一种被动振膜单元及其音箱的制作方法

消声室制作⼀种被动振膜单元及其⾳箱的制作⽅法
本实⽤新型涉及⼀种声学优化结构,尤其涉及⼀种弧⾯被动振膜单元及包含该被动振膜单元的⾳箱。
背景技术
⾳箱⼀般由扬声器单元、分频⽹络和箱体组成,扬声器单元是其中最重要的组成部分。通常的,扬声器属于⼀种有源辐射单元,包括振膜、磁铁、⾳圈等,利⽤振膜(纸盆)的振动去推动空⽓⽽产⽣声⾳。当⾳频信号电流流经扬声器的⾳圈时,⾳圈中⾳频电流产⽣的交变磁场与永久磁体产⽣的强恒磁场相互作⽤使⾳圈发⽣机械振动,⽽⾳圈的上下振动则带动与其紧密连接的振膜运动,使周围⼤⾯积的空⽓出现相应振动,将机械能转换成声能。扬声器的性能是决定⾳箱的性能指标和⾳质表现的关键因素。
⽬前市⾯上⾳箱,按箱体结构可分为封闭式⾳箱、倒相式⾳箱、空纸盒⾳箱等多种。倒相式⾳箱采⽤在封闭的⾳箱前⾯板上加开⼀个出⾳孔(倒相孔),并在倒向孔后⾯安装⼀段导声管(倒相管),倒相孔内的空⽓可形成⼀个附加的声辐射器。空纸盒⾳箱是在倒相式⾳箱的基础上发展的,它由⼀个扬声器和⼀个空纸盆组成,使⽤空纸盆代替了倒相式⾳箱中倒相管的位置,其⼯作原理是利⽤扬声器纸盆振动后,箱内空⽓的弹簧作⽤使空纸盆振动,并与扬声器形成共振。在扬声器⼯作时,空纸盆会顺应箱体内空⽓的变
化⽽进⾏前后移动,箱体内的空⽓并不泄露出去,因此灵敏度较⾼。⽆论倒相式还是空纸盒式⾳箱其⽬的都是将扬声器本⾝产⽣的低频辐射波反射输出,以改善低⾳效果。
随着⼈们对⾳响系统的便捷性、⼩型化越来越⼴泛的追求,⾳箱的迷你性、易携带性越来越成为⾳箱的⼀个重要发展⽅向。但是,对于迷你⾳箱⽽⾔,由于体积的限制,使⽤的扬声器不能太⼤,⼀般都在2英⼨或者2英⼨以下,低频效果被⼤幅度抑制。因此,⽬前市⾯上往往通过加设柔性悬边的扬声器振膜作为辅助发⽣,由于加设的辅助发声器不具有磁铁,俗称假喇叭,该扬声器振膜也称为被动盆,它起的作⽤是增强低⾳频段的效果。
技术实现要素:
本实⽤新型的⽬的是提供⼀种在不增加⾳箱尺⼨的情况下,可有效提⾼振膜效率的被动振膜单元⽤以辅助⾳箱低频发声,以及采⽤此被动振膜单元的迷你⾳箱。
本实⽤新型解决技术问题采⽤如下技术⽅案:⼀种被动振膜单元,所述被动振膜单元为⽆源辐射单元,其包括:⼀胴体,其可受空⽓的弹簧作⽤振动,辐射声波;⼀⽀撑辅助结构,其适于弹性的辅助⽀撑所述胴体,当所述胴体辐射声波振动时,弹性的⽀撑辅助结构随之振动,其⾄少包括:固定⽀架和折环件,所述折环件⽤来将所述胴体和所述固定⽀架相互结合,所述胴体具有弧形曲⾯,弧形曲⾯的设计突破传统的平⾯振膜结构,在产品微型化的⾳箱设计中,可以在增⼤振膜有效⾯积的同时,通
过弧形曲⾯设计,增加被动振膜单元的有效谐振⾯积,降低被动振膜单元和空⽓弹簧组成的谐振频率,以提升低⾳⾳质。
可选的,所述折环件包括固定部和折环部,所述固定部与所述固定⽀架相连,所述折环部与所述胴体相连,并可相对于所述固定部活动。
可选的,还包括配重装饰件,通过增加被动振膜单元的重量,降低被动振膜单元和空⽓弹簧组成的谐振频率,以提升低⾳⾳质。
可选的,所述配重装饰件与所述胴体相连或者⼀体成型,或者所述配重装饰件与所述折环部相连,并可随所述胴体的振动⽽振动。
可选的,所述配重装饰件和所述胴体分别固定于所述折环件的两侧。
堵漏工具可选的,所述胴体为外凸弧⾯或内凹弧⾯,内凹深度或者外凸⾼度为3mm~8mm,根据功率的⼤⼩可以适当调整合适的外凸或者内凹深度。
可选的,所述被动振膜单元为⽔滴形、圆形、椭圆形或正⽅形。
可选的,所述胴体包括中央部分和边缘部分,所述边缘部分与所述⽀撑辅助结构相连,所述胴体中央
部分的厚度不⼩于边缘部分的厚度,采⽤中央后边缘薄的设计可获得更好的频率响应及较⼩的谐波失真。
