn)周圍產(chǎn)生相位差，這些相位差會(huì)形成大的失真片，加大了系統(tǒng)的失真度。另外，采用這些器件后，會(huì)改變揚(yáng)聲器系統(tǒng)的特性曲線，也就增加了頻率之間銜接的難度。三、在三分頻無(wú)源揚(yáng)聲器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，需要采用專用的中音揚(yáng)聲器，但中音揚(yáng)聲器的輸出功率都比較小，靈敏度也比較低，它的特性曲線很難與低音揚(yáng)聲器和高音揚(yáng)聲器的頻率銜接。另外，采用多個(gè)揚(yáng)聲器后，它們后端發(fā)出的聲波在箱體內(nèi)會(huì)相互干擾，使無(wú)源揚(yáng)聲器系統(tǒng)的特性曲線更難確定，也就更增加了頻率之間銜接的難度。
[0005]基于此，有必要發(fā)明一種全新的揚(yáng)聲器系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有無(wú)源揚(yáng)聲器系統(tǒng)總諧波失真大、頻率銜接難度大的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有無(wú)源揚(yáng)聲器系統(tǒng)總諧波失真大、頻率銜接難度大的問(wèn)題，提供了一種降低失真改變特性曲線的揚(yáng)聲器系統(tǒng)及其制造方法。
[0007]本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種降低失真改變特性曲線的揚(yáng)聲器系統(tǒng)，包括面板、低音揚(yáng)聲器、高音揚(yáng)聲器、中音揚(yáng)聲器、低音共鳴腔、高音揚(yáng)聲器護(hù)罩、中音共鳴腔；其中，低音揚(yáng)聲器前后貫穿固定于面板的板面下部；高音揚(yáng)聲器前后貫穿固定于面板的板面中部；中音揚(yáng)聲器前后貫穿固定于面板的板面上部；低音共鳴腔為前端設(shè)有敞口、后端封閉的圓柱形腔體；低音共鳴腔的前端敞口端面與面板的后板面下部密閉固定，且低音共鳴腔的軸線與低音揚(yáng)聲器的軸線重合；高音揚(yáng)聲器護(hù)罩為前端設(shè)有敞口、后端封閉的箱形罩體；高音揚(yáng)聲器護(hù)罩的前端敞口端面與面板的后板面中部固定，且高音揚(yáng)聲器護(hù)罩罩設(shè)于高音揚(yáng)聲器的后側(cè)；中音共鳴腔為前端設(shè)有敞口、后端封閉的圓柱形腔體；中音共鳴腔的前端敞口端面與面板的后板面上部密閉固定，且中音共鳴腔的軸線與中音揚(yáng)聲器的軸線重合；中音共鳴腔的容積小于低音共鳴腔的容積。
[0008]工作時(shí)，由于低音揚(yáng)聲器與低音共鳴腔之間為密閉連通，且低音共鳴腔為圓柱形腔體，使得低音共鳴腔形成了一個(gè)空氣彈簧。同理，由于中音揚(yáng)聲器與中音共鳴腔之間為密閉連通，且中音共鳴腔為圓柱形腔體，使得中音共鳴腔形成了一個(gè)空氣彈簧。當(dāng)?shù)鸵魮P(yáng)聲器(中音揚(yáng)聲器)的紙盆向前振動(dòng)時(shí)，空氣彈簧給紙盆施加了一個(gè)反作用吸力，使紙盆的振動(dòng)幅度降低下來(lái)。當(dāng)?shù)鸵魮P(yáng)聲器(中音揚(yáng)聲器)的紙盆向后振動(dòng)時(shí)，空氣彈簧給紙盆施加了一個(gè)阻力，也使紙盆的振動(dòng)幅度降低下來(lái)。由于空氣彈簧的作用，無(wú)論紙盆向前振動(dòng)還是向后振動(dòng)，它都受到一個(gè)平行方向力(反作用吸力或阻力)。因此，紙盆厚度的不均勻的彎曲變化基本消失，因揚(yáng)聲器紙盆厚度不均勻造成的失真也就基本消失。同時(shí)，在空氣彈簧的作用下，音圈導(dǎo)線寬度的部分被最大限度地控制在磁隙磁場(chǎng)強(qiáng)度大的范圍，也使因揚(yáng)聲器磁隙磁場(chǎng)強(qiáng)度大小不同造成的失真基本消失。此外，由于紙盆的振動(dòng)幅度降低下來(lái)，也使因揚(yáng)聲器支架共振引起的失真基本消失。在上述過(guò)程中，由于采用了中音共鳴腔，使中音揚(yáng)聲器的輸出功率和靈敏度的選擇余地變得非常大，由此使低音揚(yáng)聲器的特性曲線和高音揚(yáng)聲器的特性曲線很容易銜接起來(lái)，從而減小了頻率銜接難度?；谏鲜鲞^(guò)程，與現(xiàn)有無(wú)源揚(yáng)聲器系統(tǒng)相比，本發(fā)明所述的一種降低失真改變特性曲線的揚(yáng)聲器系統(tǒng)通過(guò)全新結(jié)構(gòu)，一方面大幅減小了總諧波失真，另一方面大幅減小了頻率銜接難度，由此有效解決了現(xiàn)有無(wú)源揚(yáng)聲器系統(tǒng)總諧波失真大、頻率銜接難度大的問(wèn)題。試驗(yàn)表明，在輸入功率1W、輸入頻率10Hz的情形下，現(xiàn)有無(wú)源揚(yáng)聲器系統(tǒng)的失真度高達(dá)25.6%，而本發(fā)明所述的一種降低失真改變特性曲線的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的失真度在輸入功率1W時(shí)僅為1.8%。
[0009]一種降低失真改變特性曲線的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的制造方法(該方法用于制造本發(fā)明所述的一種降低失真改變特性曲線的揚(yáng)聲器系統(tǒng))，該方法是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)的