專利名稱：具有減小的后部聲波輻射的揚聲器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有后部聲音抑制的揚聲器系統(tǒng)，更加具體地 說涉及一種這種類型的低音揚聲器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
低音揚聲器系統(tǒng)典型地只具有非常低的方向性。這是因為對于 聲源來說為了具有可用的方向性，需要具有至少對應(yīng)于將被輻射的波
長的尺度。音頻帶約略從20Hz延伸至20kHz，其對應(yīng)于17m至1.7 X10—2m的波長。低頻揚聲器系統(tǒng)(也稱之為超低音揚聲器系統(tǒng))的 典型操作范圍約略是35Hz至120Hz。這對應(yīng)于10m至3m的波長。因 此，在水平和垂直平面中的有效方向性只能通過非常寬和高的低音揚 聲器結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，所述非常寬和高的低音揚聲器結(jié)構(gòu)通常是以包括多個 低音揚聲器系統(tǒng)的陣列的形式設(shè)計的。
揚聲器系統(tǒng)的增強的方向性可提供各種優(yōu)點。通常，增強的方 向性允許減小不想要方向上的聲波發(fā)送。這就噪音防止來說日益重 要，尤其是在戶外活動(例如，戶外音樂會)的情況下。
類似對于用于大空間或戶外活動的公共廣播音響系統(tǒng)特別相關(guān) 的另一個優(yōu)點是在揚聲器系統(tǒng)后面的聲級通過改進的方向性而被極 大地減小。這大大減輕了其在舞臺后部中的干擾影響。因此，可獲得 在反饋之前的較高的最大增益。
另外，封閉空間中的增強方向性減小了低音范圍中的散射聲， 并且聲學(xué)房間模式被相當少的激發(fā)。在所述系統(tǒng)的輻射區(qū)域中散射聲 與直達聲的改良比顯著地使低音再現(xiàn)更加精確。
已知若干種方法可用于改進聲源的方向性。第一種選擇是使用 雙極揚聲器。雙極揚聲器通過開放的后腔或有效打開的后腔(例如U 形或H形箱體)起作用并在前部和后部輸出反相的聲能。它們的系統(tǒng) 相關(guān)的在低頻下的嚴重電平降低意味著它們對于公共廣播音響工程 (大空間或開放區(qū)域公共廣播音響系統(tǒng))并不太重要，并且主要用于 家用hi-fi應(yīng)用。
第二種選擇是借助通過所述箱體中的后部開口定義的聲阻抗從 揚聲器的隔膜后部將所輻射的聲能輻射到箱體體中。內(nèi)部氣體容積的 電容效應(yīng)連同聲阻抗的電阻效應(yīng)一起形成一個音頻低通濾波器，所述 音頻低通濾波器通過適當?shù)陌幢壤峙鋵τ诤蟛柯暡ㄝ椛洚a(chǎn)生所需 的轉(zhuǎn)移功能。然而，在這種境況中的問題是在所需頻率范圍中選擇具 有適當屬性的聲阻抗材料。因此，首先在中聲頻中應(yīng)用通過阻尼后部 開口產(chǎn)生方向性的過程，在所述中聲頻中可獲得適當?shù)穆曌杩共牧稀?br> 用于獲得方向性聲波輻射的第三個選擇是在第一聲源后面的一 個定義距離處使用第二聲源以便消除通過第一聲源輻射到所述后部 的聲音。第二聲源的使用允許在沒有大揚聲器陣列的情況下甚至在較 低頻率下也能獲得較高的方向性。由于它們在極圖中的心形輻射特 性，這種低音揚聲器系統(tǒng)還被稱之為心形超低音揚聲器系統(tǒng)。為了在 揚聲器系統(tǒng)的整個期望操作范圍上獲得對揚聲器系統(tǒng)后面的聲音分 量的期望的消除，需要使用適當?shù)拇胧﹣碚{(diào)節(jié)后部聲源的相位響應(yīng)和 電平分布。這需要組合信號延遲、相位和頻率響應(yīng)均衡來驅(qū)動與前部 聲源相對的后部聲源。實際上，這需要用于后部聲源的專用功率放大 器通道。 一個主要缺陷在于這需要復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種呈現(xiàn)方向性聲波輻射的揚聲器系統(tǒng)。 尤其是，所述方向性意味著是容易獲得的并且允許實現(xiàn)在公共廣播音 響工程中所需的較高聲級。
