專利名稱：減小空氣擾動的開孔揚聲器系統(tǒng)和制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種揚聲器系統(tǒng)，尤其涉及具有獨特開孔或者氣孔幾何形狀的改進的揚聲器以及對揚聲器高效開孔的相應(yīng)方法。
背景技術(shù)：
箱體開孔揚聲器系統(tǒng)作為一種從給定的箱體容積獲得較佳低頻率效果的手段已經(jīng)至少流行了50年。在20世紀70年代通過Thiele和Samll的工作，在理解和分析開孔揚聲器系統(tǒng)方法作了很大的改進。雖然個人計算機的激增提高了優(yōu)化開孔揚聲器系統(tǒng)設(shè)計的能力，但實際條件常常阻礙或者阻止了優(yōu)化揚聲器系統(tǒng)設(shè)計的實際構(gòu)成。
有兩種基本的常用方法與開孔揚聲器系統(tǒng)有關(guān)，它們是管道式開孔和無源輻射器。管道式開孔方法的優(yōu)點包括制作費用低，而且在揚聲器箱體助聲板上只需要非常小的空間。另外，對空氣容量速率上沒有機械限制，機械損耗小。最后，在管道式開孔方法中沒有運動部件，因此該裝置對物理方向不敏感。
然而，這種管道式開孔方法也存在缺點。如果開孔的直徑太小，可能產(chǎn)生諸如由于空氣擾動引起的粗氣噪聲(chuffing)或者開孔噪聲等非線性現(xiàn)象。與開孔長度成比例的風(fēng)琴管共振也是一個問題，它可以從揚聲器箱體內(nèi)傳輸出不想要的中頻。另外，實現(xiàn)某些想要的低頻調(diào)諧所需要的空氣聲學(xué)質(zhì)量建議使用大直徑的管道，為了把開孔噪聲和擾動保持在可接受的最小值上，其長度就不切實際。折衷使用較小直徑的管道雖然得到較短的長度，但常常產(chǎn)生討厭的開孔噪聲，并且還可能由于擾動造成極低的效率。
對于在開孔揚聲器系統(tǒng)內(nèi)使用無源輻射器的情況，其優(yōu)點包括容易實現(xiàn)低頻調(diào)諧，沒有風(fēng)琴管共振問題。而且，基本上消除了從揚聲器箱體內(nèi)來的中頻傳輸，因具有較大的輻射表面而達到較高的效率，并且基本不存在粗氣噪聲或者開孔噪聲。
然而，使用無源輻射器方法也存在缺點，包括實現(xiàn)這種方案需較高的成本，對空氣容積速率有固有的機械限制。而且，無源輻射器對物理方向敏感，它在揚聲器助聲板上比管道式開孔方法需要更大的空間。最后，無源輻射系統(tǒng)包含了比管道式開孔更大的機械損耗，而且，懸置無源輻射器減少了系統(tǒng)的總順從性，限制了其線性度。
由于開口揚聲器內(nèi)的擾動流動產(chǎn)生的可聽噪聲是一個共同的問題。這個問題由于低頻時高聲壓級要求的高空氣容積速率而更為嚴重。另外，在某些應(yīng)用中，諸如在帶通低音揚聲器中，不存在高頻使得擾動感應(yīng)噪聲更加有害。
這里揭示和要求保護的發(fā)明克服了許多與標準管道式開孔相關(guān)的難點，實現(xiàn)了無源輻射器的許多優(yōu)點，且沒有其缺點。簡言之，本發(fā)明提供了一種技術(shù)，這種技術(shù)實現(xiàn)了與端部擴展管道式開孔提供的操作一樣的操作，但它具有幾個性能優(yōu)點，且更簡單、實現(xiàn)的成本更低。這種技術(shù)是通過在揚聲器助聲板上設(shè)置開孔來實現(xiàn)的，利用必要的額外聲學(xué)質(zhì)量以達到所希望的調(diào)諧頻率，調(diào)諧頻率是由一個或多個預(yù)定尺寸的盤或助聲板設(shè)置的，這些盤或助聲板大體上與開孔同心并相鄰，但與它間隔一預(yù)定的距離。這在兩端之一產(chǎn)生一種具有大體上為嗽叭形截面的管道，從箱體內(nèi)的空氣容積到箱體外的空氣提供一條非直線的通路。
