超低谐振频率音箱

本实用新型属电声转换音响领域，特别是涉及一种小体积的超低谐 振频率的倒相式音箱。

目前数码技术在音响系统中得到了广泛的应用，制造出20-20KHz 音频段内的低失真功率放大器已不困难。但是在音响的最后放声系统一 音箱而言，还是比较薄弱的环节。现在的音箱，可以说仍是处在传统音 箱的框架与模式之上，尚未能到问题的根源，也未取得突破性的进展。 以往人们对于音箱谐振问题的研究，不是在箱体以外扩音系统和电路上 做文章，就是注重和集中在安装扬声器的障板下功夫。从障板的材质、 刚度、面积及力学等方面进行改进，其效果并不显著。实际上音箱上的 扬声器电转声过程中箱体共振问题及音染的产生，不仅仅局限于障板平 面起作用，倒重要的是箱体后板及其后直角边在起主要的作用。因为声 波在空气中传播时如受到适当的不同介质平面阻挡，将会发生反射及回 音，在一个相当的空间中，来回反射的声波将会在这个共振体(空间) 的简正频率上产生共振。可以说音箱的共振原理是后板接受到后声波后 才把声波反射回到障板上的，起振的原因是由于后板正交阻挡，音染的 产生是由于后直角边地棱角处回音反射谐振驻波残留。从音箱前后左右 的四面板的位置及方向来分析，箱腔内扬声器的后声波传播过程可以看 出，障板是直接承受扬声器力学振动作用的板面，是谐振较大的板面； 左右两侧的板面方向大致与后声波传播的方面相同或呈较大相交角，不 会形成声波反射，引起谐振的条件要小些；后板平面与障板平行，并与 两侧板平面有两上90°直交角。反板的平面方向同后声波传播方向正交 90°角，是能使后声波此平面上发生反射，同时被后声波的激励易发生 谐振的部位。后两直角边的存在是谐振驻波产生及残留的部位。音箱谐 振频率是音箱据设计造型并制作为成品后，自身固有的频率特性。在音 箱设计时，通过扬声器的谐振频率与品质的密切相关确定下来的音箱谐 振频率。据有关设计资料表明，传统音箱设计时，必须在扬声器的谐振 频率F0与品质因素匹配合理的范围内，争取低值的箱体谐振频率F-3才 有实用意义。因为在必要的低箱体谐振点，才有助于拓宽频响应范围。 (但盲目的取低值会出现失直增大，振幅饱和，大动态不能重现等不良 后果。)为取得理想的性能价格比，传统音箱的谐振点都取得很高，一 般都高于低扬声器的谐振频率以上。目前许多厂家的成品音箱(扬声器) 的揩振点都在40-80HZ，基本上都高于低音扬声器的谐振点。正是由于 这一点传统音箱形成了自己不可逾越的障碍。现在为了获得超低声频的 重放，人们普遍采用的方法是使用大口径扬声器和大体积箱体。这样就 不但使成本更加昂贵而且难以在家庭中普及，另外为了获得雄厚深沉的 超低音强劲结实的重播效果。还采用了如下几种方法：如英国天朗的 GRF memor/TE扬声器使用38cm口径大单元，加上强力的AL-Comax III磁 铁来提高低音的再现；KEF则发明了“空腔藕合”设计，利用多个单元 的动作，来取得低共振失真的效果；丹麦Jamo公司的Oriel音箱采用了 双腔体单开口带通型设计，使得低频F-3限值达20HZ；是利用低音扬声 器背后的声波让它通过一个很长而且很少有反射的通道之后释放出来， 从而产生出十分深沉而丰富的低音。美国JBL HP580音箱采用了双间室 通频带(DLB)内置超低音喇叭技术，将扬声器放在箱体内部从而构成了 一种声学滤波器，可选择输出超低音成份，同时喇叭的前后负载，使扬 声器振幅不大，失真也小，(即ASC内置结构)。美国BOSE公司在家庭 Hi-Fi系统中采用气流团技术独特结构的小型超低音箱，使得在两个不 同频率的反射管之间的声音频率才能高能量的输出，在带通以外的声音 则急剧衰减了，喇叭的两面均有声负载，使得喇叭的振幅大大减小，避 免了纸盆大幅度运动时的非线性失真。英国的KEF在105/3音箱上采用了 三声室超低音(TCC)技术，利用独特箱体结构来构成声学滤波器，采用 了2只或2只以上的扬声器单元，组成双驱动反相推挽式。这是一种恒压 式，当有相同的低频重放时，这种恒压式设计的音箱体积只是单只喇叭 声箱的一半。以上几种超低音箱都是较先进和性能较好的超低音系统。 但这些系统须配备专用扩音设备，而使得在实际应用中还不能尽人满意。 例如有源伺服音箱要使用均衡器与功率放大器或者电路补偿器等，使得 其造价昂贵，失去了广泛的大众化使用的意义。内置扬声器的超低音箱， 由于其扬声器装在箱体内部，所发出的声音不是场声器本身的声音，而 是箱体内的间接声，音质不真实，加上这类音箱的频带很窄，难以与主 声音衔接，低间不自然。采用超低音箱的结构相当复杂，使其相位变化、 速度与瞬态特性有所影响。因此，从客观上说，具有广泛使用价值的， 更理想的超低音箱需要开发和发展。

本实用新型的目的是设计制造超低谐振频率音箱，以克服目前音箱 行业中的音箱固有谐振频率较高的缺点，获得小体积音箱下超低音重放。

本实用新型的目的是这样达到的：超低谐振频率音箱，由箱体(1) 构成，本实用新型的特征在于：所述的箱体(1)的后板(5)的横截面成前 宽后窄的槽状，并与两块侧板(12)的箱内竖直面交角大于90°，箱体(1) 的倒相孔(4)前固定有稍离开倒相孔(4)的平面挡板(2)。箱体(1)的后反 与两侧板(12)的箱内竖直面交角在95°-170°之间。平面挡板(2)离倒相 孔(4)的距离在1-5厘米之间。