本發(fā)明的目的是通過獨立權(quán)利要求的特征實現(xiàn)的。本發(fā)明的明 確表達和發(fā)展在從屬權(quán)利要求中詳細說明。
根據(jù)權(quán)利要求l， 一種揚聲器系統(tǒng)，包括前部揚聲器箱體，具 有至少一個第一揚聲器，和后部揚聲器箱體，具有至少一個第二揚聲
器。在這種情況下，所述后部揚聲器箱體是一個帶通箱體。
本發(fā)明是基于下列考慮做出的，即對后部聲源使用適當?shù)穆曨l 諧振器而相對于前部聲源實現(xiàn)對于后部聲源所需的轉(zhuǎn)移響應(yīng)。由帶通 箱體產(chǎn)生的轉(zhuǎn)移功能(音頻帶通)具有通過音頻低通濾波器在增加頻 率的方向上被限制的傳輸范圍。如下面更加詳細說明的，音頻低通濾 波器允許在后部聲源的轉(zhuǎn)移功能(頻率響應(yīng))中廣泛消除輻射到后部 的聲波，并因此產(chǎn)生心形或超心形輻射閣案。
如果后部揚聲器箱體是至少雙敞開式的帶通箱體，則例如能夠 獲得在上部頻帶限制區(qū)域中具有相應(yīng)低通響應(yīng)的六階帶通濾波器?？?選擇的，后部揚聲器箱體還能夠是單敞開式帶通箱體。單敞開式帶通 箱體產(chǎn)生相應(yīng)于四階帶通濾波器的響應(yīng)，并且同樣允許通過利用這種 帶通濾波器在上部頻帶限制區(qū)域中音頻低通響應(yīng)來衰減或消除輻射 到后部的聲波。
前部揚聲器箱體可以是高通箱體。敞開式高通箱體(低音反射 諧振器)產(chǎn)生四階音頻高通濾波器，而閉合高通箱體實現(xiàn)了二階音頻 高通濾波器。原則上，前部揚聲器箱體還能夠是帶通箱體，然而與在 后部帶通箱體的情況相比，需要朝向更高的頻率移動上部頻帶限制。


下面將借助示例使用參照附圖的典型實施例來解釋本發(fā)明，其
中
圖l表示解釋用于聲源的后向聲波衰減的示意圖2表示用于解釋后向衰減的極圖3表示用于解釋通過第二聲源消除來自第一聲源的后向聲波
的示意基本圖4表示來自第一聲源的后向聲波的頻率響應(yīng)的曲線圖5A表示具有用于消除后向聲波的低通響應(yīng)的帶通諧振器的頻
率響應(yīng)的曲線圖5B示意的表示通過低通特性(圖5A)產(chǎn)生的相位延遲的曲線
圖6表示根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的揚聲器系統(tǒng)的示意圖7表示根據(jù)本發(fā)明第二典型實施例的揚聲器系統(tǒng)的示意圖； 圖8表示帶有信號預(yù)處理的本發(fā)明揚聲器系統(tǒng)的示意圖； 圖9表示用于闡釋心形輻射特性的極圖；和
圖io表示用于闡釋超心形輻射特性的極圖。
具體實施例方式
首先，圖1將用于解釋為什么聲源的后部頻率響應(yīng)相對于前部 頻率響應(yīng)呈現(xiàn)為低通濾波特性。
圖1表示在箱體3中并入有低音揚聲器(也稱之為低音驅(qū)動器) 2的低頻聲源(超低音揚聲器)，所述箱體在后部是閉合的。概括地， 后向衰減可在后部閉合的箱體3中并入有揚聲器2并且因此揚聲器2 變成音頻單極輻射器的任何揚聲器系統(tǒng)中觀察到。后向衰減是在聲源 1的后部處的聲級(以分貝為單位)和在其前部處的聲級(以分貝為 單位)之間的差。對于給定尺寸的聲源(即，給定箱體尺寸)，衰減 與頻率相關(guān)。頻率越高，衰減越大。衰減是由于聲音輻射區(qū)域(揚聲 器2)的尺度產(chǎn)生的，隨著頻率的增加所述聲輻射區(qū)的尺度越接近所 述波長，并因此在前部出現(xiàn)輻射聲波的更大會聚。因為增加的頻率在 所述前部漸增的會聚聲波，因此隨著頻率增加向后部輻射的較少。結(jié) 果，輻射源1的后部頻率響應(yīng)相對于輻射源1的前部頻率響應(yīng)呈現(xiàn)為 低通濾波特性。
在單箱體3的情況下，在后部處的在低音范圍中的衰減非常低。 對于典型的18，，揚聲器系統(tǒng)，在70Hz處近似為-3dB。包括揚聲器系 統(tǒng)陣列的較大裝置具有較大的方向性。包括三個典型18"超低音揚聲 器的布置將產(chǎn)生近似-5dB的后向衰減，如圖2中的極圖所示。