在已進行的實驗中，已經(jīng)盡力進一步減小了尺寸、提高了基本結(jié)構(gòu)的性能。實驗已經(jīng)顯示，諸如上面討論的簡單的幾何形狀，尤其是具有高容積速率的幾何形狀在具有優(yōu)點的同時仍在平板通孔端開口之間的區(qū)域內(nèi)有一些擾動，這種擾動產(chǎn)生了損耗和聽得見的噪聲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于提供一種改進的應(yīng)用了開孔揚聲器系統(tǒng)的裝置和方法，以模仿具有獨特幾何形狀的端部擴展管道式開孔，減少空氣擾動。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種開孔或者氣孔結(jié)構(gòu)，它可以有更大的空氣量流過開孔結(jié)構(gòu)而沒有擾動，大大減少了噪聲。
簡言之，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在揚聲器系統(tǒng)的揚聲器助聲板上提供一個開孔，用一個或多個尺寸預(yù)定的圓盤或者助聲板以及大體垂直于并與之相鄰的開孔但與其間隔一預(yù)定距離的結(jié)構(gòu)提供額外的聲學(xué)質(zhì)量，以實現(xiàn)所希望的調(diào)諧頻率。這在兩端之一產(chǎn)生一種大體上為端部擴展截面的管道，從箱體內(nèi)的空氣容積到箱體外的空氣提供一條非直線的通路。而且，用一個或多個流動導(dǎo)管來阻擋停滯空氣區(qū)域，加強通過開孔/圓盤或者助聲板結(jié)構(gòu)的層流氣流，該流動導(dǎo)管基本上與開孔同心，并與圓盤或者助聲板相連，從圓盤或者助聲板向后延伸到開孔，并具有凹面或者斜面。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將通過下面結(jié)構(gòu)附圖的詳細描述變得明顯。
附圖概述

圖1是具有開孔和圓盤或者助聲板的揚聲器箱的部分剖視圖。
圖2是圖1中圖示擾動或非層流氣流區(qū)域的部開孔域的示意性剖面圖。
圖3是類似于圖2的開孔和助聲板或者圓盤裝置的剖面圖，但示出了根據(jù)本發(fā)明插入的流動導(dǎo)管。
圖4是類似于圖3的開孔區(qū)域的部面圖，但示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面通過開孔開口互連的流動導(dǎo)管。
圖5是開孔結(jié)構(gòu)對沿氣流通路行進的距離的截面面積曲線圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的開孔揚聲器箱的部分剖視圖，示出了延伸通過開孔或開孔管的流動導(dǎo)管和連接延伸體。
圖7是開孔揚聲器低音揚聲器的一個實施例的剖面圖，它具有根據(jù)本發(fā)明的原理設(shè)計的新穎開孔幾何形狀。
本發(fā)明的實施方式圖1是引入本發(fā)明的揚聲器箱的部分剖視圖。在圖1中，揚聲器系統(tǒng)包括箱體11，它具有一個前助聲板11a，適當?shù)匕惭b有一個或多個有源驅(qū)動器(未圖示)。在前助聲板上切割出一個孔構(gòu)成開孔16，開孔16的直徑為D1，深度或長度為Z1。在助聲板11a的兩側(cè)之一提供指定尺寸或者直徑為D2的圓盤或者平板17，設(shè)置成大體上垂直于開孔16，并離助聲板間隔一預(yù)定距離Z2，以獲得必需的聲學(xué)質(zhì)量來實現(xiàn)像一般開孔導(dǎo)管系統(tǒng)一樣的調(diào)諧頻率。各圓盤和助聲板之間的距離Z2是這樣選擇的，使各圓盤17和助聲板或者開孔開口16延伸形成的箱體壁之間圓筒形表面的面積接近等于開孔本身的面積。