采取以上措施的本实用新型，体积小，自身有良好的抗振能力，可 控制低频谐振，同时能把音箱的谐振频率向下限值降低，即音箱的揩振 频率比低音扬声器谐振频率还低10-20H或更低。从而延伸了扬声器下 限工作起点，拓宽了低频响应，消除或减少低音由于谐振造成的影响， 增强了低音的真声还原，威猛的气势与柔和的音俱全，极高的低音声 质，实现了小音箱发出大音箱的效果，只因体积小，声压不同而已。这 对于开拓小音箱大口径扬声器而获得更低更纯厚的低频响应具有突出的 意义。本实用新型结构简单、制作空易、不需要特别昂贵扬声器和其他 的贵重材料，用料少，成本低，工艺简单。本实用新型不需配备昂贵的 专用或辅助设备，箱体本身具有与扬声器吻合匹配的功能，实现超低音 重放。使用真空毫伏计和信号发生器对本实用新型测试结果如下表：

本实用新型(8寸音箱)谐振点实测汇总表

从表可以看出对10寸音箱其谐振只有14HZ，它的下限工作起点为 14HZ，这样低的谐振点是在超低频段工作下限范围。在测试时，用低 频发生器的正弦波0.4V输入信号，一个10寸箱从1HZ开始逐次加大频 率，声音变大，加到20HZ时声音已很清楚了，并有一定的声压输出。 在那超低频的放声中，听不到声音时，也未见振盆乱振，而是前后抖 动一致。当采用雨果发烧CD的测试信号播放时，S6.5音箱就可以听到 第一挡位25HZ的声音，只是音量小于10寸箱，可见本实用新型能使S6.5 扬声器放出25HZ的声音来。用10寸箱播放测试信号，从25HZ开始就很 清楚的听到声音，并有一定的声压调整加大频率时房间内的物品共 振强烈，音箱(扬声器)未见起振。本实用新型使用的扩声系统及扬声 器全为国产设备。在安装一以GQW-10四分频音箱用来做家庭影院音响 放音时，低音重放表现出自然，其威猛的气势、柔和温声打击有力 逼真，锣声清脆，琴声尾声如同真实乐器一样，显出低音柔和，中音 明亮，高音清晰，使人获得身临演奏现场的逼真感受。效果是令人满 意的。

以下再结合附图对本实用新型作进一步详述：

附图1是本实用新型的外形图；

附图2是本实用新型的主视图；

附图3是附图2中的A-A剖视图；

附图4是附图2中的B-B剖视图；

附图5是附图2揭开平面挡板(2)后的主视图；

附图6是本实用新型三分频实施例的主视图；

附图7是附图6的C-C剖视图；

附图8是附图6的D-D剖视图；

附图9是本实用新型分离式四分频实施例主视图；

附图10是附图9-E-E剖视图；

附图11是附图9的F-F剖视图；

参考以上附图。附图1、附图2、附图3、附图4和附图5给出了本 实用新型的具体结构。本实用新型所采用的材料可以是木材、塑料或 其他成形刚性的材料。本实用新型属倒相式种类的音箱，其参数设计、 成形后采取适当的措施减振和吸音、倒相孔的设计，都和传统常规的 倒相式音箱一样，倒相孔(4)一般在音箱体(1)底部，可以是矩形或圆 形，扬声器孔(3)装置扬声器。本实用新型与传统倒相式音箱的第一 个不同之处是箱体(1)的后板(5)的横截面成前宽后窄的槽状，并与两 块侧板(12)的箱内竖直面交角大于90°，附图3对附图2作水平剖视后 给出了后板(5)与两块侧板的位置关系：后板(5)的横截面与二块侧板 (12)的横截面交角大于90°，可在95°-170°之间取值，一般在135° -150°为佳。本实用新型与现有倒相式音箱另一个不同之处是在倒相 孔(4)前固定有一块平面挡板(2)。平面挡板(2)的作用，使被展宽频 率的后声波形成气压差向外排气时被阻挡，形成在倒相孔内腔起二次 谐振作用，声波变为原来的相位反回箱腔内自身抵消，同时使扬声器 振盆尽快复回原位，减少振幅失真，加强超低音密度。适当调整平面 挡板(2)和音箱体(1)障板的距离，可以取得声压和低音效果的满意值， 一般情况下，8寸喇叭的本用新型，其距离2-4厘米之间为宜。附图6、 附图7和附图8给出了本实用新型三分频的实施例，该实施例外形呈长 方体，采取两块平板(10)与侧板(12)斜交并将音箱后直角的空隙填充 结实，这样同时增固了箱体(1)的刚度。低音喇叭孔(6)。中音喇叭孔 (8)和高音喇叭孔(7)分别装置上相应种类的喇叭后，即构成了一个三 分频组合音箱。附图9。附图10和附图11给出了本实用新型分离式四 分频实施例，该实施例除了具有箱体(1)作为超低谐振频率音箱外， 还具有封闭式箱体(11)作为中音。中高音和高音重放音箱，在低音喇 叭孔(6)，中音喇叭孔(8)。高音喇叭孔(7)和中高音喇叭孔(9)上装置 上相应种类的扬声器，即可组成本实用新型的四分频音箱，该实施例 可使各频段的音像的声像定位更为准确，可灵活调整因各扬声器盆深 差异引起的波前不同，同时还可增大箱体(1)的实际内容积，加重低 音效应。并明显减少中音喇叭和高音喇叭盆架振动引起的音染，使各 频段的重放更为纯正。