通過一個第二、低頻聲源對輻射到后部的聲波的廣泛消除的原 理是基于后部聲源借助前部聲源通過在揚聲器系統(tǒng)的后部區(qū)域中以 反相產(chǎn)生聲場來消除輻射到后部的聲波。根據(jù)一個示例，后部聲源"等 待"從前部聲源到來的聲波以便當"它到達時"消除它。因此，在消 除點處，相對于通過前部聲源在向后方向上輻射的聲波，必須在由后 部聲源輻射的聲波中有傳播時間延遲，所述前部聲源在向后方向上輻 射的聲波對應(yīng)于180°的相位差。
之后，對于來自將由在后向方向上輻射的第二聲源消除的聲源1 的后向聲波，需要滿足兩個條件。第一，后部聲源必須具有低通濾波 形式的幅度/頻率響應(yīng)。如果不具有這種幅度/頻率響應(yīng)，則由后部聲 源l輻射的聲波的聲級分布并不會與來自前部聲源l的后向聲波的聲 級分布匹配。其次，必須設(shè)置后部聲源的傳播時間延遲使得兩個聲場 在期望的消除位置變成反相。
根據(jù)本發(fā)明，可通過選擇用于在后部輻射的聲源的適當聲頻箱 體(聲頻共振器)來實現(xiàn)所述兩個條件。圖3示意地表示具有第一、
前部聲源1和第二、后部聲源4的本發(fā)明揚聲器系統(tǒng)的基本設(shè)計。第 一聲源1具有箱體3，第二聲源4具有箱體5。被提供用于消除來自 第一聲源1的后向聲波的第二聲源4具有低通幅度響應(yīng)特性。這是整 體或至少部分的(參見圖8)通過借助于第二聲源4的箱體5進行音 頻濾波實現(xiàn)的。用于定義音頻濾波器的第二聲源的物理屬性(例如， 箱體類型、箱體尺寸等)的適當選擇允許對第二聲源4的低通幅度響 應(yīng)特性進行調(diào)整以適配來自第一聲源1的后向聲波的低通幅度響應(yīng) 特性，其結(jié)果是在揚聲器系統(tǒng)l、 4后部的期望區(qū)域消除來自第一聲 源l的后向聲波。典型的，聲源l、 4是低頻聲源，但本發(fā)明也可用 于中音頻，實際上可用于所有頻率范圍。
下面將參照圖3、 4、 5A和5B以定性的方式解釋本發(fā)明揚聲器 系統(tǒng)工作的方式。
圖4表示來自第一聲源1的后向聲波的頻率響應(yīng)，其在通頻帶 中被標準化為聲波幅度。如已經(jīng)揭示的，所述頻率響應(yīng)由于第一聲源 1的方向性而是低通濾波的，所述第一聲源的方向性隨著頻率的升高 而增強。fg代表后向聲波輻射的低通特性曲線的截止頻率。
圖5A表示向后部輻射的第二聲源2的頻率響應(yīng)的一個例子。適 當揚聲器箱體5的選擇意味著頻率響應(yīng)在高頻下具有低通響應(yīng)。借助 于例子，四階和六階帶通箱體都具有一個二階低通濾波器(它們僅僅 在其高通響應(yīng)方面存在不同)。fg代表低通特性曲線的截止頻率。最 佳的，第二聲源4的低通響應(yīng)對應(yīng)于來自第一聲源1的后向聲波的低
通響應(yīng)。也就是說圖4和5A所示的特性曲線對于所述階次的低通濾
波器和/或截止頻率(fg fg)的位置具有類似或相同的特性。由此實
現(xiàn)的效果是后部、第二聲源4隨著頻率的增加需要以要求的方式消除 較少的不想要的聲波分量。換句話說，頻率響應(yīng)調(diào)整在揚聲器系統(tǒng)1、 4后部會產(chǎn)生必要的聲級補償。
如己經(jīng)提及的，還需要在期望的消除位置X確保用于傳播時間 延遲(半周期持續(xù)時間)的條件。在預(yù)定的消除位置X，在那里出現(xiàn) 的傳播時間延遲受許多變量的影響。首先，兩個聲源l、 4之間的距 離具有特殊意義。該距離越大，向后指向的聲源4必須等待來自第一 聲源1的后向聲波的到達的時間越長。
第二個影響變量是揚聲器箱體3、 5的幾何形狀或尺寸。在大體 積揚聲器箱體3、 5的情況下，與在小體積揚聲器箱體3、 5或者那些 具有較小尺寸的揚聲器箱體的情況下相比后向聲波必須傳播更遠。
第三個影響變量是頻率。對于低頻，在揚聲器系統(tǒng)l、 4四周的 有效傳播要長于高頻。根據(jù)一個示例，低頻相比于高頻在揚聲器系統(tǒng) K4附近的較大圓弧上傳播。這在圖3中通過用于低頻的傳播路徑d'2 和用于高頻的(12表示。就第二聲源4來說，在消除位置X處對于不 同的頻率只會出現(xiàn)微小的有效傳播差，即d廣d、。