可选的,本实⽤新型提供的⾳箱包括⾄少⼀个振膜扬声器单元和被动振膜单元,所述被动振膜单元被装设于所述箱体之中,且所述胴体的其中⼀裸露于外界空⽓中,所述胴体的另⼀⾯被密封于所述⾳箱内,并保持与所述⾳箱内设的振膜扬声器单元的其中⼀⾯的空⽓联通,利⽤空纸盒⾳箱原理,在振膜扬声器⼯作时,被动振膜单元会顺应箱体内空⽓的变化⽽进⾏前后移动,提⾼⾳箱的灵敏度。displayport转hdmi
可选的,所述被动振膜单元的振动⽅向与所述振膜扬声器单元的振动⽅向相同,以使得所述被动振膜单元辐射的声波与所述振膜扬声器单元所辐射的声波发⽣共振,提⾼⾳箱效率,改善低⾳效果,并降低振膜扬声器在谐振频率附近的失真。
本实⽤新型具有如下有益效果:通过设计弧形曲⾯的被动振膜单元,增加被动振膜单元的有效谐振⾯积,并通过设计配重装饰件,增加被动振膜单元的重量,降低被动振膜单元和空⽓弹簧组成的谐振频率,有效提升低⾳⾳质、改善低⾳效果、降低振膜扬声器在谐振频率附近的失真。
附图说明
为了更清楚地说明本实⽤新型实施例或现有技术中的技术⽅案,下⾯将对实施例或现有技术描述中所
需要使⽤的附图作简单地介绍,显⽽易见地,下⾯描述中的附图仅仅是本实⽤新型的⼀些实施例,对于本领域普通技术⼈员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实⽤新型提供的⼀种现有技术中的被动盆⽰意图;
图2是本实⽤新型提供的另⼀种现有技术中的被动盆⽰意图;
图3是本实⽤新型⼀种实施例的爆炸图;
图4是本实⽤新型⼀种实施例的俯视图;
碳素纸
图5是本实⽤新型⼀种实施例a-a⽅向的剖视图;
图6是本实⽤新型⼀种实施例b-b⽅向的剖视图。
具体实施⽅式
为使本实⽤新型的⽬的、技术⽅案和优点更加清楚,下⾯将对本实⽤新型的技术⽅案进⾏详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本实⽤新型⼀部分实施例,⽽不是全部的实施例。基于本实⽤新型中的实施例,本领域普通技术⼈员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施⽅式,都属于本实⽤新型所保护的范围。
需要说明的是,术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指⽰的⽅位或位置关系为基于附图所⽰的⽅位或位置关系,仅是为了便于描述本实⽤新型⽽不是要求本实⽤新型必须以特定的⽅位构造和操作,不能理解为对本实⽤新型的限制;术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套设”应做⼴义理解,例如,可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,⼜或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术⼈员⽽⾔,可以根据具体情况理解上述术语在本实⽤新型中的具体含义。
显示器玻璃家⽤⾳箱主要⽤于家庭⾳响系统放⾳,⼀般⽤于⾯积⼩、听众少、环境安静的场合。在设计上追求⾳质的纤细、层次分明、解析⼒强;外形较为精致、美观;放⾳声压不太⾼、承受的功率较⼩,⾳箱的功率⼀般不⼤于100w,灵敏度≤90db/(w·m)。随着⼈们对⾳响系统的便捷性、⼩型化越来越⼴泛的追求,⾳箱的迷你性、易携带性越来越成为⾳箱的⼀个重要发展⽅向。迷你⾳箱应运⽽⽣。