圓盤17的直徑可以根據(jù)有效的助聲板面積稍微任意選擇。僅需要助聲板和各圓盤17之間空間的外部形成的圓筒形表面的面積遠遠大于開孔面積即可。提供有短柱18或者類似的安裝結(jié)構(gòu)，以適當?shù)匕惭b圓盤或者助聲板17。短柱18應(yīng)當足夠小，對氣流的影響不大。因而，從開孔開口16的區(qū)域到箱體內(nèi)外圓盤17邊緣上的大區(qū)域的過渡較平滑。本質(zhì)上，圖1構(gòu)造得出的結(jié)果是管道所限定的空氣聲學(xué)質(zhì)量，管道的截面根據(jù)從箱體內(nèi)到外的連續(xù)(或者分段連續(xù))函數(shù)變化，并從沿中間部分的最小值向兩端的較大截面呈單調(diào)增加?？諝獾穆晫W(xué)質(zhì)量調(diào)諧到單一頻率上，并且在輻射聲音的過程中基本上作為單一質(zhì)量運動。圖1所示的構(gòu)造在兩端基本上是端部擴展的截面，構(gòu)成了從箱體內(nèi)的空氣容量到箱體外空氣沒有直線通路的結(jié)構(gòu)。
然而，結(jié)合圖1所示的結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，層流空氣的面積在平面圓盤或者助聲板17與開孔通孔16的開口上的揚聲器助聲板11a之間產(chǎn)生空氣擾動。已發(fā)現(xiàn)這種擾動會引起高容積速率的聽得見的噪聲，低頻時尤其如此。
現(xiàn)在特別參見圖2，圖2示出了揚聲器箱體的開孔和圓盤或者助聲板部件的部分剖視圖，為清楚起見，省略了安裝圓盤或者助聲板17所用的短柱18或者其它裝置。在助聲板11a和圓盤17之間延伸并延伸通過開孔16的箭頭線是為了示出在揚聲器箱內(nèi)部與通過開孔16至其空氣容積外部之間流動的氣流。
如圖2所示，把助聲板11a的邊緣弄圓，這部分在圖2中一般用標號11b示出，這種改進增加了通過開孔開口的層流。然而，仍然留有停滯空氣或者非層流的穴槽，在圖2中一般用標號21來表示。實驗已經(jīng)顯示，有了圖2所示的結(jié)構(gòu)，雖然氣流沿圖2的路徑是平穩(wěn)的，但非層流的區(qū)域21基本上停滯不動。而且，隨著通過開孔結(jié)構(gòu)的空氣速率的增加，這些區(qū)域越來越多地混入擾動氣流，產(chǎn)生聽得見的噪聲。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向考慮圖3，圖3示出了類似于圖2的開孔和圓盤結(jié)構(gòu)的部分剖視圖，但它根據(jù)本發(fā)明的一個方面引入了流動導(dǎo)管。如圖3所示，流動導(dǎo)管22固定到圓盤或者助聲板17上，并從圓盤或者助聲板17向后延伸到基本上與開孔同心的開孔開口16。如圖3所示，流動導(dǎo)管22的形狀大體上成倒置的有凹側(cè)面的圓形漏斗，或者側(cè)面也可以呈斜面。流動導(dǎo)管的用途主要是填充或者阻擋非層流21(圖2)的部分停滯區(qū)域。流動導(dǎo)管側(cè)面的曲率制成與成形排氣通孔16的邊緣的助聲板11a的圓形邊緣11b同心。這產(chǎn)生了這樣一種開孔結(jié)構(gòu)，其截面區(qū)域從中心處的最小值平穩(wěn)地向兩端的較大截面增加，但其流動特性基本保持不變，具有較高的流速。因此，可以大大減小部分停滯空氣與主氣流混合而產(chǎn)生擾動和噪聲的機率。