對于后向聲波的有效傳播長度的頻率相關(guān)性意味著對于第二聲 源4輻射的聲波需要在該頻率的基礎(chǔ)上進行延遲。根據(jù)本發(fā)明，這同 樣是通過第二聲源4的低通特性實現(xiàn)的。圖5B表示使用二階低通濾 波器的示例的音頻低通濾波器的相位響應(yīng)。在遠低于截止頻率fg的 低頻范圍內(nèi)，低通濾波器實際上運行類似一個恒頻延遲元件，例如具 有延遲0。在向其衰減范圍轉(zhuǎn)變的過程中，所述低通濾波器表現(xiàn)為全 通響應(yīng)，即它類似一個頻率相關(guān)延遲元件。對于更高的頻率，將獲得 比較低頻率更長的傳播時間延遲。在f^fg范圍內(nèi)的二階低通濾波器 中的相位延遲是-180° ，所述相位延遲在所述截止頻率fg處是-90° 。 當揚聲器系統(tǒng)l、 4被以適當?shù)姆绞秸{(diào)諧和設(shè)計時，該響應(yīng)允許在不 需要這種對所述后部聲源4的電子驅(qū)動信號進行濾波的情況下產(chǎn)生 心形或超心形輻射圖案。尤其是，不需要用于驅(qū)動后部聲源4的第二
功率放大器通道。
換句話說，能夠使用一個并且相同的驅(qū)動信號來驅(qū)動所述兩個 聲源1、 4，并且通過提供具有音頻低通響應(yīng)的第二聲源4和對兩個 聲源進行適當?shù)恼{(diào)諧就允許消除來自第一聲源1的后向聲波。在這種
情況下，所述音頻低通濾波器首先提示對由第二聲源4輻射的"消除
聲波"的幅度函數(shù)進行必需的頻率相關(guān)衰減，而且還產(chǎn)生適當?shù)膫鞑?br> 時間延遲，從而致使在消除位置x處兩個聲場反相。
例如，通過在輸出范圍(即，截止頻率fg的區(qū)域中)中使用二
階低通濾波器來實現(xiàn)-90°的相移并且依靠設(shè)計措施(根據(jù)其箱體體 積、揚聲器之間的距離等對兩個聲源1、 4進行調(diào)諧)產(chǎn)生剩下所需 的-90°相移而能夠產(chǎn)生確保在消除位置X兩個聲場處于反相的所需 傳播時間延遲。
應(yīng)該指出，通常，由于其在上部頻帶極限區(qū)域中的低通響應(yīng)特 性，可將任何音頻帶通濾波器用作本發(fā)明的揚聲器系統(tǒng)1、 4中的后 部聲源4。
圖6和7為借助示例的本發(fā)明的兩個典型實施例。圖6中所示 的揚聲器系統(tǒng)(超低音揚聲器系統(tǒng))具有作為揚聲器20的并入在第 一揚聲器箱體30中的低音驅(qū)動器，所述第一揚聲器箱體30不是密封 的，而是通過一個或多個通道31、 32與外部連接("敞開的")。 這種揚聲器箱體30還被稱作低音反音箱。低音反音箱30用于實現(xiàn)低 音反射諧振器，其是四階音頻高通濾波器。
低音反音箱允許以相對強大的電動驅(qū)動器使用揚聲器20。另外， 通道31、 32使箱體30的諧振頻率向較低的頻率范圍移動。這允許系 統(tǒng)在低音反射諧振器的中心頻率以上具有比在相同尺寸的閉合箱體 情況下更高的效率聲級。
所述使用的后部聲源40是具有第一腔50a和第二腔50b的帶通 箱體50。所述第一腔50a和第二腔50b都是敞開的，即是通過通道 51或52對外部開放的。這種類型的帶通箱體也被稱作雙敞開式帶通 箱體。雙敞開式帶通箱體形成一個聲頻雙諧振器，其用于實現(xiàn)六階音 頻帶通濾波器。第二低音揚聲器60位于兩個腔50a、 50b之間的隔離物70上。
因為六階音頻帶通濾波器的轉(zhuǎn)移函數(shù)與四階音頻高通濾波器的
不同之處在于一個附加的二階音頻低通濾波器(參見圖5A、 5B)， 所以按照箱體30、 40的比例和兩個揚聲器之間的距離將這些給定適 當調(diào)諧和設(shè)計的聲頻諧振器組合起來允許產(chǎn)生心形或超心形輻射圖 案，其與有源驅(qū)動的第二揚聲器60相當。應(yīng)該指出在本發(fā)明的揚聲 器系統(tǒng)的情況下，可使用用于兩個揚聲器20、 60的一個并且相同的 驅(qū)動信號80來獲得心形或超心形輻射圖案。