然⽽,⼀般来说,扬声器⼝径⼤⼩与性能有很⼤的关系:⼝径越⼤,⼀般所能承受的功率越⼤,输出声功率也越⼤;⼝径越⼤,它的低频特性越好。但是,对于迷你⾳箱⽽⾔,由于体积的限制,使⽤的扬声器不能太⼤,⼀般都在2英⼨或者2英⼨以下,低频效果被⼤幅度抑制。在扬声器振膜向前推动的瞬间,振膜前⾯的空⽓被压缩⽽变得稠密,振膜后⾯的空⽓则变得稀疏;在振膜向后振动的瞬间,振膜前后的空⽓疏密状况刚好相反,也就是说,振膜前后所发出的声波,相位正好相反。当声波的频率较低时,声波的传播有很强的绕射能⼒,⼏乎⽆⽅向性。因此,扬声器的后⽅声波可绕射到振膜前⾯,
⽽在扬声器前⽅的某点听到的声⾳应是前声
波与后声波的合成。若是两声波在该点的相位相同,则该点的合成声压增⼤;若两声波相位相反,则该点的合成声压减⼩,甚⾄为零⽽听不到声⾳,这种现象称之为声短路。
因此,为了分隔扬声器的前后声波,以防⽌或减少声波短路和相位⼲涉现象,通常⼤家采⽤的解决⽅案主要是利⽤倒相式⾳箱或者空纸盆⾳箱的结构设计,通过加设扬声器振膜的⽅式辅助发声,使得扬声器纸盆振动后,在箱内空⽓的作⽤下推动空纸盆振动,并与扬声器形成共振,以起到增强低⾳频段的效果。这中⽆源辐射的空纸盆,也叫被动盆。参见图1~2,给出了两种现有技术中被动盆中平⾯膜构造。
通常,被动盆的结构由两部分组成,包括悬边及胴体,悬边⽤来将振膜和胴体相互接合,其使⽤的材质会影响扬声器的低频响应,常见的悬边主要有上凸式或下凹式的折环,折环柔软具有弹性,可以上下弯曲、伸缩运动。胴体通常均为平板状胴体或锥体状胴体,胴体具有刚性,不可以弯曲、伸缩运动。然⽽受迷你⾳箱整体尺⼨影响,振膜整体尺⼨不能太⼤,在有限尺⼨条件下,如何更好的增加振膜的有效⾯积,提⾼声源辐射效率,提⾼⾳质成为⼈们的迫切需求。
参见图3,本实⽤新型提供⼀种被动振膜单元1,该被动振膜单元1为⽆源辐射单元,即,其内不设⾳圈、磁铁⽆⾳源辐射,主要包括胴体2和⽀撑辅助结构3。其中,胴体2表⾯⼤体呈内凹或者外凸的弧
形,其可受空⽓的弹簧作⽤振动,辐射声波,弧形曲⾯的设计突破了传统的平⾯振膜结构,增加被动振膜单元的有效谐振⾯积,降低被动振膜单元和空⽓弹簧组成的谐振频率,以提升低⾳⾳质。以圆形扬声器的标准尺⼨为例,2英⼨扬声器,它的盆架半径为r=25mm,计算有效谐振⾯积时,由于为平⾯圆形,表⾯积按照圆形的表⾯积为s圆=πr2,当此平⾯胴体改进为弧⾯设计后,表⾯积s球增加到4πr2,极⼤的增加了与空⽓的接触⾯积,提升低⾳⾳质。熔断器盒
胴体2为外凸弧⾯或内凹弧⾯,优选的,其内凹深度或者外凸⾼度为3mm~8mm。在其他⼀些实施例中,根据功率、胴体2尺⼨的不同,内凹或者外凸深度也可以适应性调整。
胴体2材料的选择可以多种多样,如,可采⽤有⾼分⼦合成材料(如聚丙烯)制作的胴体2,还有铝、镁等⾦属材料制作的胴体2。对胴体2的要求主要是刚性好(不易产⽣分割振动)、具有适当的内阻尼特性(抑制谐振),但这些要求并⾮⼀定要同时满⾜。优选的,由于聚丙烯材料⽐较好的兼顾了各个⽅⾯,因⽽近年来获得较多的应⽤。
胴体2包括中央部分21和边缘部分22,边缘部分22与⽀撑辅助结构3相连,胴体2中央部分21的厚度⼤于或者等于边缘部分22的厚度,采⽤中央厚边缘薄的设计可获得更好的频率响应及较⼩的谐波失真。
参见图4-6,提供⼀种⽀撑辅助结构3,该⽀撑辅助结构3主要⽤于弹性的辅助⽀撑胴体2。当被动振膜单元1被安装于⾳箱上开始⼯作时,受到⾳箱中其他⾳源辐射或者扬声器的声波辐射,被动振膜单元
会顺应箱内空⽓的弹簧作⽤⽽进⾏前后移动,弹性的⽀撑辅助结构3随之振动。
优选的,⽀撑辅助结构3包括:固定⽀架31和折环件32,折环件32⽤来将胴体2和固定⽀架31相互结合。折环件32包括固定部321和折环部322,固定部321与固定⽀架31相连,折环部322与胴体2相连,并可相对于固定部321活动,折环部322呈拱门状,中央的中空区域形成随胴体2弹性浮动的活动空间,采⽤此结构的设计可以进⼀步减⼩对于材料韧性的依赖和选择。