參見圖4，圖4示出了類似于圖3的開孔和圓盤或者助聲板結(jié)構(gòu)的剖視圖，但它示出了本發(fā)明的另一個方面，即提供了一個流動導(dǎo)管的連接體。如圖4所示，流動導(dǎo)管22固定到圓盤或者助聲板17上，并延伸入開孔開口16，但在圖4的結(jié)構(gòu)中，事實上，有兩個流動導(dǎo)管22由連接體部分23連接，以基本上提供通過開孔16的連續(xù)流動導(dǎo)管。這種結(jié)構(gòu)基本上產(chǎn)生了一種圓筒形截面，使空氣流過開孔，實際上它起到兩個有利的作用。首先，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，引導(dǎo)氣流流過似環(huán)形圓筒形截面，而不是圓形截面，這進一步減小了擾動。第二，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與諸如圖3所示的流動導(dǎo)管裝置相比，使用如圖4所示的連續(xù)流動導(dǎo)管裝置的流動特性在更寬的流速范圍內(nèi)相當一致。
根據(jù)本發(fā)明以及圖4所示的一個具體實施例，助聲板11a的厚度為1英寸，助聲板11a與圓盤17的內(nèi)邊緣之間的距離為1英寸，排氣通孔16的直徑為3英寸，助聲板圓形邊緣11b的半徑為3/8英寸，圓盤17的直徑為10英寸，其結(jié)構(gòu)為圓形，連接體23的直徑為1英寸，如上所述，流動導(dǎo)管22與連接體部分23的半徑與形成開孔開口的圓形邊緣11b的半徑同心。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的具有圖4所討論的具體裝置的尺寸的開孔結(jié)構(gòu)，其聲學(xué)質(zhì)量接近50kg/m-4。
現(xiàn)在參見圖5，圖5示出了以平方英寸為單位的開孔截面面積Sk同以英寸為單位沿著并通過圖4所示裝置的開孔開口的通路長度k的關(guān)系曲線圖。如圖5所示，圖4的開孔結(jié)構(gòu)相當于長度等于10英寸、在端部其截面超過33平方英寸、在中心處截面小于7平方英寸的等效體。并且，根據(jù)本發(fā)明原理，這種等效的開孔結(jié)構(gòu)具有比如圖5所示的等效長度和面積小得多的物理結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，已經(jīng)確定，在開孔開口或者開孔管的兩端不必設(shè)置流動導(dǎo)管或者圓盤或者助聲板。具體地說，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在許多應(yīng)用中，由于在開孔結(jié)構(gòu)的內(nèi)端擾動產(chǎn)生的噪聲將由開孔結(jié)構(gòu)本身內(nèi)的箱體有效地容納，所以只在開孔結(jié)構(gòu)的外端設(shè)置圓盤或者助聲板和/或流動導(dǎo)管就足夠了。作為一種替代方法，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在其它一些應(yīng)用中，隨著流動導(dǎo)管的延伸，甚至當連接體內(nèi)端上不包括圓盤或者流動導(dǎo)管時，在開孔或者開孔管的整個長度上把連接體固定到圓盤或者助聲板上的流動導(dǎo)管上最好。圖6示出了這種結(jié)構(gòu)。
在圖6中，箱體25有一揚聲器助聲板25a，它至少安裝有一個驅(qū)動器(未圖示)。開孔開口一般由標號26表示，它由助聲板25a內(nèi)的孔或者洞形成，并且，如圖6所示，它有一個從開孔26向后延伸到箱體25內(nèi)部的開孔或者開孔管27。根據(jù)本發(fā)明的原理，圓盤或者助聲板28與助聲板25a間隔一預(yù)定的距離，其直徑大于開孔開口26的直徑。設(shè)置一流動導(dǎo)管29，把它固定到圓盤或者助聲板28上，并向后朝箱體內(nèi)部延伸。在圖6所示的結(jié)構(gòu)中，連接體部分31固定到流動導(dǎo)管29上，并通過開孔或者開孔管27的長度向后延伸到箱體25內(nèi)。