圖7表示第二典型實施例。第一聲源100由并入在一個閉合箱 體300中的低音揚聲器200來實現(xiàn)。閉合箱體是二階音頻高通濾波器。 所述后部的第二聲源400具有一個帶通箱體500，其包括第一腔500a 和第二腔500b。在此處所示的例子中，第一腔500a例如借助于兩個 通道501、 502而是敞開的。第二腔500b是閉合的并且包含一個低音 揚聲器。這種揚聲器箱體也被稱作單敞開式帶通箱體(因為只有一個 腔是敞開的)。它們實現(xiàn)了四階音頻帶通濾波器。由于前部低音反音 箱30，與圖7 (第二典型實施例)中所示的揚聲器系統(tǒng)相比，對于相 同的總體積和相同的帶寬圖6 (第一典型實施例)中的揚聲器系統(tǒng)可 用于獲得較高的聲級。
如已經(jīng)對于第一典型實施例(圖6)所解釋的，在上部頻帶限制 區(qū)域中的四階音頻帶通濾波器的低通特性(類似于二階低通濾波器) 獲得了根據(jù)上面的解釋具有同時幅度衰減的必需傳播時間延遲，甚至 通過按照比例和揚聲器之間的距離等對聲頻諧振器進行適當?shù)恼{(diào)諧 而能夠使用該箱體組合，以便在用于第二聲源400的驅(qū)動信號中沒有 附加的有源或無源信號處理的情況下實現(xiàn)后向聲波消除和期望的心 形或超心形輻射圖案。如在第一典型實施例的情況中，兩個揚聲器 200和600可通過一個并且相同的驅(qū)動信號800來驅(qū)動。
在所述第一典型實施例(圖6)的情況中，還可通過將第二揚聲 器箱體50的第一腔50a和第二腔50b調(diào)整為不同的諧振頻率來對諧 振器進行調(diào)諧。較低的諧振頻率應(yīng)該低于低音反射音箱30的諧振頻 率。隨后以適當?shù)姆绞竭x擇帶通諧振器的較高諧振頻率以便設(shè)置期望
的低通響應(yīng)。
在圖7所示的第二典型實施例的情況中，調(diào)諧帶通箱體500的
諧振頻率同樣允許根據(jù)需要影響音頻帶通濾波器的低通響應(yīng)(截止頻 率)。
對于諧振器除了圖6和7中所示的組合選項之外，本發(fā)明可提
供具有另外諧振器組合的揚聲器系統(tǒng)
-具有前部閉合箱體(2階高通濾波器)和后部6階帶通箱體(例 如，雙敞開式雙腔低音反音箱)的揚聲器系統(tǒng)；
-具有前部低音反音箱(4階高通濾波器)和后部4階帶通箱體 (例如，單敞開式雙腔低音反音箱)的揚聲器系統(tǒng)；
-具有前部四階帶通箱體(例如，單敞開式雙腔低音反音箱)和 后部6階帶通箱體(例如，雙敞開式雙腔低音反音箱)的揚聲器系統(tǒng)；
-具有前部6階帶通箱體(例如，雙敞開式雙腔低音反音箱)和 相同類型的前部箱體(即類似于6階帶通箱體)的揚聲器系統(tǒng)。
上面列舉中提及的諧振器組合實際上至少部分地比參照圖6和 7所述的諧振器組合更難于均衡，但同樣根據(jù)給出適當設(shè)計/比例的 本發(fā)明措施而允許抑制后向聲波。
應(yīng)該指出對列舉的聲頻諧振器進行適當?shù)恼{(diào)諧允許實現(xiàn)心形和 超心形輻射特性。另外，消除位置X的距離可通過調(diào)諧來影響和保證。 在這種境況下，應(yīng)該考慮這樣的事實即在期望消除位置X處的傳播 延遲的頻率相關(guān)性意味著本質(zhì)上完全的消除(相位延遲180。)只有 對特定的頻率才會發(fā)生。然而，實際上，在該消除位置X對于操作范 圍中的所有頻率能夠出現(xiàn)>120°的相位延遲。這確保消除位置X從不 會經(jīng)歷信號增加，但更合適的為總是-至少部分地-消除聲波。
在許多情況中，在揚聲器系統(tǒng)后面的在從3到15m的范圍中的 消除位置X將是有利的，因為該范圍例如包含舞臺上的麥克風。可選 擇的，可選擇在更大距離處(例如，在無窮遠處)的消除位置X。
圖8表示本發(fā)明的揚聲器系統(tǒng)的調(diào)諧至心形或超心形輻射圖案 的過程。如果后部聲源4的頻率和相位響應(yīng)被調(diào)諧成波長差A(yù)l = (dfl80-dr180)，則就獲得了消除位置XI，并因此獲得心形輻射圖