在本实施例中,折环件32采⽤上凸式或下凹式设置,材料选择上可选择包括海绵边、橡胶边、布边(w形及m形)等。海绵边虽然容易获得较多低频,但速度慢、控制⼒差,且容易受⽓候潮湿影响⽽损坏,寿命较短。橡胶边亦能获得较多低频,与海绵边⼀样速度感及控制⼒较差,但使⽤寿命较长。布边能获得较佳的速度感和控制⼒,且使⽤w形布边会⽐m形布边的低频来的更好,它的使⽤寿命最长。根据使⽤场景或者适⽤条件,可以适应性选择。
为了增加被动振膜单元1的重量,降低被动振膜单元1和空⽓弹簧组成的谐振频率,优选的,还包括配重装饰件4,配重装饰件4与胴体2相连或者⼀体成型,或者配重装饰件4与折环部322相连,并可随胴体2的振动⽽振动。通常的,扬声器单元的谐振频率f0通常时扬声器的低频重放下限。它是设计制作⾳箱的重要指标。扬声器单元的谐振频率f0是指扬声器在⾃由声场中低频段阻抗值达到最⼤值时所对应的频率,f0的值与扬声器的⼝径有关,⼝径达时,f0相对较低。扬声器单元的f0可以表⽰为:
从式中可以看出,扬声器单元的振动频率与振动系统的等效劲度成正⽐;与振动系统的等效质量成反⽐。扬声器振动系统的等效质量越⼤,扬声器单元的谐振频率就越低。因此,在扬声器⼝径尺⼨确定的情况下,为了获得更好的低⾳效果,除了采⽤将平⾯胴体改为弧形曲⾯的设置以外,还可以通过调节配重装饰件的重量,配合降低扬声器的谐振频率。
在本实施例中,配重装饰件4和胴体2分别固定于折环件32的两侧。在其他实施例中,配重装饰件4可以与胴体2⼀体成型,或者与胴体2同侧安装。⽬的主要在于在有限的条件下,进⼀步降低
谐振频率。配重装饰件4的重量设计,可以根据使⽤环境的不同,需要达到的⾳质品质不同,适应性的调配、选择。
在本实施例中,被动振膜单元1整体为⽔滴形,在其他实施例中,还可以根据⾳箱产品的外观、尺⼨,适应性的调整为圆形、椭圆形或正⽅形等其他曲⾯形状。
本实⽤新型还提供⼀种包括上述弧⾯被动振膜单元的⾳箱5,在⾳箱5中设有⾄少⼀个振膜扬声器单元和上述被动振膜单元1,被动振膜单元1被装设于箱体5之中,且胴体2的其中⼀⾯裸露于外界空⽓中,胴体2的另⼀⾯被密封于⾳箱5内,并保持与⾳箱5内设的振膜扬声器单元的其中⼀⾯的空⽓联通,利⽤空纸盒⾳箱原理,在振膜扬声器⼯作时,被动振膜单元1会顺应箱体内空⽓的变化⽽进⾏前后移动,提⾼⾳箱的灵敏度。
被动振膜单元1的振动⽅向与振膜扬声器单元的振动⽅向相同,以使得被动振膜单元1辐射的声波与振膜扬声器单元所辐射的声波发⽣共振,提⾼⾳箱效率,改善低⾳效果,并降低振膜扬声器在谐振频率附近的失真。
在⼀些实施例中,⾳箱5内还铺设⼀些吸⾳材料,如薄海绵等,在⾳箱5的前⾯还可以加设⾯罩装饰,以获得美观的效果。
以上实施⽅式的先后顺序仅为便于描述,不代表实施⽅式的优劣。
以上,仅为本实⽤新型的具体实施⽅式,⽽⾮对其限制,任何熟悉本技术领域的技术⼈员在本实⽤新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实⽤新型的保护范围之内。尽管参照前述实施例对本实⽤新型进⾏了详细的说明,本领域的普通技术⼈员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术⽅案进⾏修改,或者对其中部分技术特征进⾏等同替换;⽽这些修改或者替换,并不使相应技术⽅案的本质脱离本实⽤新型各实施例技术⽅案的精神和范围。

本文发布于:2024-09-23 00:28:02,感谢您对本站的认可!

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