[發明專利]具有減小的后部聲波輻射的揚聲器系統

有效

• 申請號: 200710195041.0
• 申請日: 2007-12-10
• 公開（公告）號: CN101198197A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發明（設計）人: 馬蒂亞斯·克里斯特納
• 申請（專利權）人: d&b音頻技術股份有限公司
• 主分類號: H04R1/32
• 分類號: H04R1/32;H04R1/28
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳源;張天舒

技術領域

本發明涉及一種具有后部聲音抑制的揚聲器系統，更加具體地說涉及一種這種類型的低音揚聲器系統。

背景技術

低音揚聲器系統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，其對應于17m至1.7×10^-2m的波長。低頻揚聲器系統(也稱之為超低音揚聲器系統)的典型操作范圍約略是35Hz至120Hz。這對應于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構實現，所述非常寬和高的低音揚聲器結構通常是以包括多個低音揚聲器系統的陣列的形式設計的。

揚聲器系統的增強的方向性可提供各種優點。通常，增強的方向性允許減小不想要方向上的聲波發送。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特別相關的另一個優點是在揚聲器系統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，并且聲學房間模式被相當少的激發。在所述系統的輻射區域中散射聲與直達聲的改良比顯著地使低音再現更加精確。

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。它們的系統相關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(大空間或開放區域公共廣播音響系統)并不太重要，并且主要用于家用hi-fi應用。

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。內部氣體容積的電容效應連同聲阻抗的電阻效應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的按比例分配對于后部聲波輻射產生所需的轉移功能。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，首先在中聲頻中應用通過阻尼后部開口產生方向性的過程，在所述中聲頻中可獲得適當的聲阻抗材料。

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還被稱之為心形超低音揚聲器系統。為了在揚聲器系統的整個期望操作范圍上獲得對揚聲器系統后面的聲音分量的期望的消除，需要使用適當的措施來調節后部聲源的相位響應和電平分布。這需要組合信號延遲、相位和頻率響應均衡來驅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雜性。

發明內容

本發明的目的是提供一種呈現方向性聲波輻射的揚聲器系統。尤其是，所述方向性意味著是容易獲得的并且允許實現在公共廣播音響工程中所需的較高聲級。

本發明的目的是通過獨立權利要求的特征實現的。本發明的明確表達和發展在從屬權利要求中詳細說明。

根據權利要求1，一種揚聲器系統，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。

本發明是基于下列考慮做出的，即對后部聲源使用適當的聲頻諧振器而相對于前部聲源實現對于后部聲源所需的轉移響應。由帶通箱體產生的轉移功能(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移功能(頻率響應)中廣泛消除輻射到后部的聲波，并因此產生心形或超心形輻射圖案。

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域中具有相應低通響應的六階帶通濾波器。可選擇的，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生相應于四階帶通濾波器的響應，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域中音頻低通響應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)產生四階音頻高通濾波器，而閉合高通箱體實現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。

附圖說明