案，如圖9中的極圖所示。如果后部聲源4的頻率和相位響應(yīng)被調(diào)諧 成波長差A(yù)l= (dfl35-dr135)，則就獲得了消除位置X2，并因此獲 得超心形輻射圖案，如圖10中的極圖所示。在這種情況中，在對于 與前部的主輻射方向和各個消除位置Xl或X2之間的角度a的每種情 況下，dfa代表第一聲源l (100)和消除位置XI或X2之間的波長， dm代表第二聲源4 (400)和消除位置XI或X2之間的波長。圖8中 所示的包括諧振器裝置100、 400的揚聲器系統(tǒng)僅僅是一個例子，并 且可例如由第一典型實施例(圖6)中的揚聲器系統(tǒng)10、 40或通過 包含本發(fā)明原理的另一個揚聲器系統(tǒng)1、 4來代替。
如已經(jīng)提及的，本發(fā)明的揚聲器系統(tǒng)1、4僅通過根據(jù)箱體類型、 箱體尺寸、揚聲器之間的距離等對諧振器1、 4的設(shè)計進行適當調(diào)整 而不用對兩個聲源1、 4上的揚聲器提供不同的信號處理就允許獲得 心形或超心形輻射圖案。到目前還未提及的另外的影響變量是兩個揚 聲器20、 60和200、 600的相對極性及其它們的安裝方向(這兩個影 響變量相互依賴)。然而，本發(fā)明還允許在驅(qū)動路徑中借助適當?shù)拇?施來改變第二聲源4的相位響應(yīng)和聲級分布。這允許提高系統(tǒng)的可變 性，因為例如能夠在心形和超心形輻射圖案之間變化。在圖8中，公 共放大器通道6用于驅(qū)動兩個揚聲器200、 600。用于產(chǎn)生"消除聲 波"的第二揚聲器600的驅(qū)動路徑選擇性地包含延遲元件7、移相器 8和(電)低通濾波器9。延遲元件的時間延遲St、移相器8的相位 偏移Sep和低通濾波器9的濾波系數(shù)可以是變化的。所列舉的部件7、 8和9可以是無源電子部件。它們允許對本發(fā)明的揚聲器系統(tǒng)1、 4 產(chǎn)生額外的調(diào)諧性，從而允許產(chǎn)生將被"回顧地"改變或?qū)⒈徽{(diào)節(jié)適 于不同使用條件的揚聲器系統(tǒng)1、 4的通過設(shè)計保證的心形或超心形 輻射圖案。
也能夠使用兩個分離的放大器通道來驅(qū)動本發(fā)明的揚聲器系統(tǒng) 1、 4，在所述情況下根據(jù)本發(fā)明提供的音頻低通濾波器意味著目前對 于第二、后部揚聲器的電驅(qū)動信號只需要用于相對微小的信號整形或 信號失真。類似于無源電子部件，第二放大器通道也能夠用于回顧地 改變通過設(shè)計產(chǎn)生的心形或超心形輻射特性。
另外，本發(fā)明的揚聲器系統(tǒng)對于第一聲源1和第二聲源4都可
具有多個揚聲器。 一種實現(xiàn)選項包括容納在箱體3和/或箱體5中的
各自多個揚聲器。本發(fā)明的揚聲器系統(tǒng)還可以一個陣列的形式來設(shè) 計，所述陣列包括至此所述類型的具有兩個各自揚聲器箱體的單獨揚
聲器系統(tǒng)。在這種情況下，圖3中的標號3代表布置在前部的第一揚 聲器箱體陣列，標號5代表布置在后部的第二揚聲器箱體陣列。這種 陣列或者說形成可以類似方式對其應(yīng)用上述考慮和實現(xiàn)選項的可縮 放聲頻諧振器。
權(quán)利要求
1.一種揚聲器系統(tǒng)，具有前部揚聲器箱體(3，30，300)，具有至少一個第一揚聲器(20，200)，和后部揚聲器箱體(5，50，500)，具有至少一個第二揚聲器(60，600)，其中所述后部揚聲器箱體(5，50，500)是一個帶通箱體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚聲器系統(tǒng)，其中 所述揚聲器系統(tǒng)是一個低音揚聲器系統(tǒng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的揚聲器系統(tǒng)，其中 所述后部揚聲器箱體是一個至少雙敞開式的帶通箱體(500)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的揚聲器系統(tǒng)，其中 所述后部揚聲器箱體是一個單敞開式帶通箱體(50)。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述前部 揚聲器箱體是一個高通箱體(30， 300)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述前部揚聲器 箱體是一個敞開式高通箱體(30)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述前部揚聲器 箱體是一個閉合高通箱體(300)。