如上所解釋的，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，把氣流引導(dǎo)通過環(huán)形圓筒截面而不是圓形截面，進一步減小了擾動，使流動特性在更寬的流速范圍內(nèi)更一致。諸如圖6所示的結(jié)構(gòu)獲得了這里發(fā)現(xiàn)的許多益處，而不會發(fā)生在箱體內(nèi)部另外安裝一個圓盤和流動導(dǎo)管所產(chǎn)生的費用。當然，這導(dǎo)致成本下降。在圖6中，沒有示出用于圓盤28、流動導(dǎo)向器29和連接體31所使用的短柱或者其它安裝裝置，但它們可以方便地設(shè)置。唯一的準則是把這種結(jié)構(gòu)固定到箱體的助聲板25a或者其它部分所用的短柱應(yīng)足夠小，以不嚴重影響氣流流過開孔和圓盤或者助聲板結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向考慮圖7，圖7示出了本發(fā)明應(yīng)用于完全的帶通型低音揚聲器系統(tǒng)的較佳實施例。在圖7中，箱體33設(shè)置有一個隔板34，把箱體內(nèi)部分成密閉腔36和開孔腔37。如圖7所示，兩個驅(qū)動器38和39安裝在隔板34上。開孔開口41設(shè)置在具有開孔或者開孔管42的腔37上，開孔或者開孔管42從開口41向后延伸到腔37內(nèi)部。設(shè)置在開孔或者開孔管兩端的是圓盤或者助聲板43和44，它們具有相關(guān)聯(lián)的流動導(dǎo)向體45和46。連接流動導(dǎo)向體并把它們延伸通過開孔管的是連接體47。為清楚起見，在圖7中沒有示出安裝圓盤和流動導(dǎo)管結(jié)構(gòu)的短柱。
在題為“帶通低音揚聲器和方法”的共同待批申請中，揭示了一種帶通低音揚聲器和設(shè)計這種揚聲器的方法，在這種方法中，確定調(diào)諧比Qtc、Qmc和tp，并把它們限制在根據(jù)實驗確定的值內(nèi)。根據(jù)該共同待批專利申請的教授，獲得的帶通單開孔低音揚聲器的平坦響應(yīng)、帶寬和效率之間具有良好的關(guān)系。意外的是，根據(jù)該共同待批申請的教授，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對驅(qū)動器使用較高運動質(zhì)量和B1乘積，可以顯著地減小箱體的體積。把該共同待批申請所揭示的內(nèi)容在此引用為參考，還應(yīng)當注意，圖7涉及一種實際的實施例，它使用了該共同待批專利申請所教授的內(nèi)容。
圖7所示的帶通型低音揚聲器的實際參數(shù)或者變量如下驅(qū)動器B1＝14.72weber.m-1Cms＝.00263m.newton-1Sd＝.0648m2Re＝4.04ohmMmd＝.170kgfs＝23.168Hzfc＝53.622Hz開孔 機箱Sp2＝48in2(密閉)V1＝1.2ft3t2＝39.6in (開孔)V2＝1.26ft3fp＝47.964Hz其中變量的定義如下B1＝驅(qū)動電動機力因數(shù)Cms＝驅(qū)動器懸置順從性Sd＝驅(qū)動器圓錐面積Re＝驅(qū)動器音圈直流電阻Mmd＝驅(qū)動器運動質(zhì)量，以千克為單位fs＝驅(qū)動器的大氣共振頻率fc＝驅(qū)動器在密閉腔內(nèi)的共振頻率Sp2＝開孔的截面積
t2＝開孔的長度fp＝開孔質(zhì)量對開孔腔的共振頻率V1＝密閉腔的容積V2＝開孔腔的容積根據(jù)上述的與本申請同日提出的共同待批專利申請教授的內(nèi)容，與圖7所示特定實施例一起使用的三個調(diào)諧比如下Qtc＝1.168Qmc＝9.116Qtp＝1.019對于圖7所示裝置相關(guān)的尺寸，箱體13的大小為26英寸乘以20.5英寸。該箱體全部深為12英寸。密閉腔36的寬度為7英寸，開孔和開孔管42的直徑為5.688英寸。圓盤或者助聲板43和44厚1/2英寸，圓盤43的直徑為8.5英寸，圓盤44的直徑為11.25英寸。流動導(dǎo)管45和46的深度為2.375英寸，形成半徑為2.875英寸的曲面。開孔或開孔管42的長度為13.625英寸。
在圖7所示的特定的帶通型低音揚聲器中，所需要的開孔聲學(xué)質(zhì)量稍大，期望的容積速率相當高。系統(tǒng)的計算模型建議開孔的直徑需要10英寸，長度需要60英寸。上面給出的開孔規(guī)格Sp2和t2可以任意選擇，使開孔結(jié)構(gòu)具有相當?shù)穆晫W(xué)質(zhì)量。然而，根據(jù)如圖7所示的本發(fā)明的較佳實施例，發(fā)現(xiàn)開孔結(jié)構(gòu)在調(diào)諧系統(tǒng)和提供具有非常小擾動所需容量速率方面提供了相當?shù)幕蛘吒训男阅?。與相當于60英寸長的、占用4700立方英寸的開孔相比，如圖7所示的這種開孔結(jié)構(gòu)的總長度只有19英寸，占用了約750立方英寸。本發(fā)明的優(yōu)點是明顯的。
雖然已經(jīng)結(jié)合特定的實施例和其例子討論了本發(fā)明，顯然，本發(fā)明的原理可以應(yīng)用于對那些例子和較佳實施例的改變，意在用所附的權(quán)利要求書來覆蓋完全落入本發(fā)明范圍內(nèi)的所有實施例。
權(quán)利要求
1.一種揚聲器系統(tǒng)，包含一個容有至少一種不同的空氣容量的箱體、至少一個安裝到所述箱體上的有源揚聲器換能器以及至少一個把所述箱體內(nèi)的空氣容量與箱體外的空氣連通以輻射聲音的無源輻射單元，其特征在于，所述至少一個無源輻射單元包含一管道，該管道的截面是按照連續(xù)的或者分段連續(xù)函數(shù)變化的，在至少一端從所述管道兩端中間的最小值增加到其至少一個所述一端的較大的截面，所述管道的變化截面區(qū)域由箱體壁上的開口或者開孔限定，所述至少一個無源輻射單元還包括一面積大于最小值的第一圓盤或者平板以及把所述圓盤或者平板安裝到開孔外，并與開孔基本上同心的安裝裝置，使所述圓盤或者平板與所述開孔的所述一端間隔預(yù)定的距離，當開口基本上沿所述圓盤或者平板的周長延伸時，在所述一端上構(gòu)成所述管道，所述安裝裝置與所述圓盤或者平板的圓周相比顯得相當小，以不足以影響氣流流過基本上沿圓盤或者平板周長延伸的開口，因而，所述管道構(gòu)成調(diào)諧到單個頻率上的空氣聲學(xué)質(zhì)量，并在輻射聲音的過程中基本上以單個質(zhì)量運動，從所述箱體內(nèi)的空氣容量到所述箱體外的空氣沒有直線通路。
2.如權(quán)利要求1所述的揚聲器系統(tǒng)，其特征在于，所述管道包括面積大于最小值的第二圓盤或者平板以及把所述第二圓盤或平板安裝成基本與開孔同心并且與相對于第一端的所述開孔的第二端間隔預(yù)定距離的安裝裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的揚聲器系統(tǒng)，其特征在于，所述第一圓盤或者平板與所述開孔之間的預(yù)定距離這樣選擇，使開孔開口周長與預(yù)定距離相乘得到的區(qū)域尺寸接近等于開孔本身的面積。