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的揚聲器系統(tǒng)，其中通過具有 第二揚聲器的帶通箱體形成的聲源(4)的在所述揚聲器系統(tǒng)后部的 收聽位置處出現(xiàn)的頻率響應(yīng)與通過具有第一揚聲器的前部揚聲器箱 體形成的聲源(1)的在所述收聽位置處出現(xiàn)的頻率響應(yīng)合調(diào)，使得 所述兩個頻率響應(yīng)在所述帶通濾波器的低通范圍中基本上匹配。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述兩個揚聲器箱體(3， 30， 300; 5， 50， 500)物理上彼此合調(diào)，使得通過 具有第二揚聲器的帶通箱體(5， 50， 500)形成的聲源(4)的在所 述揚聲器系統(tǒng)(1， 4)后部的收聽位置處出現(xiàn)的相位響應(yīng)在特定的頻 率處相對于通過具有第一揚聲器的前部揚聲器箱體(3， 30， 300)形 成的聲源(1)的在所述收聽位置處出現(xiàn)的相位響應(yīng)基本上被偏移 180。。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述收聽 位置被選擇為是在所述揚聲器系統(tǒng)后部3到15米。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的揚聲器系統(tǒng)，其中通過相同的驅(qū)動信號(80， 800)來操作所述第一揚聲器(20， 200)和第二 揚聲器(60， 600)。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的揚聲器系統(tǒng)，具有一個放大 器，該放大器具有一個用于產(chǎn)生用于第一揚聲器(20,200)的驅(qū)動信 號和用于第二揚聲器(60， 600)的驅(qū)動信號的公共放大器通道(6)。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述用 于第二揚聲器(60， 600)的驅(qū)動信號是通過借助無源電子部件(7， 8， 9)的信號處理從所述用于第一揚聲器(20， 200)的驅(qū)動信號產(chǎn) 生的。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的揚聲器系統(tǒng)，其具有一個心 形輻射圖案。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1到13中之一所述的揚聲器系統(tǒng)，其具有一 個超心形輻射圖案。
16. —種揚聲器系統(tǒng)，具有前部揚聲器箱體(3， 30， 300)，具有至少一個第一低音揚聲 器(20， 200)，和后部揚聲器箱體(5， 50， 500)，具有至少一個第二低音揚聲 器(60， 600)，其中所述后部揚聲器箱體(5， 50， 500)是一個具 有至少兩個腔(50a，50b; 50a， 50b)的低音反射箱體(50， 500)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述后部揚聲器 箱體具有兩個低音反射腔(50a， 50b)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述后部揚聲器 箱體包括一個閉合腔(500b)和一個低音反射腔(500a)。
19. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述前 部揚聲器箱體是一個低音反射箱體(30)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16到18中之一所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所 述前部揚聲器箱體是一個閉合箱體(300)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求16到20中之一所述的揚聲器系統(tǒng)，其中 所述后部揚聲器箱體包括兩個低音反射腔(50a， 50b)，并且 所述后部揚聲器箱體(50)中的一個低音反射腔的諧振頻率低于所述前部揚聲器箱體(3， 30， 300)的諧振頻率。
22. 根據(jù)權(quán)利要求16到21中之一所述的揚聲器系統(tǒng)，其中 通過具有第二低音揚聲器(60， 600)的低音反射箱體(50， 500)形成的聲源(4)的在所述揚聲器系統(tǒng)后部的收聽位置處出現(xiàn)的頻率 響應(yīng)與通過具有第一低音揚聲器(20， 200)的前部揚聲器箱體(3， 30， 300)形成的聲源(1)的在所述收聽位置處出現(xiàn)的頻率響應(yīng)合調(diào)， 使得所述兩個頻率響應(yīng)在通過所述低音反射箱體(50， 500)產(chǎn)生的 低通范圍中基本上匹配。
23. 根據(jù)權(quán)利要求16到22中之一所述的揚聲器系統(tǒng)，其中 所述兩個揚聲器箱體(3， 30， 300; 5， 50， 500)物理上彼此合調(diào)， 使得通過具有第二低音揚聲器(60， 600)的后部揚聲器箱體(5， 50， 500)形成的第二聲源(4)的在所述揚聲器系統(tǒng)后部的收聽位置處出 現(xiàn)的相位響應(yīng)在特定的頻率處相對于通過具有第一低音揚聲器(20， 200)的前部揚聲器箱體(3， 30， 300)形成的第一聲源(1)的在所 述收聽位置處出現(xiàn)的相位響應(yīng)基本上被偏移180° 。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的揚聲器系統(tǒng)，其中所述收聽位置 被選擇為是在所述揚聲器系統(tǒng)后部3到15米。
25. 根據(jù)權(quán)利要求16到24中之一所述的揚聲器系統(tǒng)，其中 通過相同的驅(qū)動信號(80， 800)來操作所述第一低音揚聲器(20， 200)和第二低音揚聲器(60， 600)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求16到25中之一所述的揚聲器系統(tǒng)，具有一 個放大器，該放大器具有一個用于產(chǎn)生用于第一低音揚聲器(20,200) 的驅(qū)動信號和用于第二低音揚聲器(60， 600)的驅(qū)動信號的公共放 大器通道(6)。
27. 根據(jù)權(quán)利要求16到25中之一所述的揚聲器系統(tǒng)，其中 所述用于第二低音揚聲器(60， 600)的驅(qū)動信號是通過借助無源電 子部件(7， 8， 9)的信號處理從所述用于第一低音揚聲器(20， 200) 的驅(qū)動信號產(chǎn)生的。
28. 根據(jù)權(quán)利要求16到27中之一所述的揚聲器系統(tǒng)，其具有 一個心形輻射圖案。
29. 根據(jù)權(quán)利要求16到27中之一所述的揚聲器系統(tǒng)，其具有 一個超心形輻射圖案。
30. —種揚聲器系統(tǒng)，具有第一、前部聲源(1)和第二、后部聲源(4)，其中所述第二 聲源(4)已經(jīng)根據(jù)由第一聲源(1)輻射的后向聲波的幅度/頻率響 應(yīng)進行了音頻濾波。
全文摘要
一種具有減小的后部聲波輻射的揚聲器系統(tǒng)，具有前部揚聲器箱體(30)，其具有至少一個第一揚聲器(20)，后部揚聲器箱體(50)，其具有至少一個第二揚聲器(60)。所述后部揚聲器箱體(50)是帶通箱體的形式。
文檔編號H04R1/32GK101198197SQ20071019504
公開日2008年6月11日 申請日期2007年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月8日
發(fā)明者馬蒂亞斯·克里斯特納 申請人:d&b音頻技術(shù)股份有限公司