4.一種給這類揚聲器系統(tǒng)開孔的方法，該揚聲器系統(tǒng)包含一個容有至少一種不同的空氣容量的箱體、至少一個安裝在所述箱體上的有源揚聲器換能器以及至少一個把所述箱體內(nèi)的空氣容量與箱體外的空氣連通以輻射聲音的無源輻射單元，其特征在于，該方法包含下列步驟形成至少一個具有管道的無源輻射元件，該管道具有變化的截面區(qū)域，在至少一端按照連續(xù)的或者分段連續(xù)的函數(shù)從所述管道兩端中間的最小值增加到其至少一個所述一端的較大的截面，所述管道的變化截面區(qū)域由箱體壁上形成的開口或者開孔限定，把面積大于最小值的第一圓盤或者平板與開孔同心地安裝到開孔，并與開孔的所述一端間隔預(yù)定的距離，以當開口基本上沿所述圓盤或者平板的周長延伸且繞周長的開口基本上不影響氣流流過其中時，在所述一端上構(gòu)成所述導(dǎo)管，所述導(dǎo)管從而構(gòu)成調(diào)諧到單個頻率上的空氣聲學(xué)質(zhì)量，并在輻射聲音的過程中基本上以單個質(zhì)量運動，從所述箱體內(nèi)的空氣容量到所述箱體外的空氣沒有直線通路。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，通過把管道構(gòu)筑成包括面積大于最小值的第二圓盤或者平板從而形成至少一個開孔，以及把所述第二圓盤或平板安裝成基本與開孔垂直并且與相對于第一端的所述開孔的第二端間隔預(yù)定距離。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一圓盤或者平板與所述開孔之間的預(yù)定距離這樣選擇，使開孔開口周長與預(yù)定距離相乘得到的區(qū)域尺寸接近等于開孔本身的面積。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二圓盤或者平板與所述開孔之間的預(yù)定距離這樣選擇，使開孔開口周長與預(yù)定距離相乘得到的區(qū)域尺寸接近等于開孔本身的面積。
8.一種揚聲器系統(tǒng)，包含一個容有至少一種不同的空氣容量的箱體、至少一個安裝到所述箱體上的有源揚聲器換能器以及至少一個把所述箱體內(nèi)的空氣容積與箱體外的空氣連通以輻射聲音的開孔或者氣孔，其特征在于，所述開孔或者氣孔包含一管道，該管道的截面是按照箱體從內(nèi)到外連續(xù)的或者分段連續(xù)函數(shù)變化的，在從所述管道兩端中間的最小值到其至少一個所述一端的較大的截面呈單調(diào)增大，所述管道的變化截面區(qū)域由箱體壁上的開口或者開孔限定，所述至少一個開孔或氣孔還包括一面積大于最小值的第一圓盤或者助聲板以及把所述圓盤或者平板基本上垂直于開孔、與開孔的所述一端間隔預(yù)定距離地安裝的裝置，當開口基本上沿所述圓盤或者助聲板的周長延伸時，在所述一端上構(gòu)成所述管道，還包括一基本上與連接到至少一圓盤或者助聲板上的開孔同心的流動導(dǎo)管，并具有從所述圓盤或者助聲板向后延伸到所述開孔內(nèi)的曲面或者斜面，從而阻擋了停滯空氣區(qū)域，確保層流氣流，減少擾動和噪聲。
9.如權(quán)利要求8所述的揚聲器系統(tǒng)，其特征在于，所述開孔包括面積大于最小值的第二圓盤或者助聲板以及把所述第二圓盤或平板基本上垂直于開孔，并且所述開孔相對于所述第一端的第二端間隔預(yù)定距離地安裝的裝置，還包括第二流動導(dǎo)管，基本上與連接到所述第二圓盤或者助聲板的開孔同心，并向后延伸到開孔區(qū)域，所述第二流動導(dǎo)管具有曲面或者斜面，用作阻擋停滯空氣的區(qū)域，并確保層流氣流全部流過開孔，以使空氣擾動和噪聲最小。
10.如權(quán)利要求8所述的揚聲器系統(tǒng)，其特征在于，包括連接到所述第一流動導(dǎo)管并在開孔的中央內(nèi)部延伸通過其的連接體，以運動空氣環(huán)形容量把空氣引導(dǎo)通過開孔。
11.如權(quán)利要求9所述的揚聲器系統(tǒng)，其特征在于，包括沿開孔的中央部分設(shè)置、并把所述第一流動導(dǎo)管連接到所述第二流動導(dǎo)管上的連接體，以確保環(huán)形容量的空氣通過該開孔。
12.如權(quán)利要8所述的揚聲器系統(tǒng)，其特征在于，所述第一圓盤或者助聲板與所述開孔的所述一端之間的預(yù)定距離約等于開孔直徑的二分之一。
13.如權(quán)利要求9所述揚聲器系統(tǒng)，其特征在于，所述第二圓盤或者助聲板之間的預(yù)定距離約等于開孔直徑的二分之一。
14.如權(quán)利要求8、10或者12所述的揚聲器系統(tǒng)，其特征在于，還包括從開孔向后延伸到箱體內(nèi)部的管道。
15.如權(quán)利要求9、11或者13所述的揚聲器系統(tǒng)，其特征在于，還包括從開孔向后延伸到箱體內(nèi)部的管道，它具有所述第二圓盤或者助聲板，適當?shù)鼐o固到箱體內(nèi)管道一端。
16.如權(quán)利要求10所述的揚聲器系統(tǒng)，其特征在于，所述第一圓盤或者助聲板與開孔所述一端之間的所述預(yù)定距離接近等于從連接體到開孔內(nèi)的垂直距離。
17.如權(quán)利要求11所述的揚聲器系統(tǒng)，其特征在于，所述第一圓盤或者助聲板與開孔所述第一端之間的所述預(yù)定距離以及所述第二圓盤或者助聲板與開孔的所述第二端之間的預(yù)定距離都接近等于開孔直徑的二分之一。
18.一種對這類揚聲器系統(tǒng)開孔的方法，該揚聲器系統(tǒng)包含一個容有至少一種不同的空氣容量的箱體、至少一個安裝到所述箱體上的有源揚聲器換能器以及至少一個把所述箱體內(nèi)的空氣容量與箱體外的空氣連通以輻射聲音的無源輻射開孔，其特征在于，所述方法包含下列步驟形成至少一個具有管道的無源輻射開孔，該管道的截面是按照從箱內(nèi)到箱外連續(xù)的或者分段連續(xù)函數(shù)變化的，從所述管道兩端中間的最小值增加到其至少一個所述一端的較大的截面呈單調(diào)增大，所述管道的變化截面區(qū)域由箱體壁上形成的開口或者開孔限定，把一面積大于最小值的第一圓盤或者助聲板基本上垂直地安裝到開孔上，并與開孔的所述一端間隔預(yù)定距離，當開口基本上沿所述圓盤或者板的周長延伸時，在所述一端上構(gòu)成所述管道，還提供一基本上與開孔同心的流動導(dǎo)管，它具有從所述第一圓盤或者助聲板延伸到管道的曲面或者斜面。
全文摘要
提供一種開孔揚聲器系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有至少一個有源驅(qū)動器(38或39)以及一個在揚聲器箱體(33)內(nèi)的開孔開口(41)。離開開孔開口一預(yù)定距離安裝一圓盤或者助聲板(43和44)，并與之垂直，這樣得到的系統(tǒng)達到了與端部擴展導(dǎo)管開孔等效的性能，但還具有幾個優(yōu)點，并且結(jié)構(gòu)更簡單。可以與開孔同圓心地設(shè)置流動導(dǎo)管(45和46)，并固定到圓盤或者助聲板上，并向后延伸到開孔內(nèi)，阻擋停滯空氣區(qū)域，加強層流氣流。
文檔編號H04R1/02GK1158687SQ95195235
公開日1997年9月3日 申請日期1995年8月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月23日
發(fā)明者小馬修·S·波爾克, 科林·B·坎貝爾 申請人:不列顛尼亞投資有限公司