专利名称：液压活塞式音箱的制作方法
技术领域：
本发明技术领属于音箱的设计方法和构造方案。
目前，音箱设计复杂，技术要求高，结构由气体和固体组成。气体就是空气；固体包括箱体、扬声器、分频器等等。这些音箱都难以做到体积小，音质又好的情况。
于上有技术中的不足，本发明的目的就是提供一种技术要求低、设计简便、构造上加入液体，使箱体体积小，音质又好的音箱制作方案。
人耳的听觉范围为下限20Hz—上限20KHz，在音箱中重放高音20KHz都能做到，只要高音扬声器能达到20KHz就行。对于重放低音20Hz，就是我们制作音箱的目的。决定音箱低音效果优劣有两个；一个是静态参数——下限频率、另一个是动态参数——瞬间响应，在设计音箱时。我们希望下限频率越低越好。而对于瞬间响应，则希望达到
图1—1所示情况，此时音箱的品质因数Q＝0.707为最佳阻尼状态，这两个参数，对音箱起决定性作用，是箱体设计的关键所在。下面我们来看它们互相关系，密闭音箱由下述公式计算foc=fo2+355a4mov]]>其中foc是下限频率fo是低音扬声器谐振频率mo是低音扬声器振动质量a是低音扬声器有效振动半径v是音箱的净容积由上式可以看出，foc是由四个参数决定，但是，当我们选定扬声器品牌和型号之后，fo、mo和a这三个参数都已确定下来，设计者已无能为力，只剩下箱体净容积v可以由设计者确定，由上式可知，v与foc2呈一定反比例关系，v越大，foc越低，但过大的箱体会导致瞬态特性变差，如图1-2所示，箱体也不能过小，过小的容积会使音箱处于深度欠阻尼状态如图1-3所示。所以下限频率和瞬间响应这两个参数是互相牵制的，传统的音箱设计就是在这两方面综合考虑，使音箱的品质因数Qoc＝0.707液压活塞式音箱理论认为Qoc＝0.707的阻尼状态，还不是最好的，还没有使低音扬声器系统充分的发挥。还有一种状态——自由阻尼自由容积状态。它能使低音效果更下限，灵敏度更高，箱体容积更小，能最大限度挖掘扬声器潜力。
本音箱发明标准结构原理如图2所示，音箱分为A室和B室，A为低音扬声器安装室，B室为活塞室，其中1半透明橡胶管，2液体水活塞，3铜管活塞接头，4橡胶管夹头，B活塞室由四个活塞组成，贴在箱体的背面，活塞是由橡胶管一端用铜管接通音箱容积，弯成中间低的弧形，中间加液体——水，使音箱容积空气与外界空气隔绝，水起活塞作用，可使A室的容积随低音扬声器振动自由调节箱体容积，并对低音扬声器加载，增大低音扬声器振动质量，使音箱频率下限。实行扬声器振动软着陆，改善音箱灵敏度，瞬态失真，消除共振等等。活塞室的作用是由橡胶管膨胀、紧缩和水活塞左右运动共同完成。活塞室加载大小是随低音扬声器振幅大小成正比，振幅大时，水活塞升高，水质量越重，水加载就重，下限频率越低，低音效果就越好。
本音箱发明设计技术要求是箱体要密闭、低音扬声器和高中音扬声器要隔开密闭，箱体大小原则是可安装下扬声器就行，箱体尺寸比例不可为整数倍，以免声染色。四个活塞管工作容积大于低音扬声器在音箱额定功率振幅容积，即有效振动面积×振幅距离＝振幅容积，在音箱做好后测得一般为几毫米。橡胶管直径1.2—1.8厘米都可，活塞水量越小越好，便于活动，起到密闭效果就行。音箱做好后，可调节橡胶管弧度或者活塞液量、橡胶管直径改变灵敏度，低音效果。
现在，我们来看本音箱发明的两个重要参数静态参数——下限频率。低音扬声器工作时，带动空气振动橡胶管壁膨缩、水活塞左右运动，这样，可以看成低音扬声器带动水活塞，就增大扬声器振动质量。由上述公式得知，振动质量和下限频率成反比例，所以频率进一步下限。
动态参数—一瞬间响应。当有一个瞬间信号来临时，A室负载加于低音扬声器，活塞室有一个瞬间滞后，其瞬态会出现如图3所示情况，其中a为最佳阻尼响应曲线，b为变容积阻尼响应曲线，由于活塞室滞后的原因，仅有A室内空气作用于低音扬声器，此时，音箱处于欠阻尼状态，图3中b响应曲线斜率最大，表示振膜振动速度最快，在t1时间后，由于活塞室迅速作用低音扬声器振膜，音箱迅速恢复到正常阻尼状态，曲线斜率逐渐下降，表示振膜逐渐下降，并恢复到正常阻尼速度，由于活塞室作用图1-3所看到的曲线下降未端的拖尾现象被有效抑制，实行振膜软回位，这样说明瞬态变好。
本音箱发明和现有技术相比有如下优点和积极效果。
(一)本发明首次应用液体(水)做音箱的活塞，从而使音箱的容积可变，阻尼可变。改变传统音箱设计方法传统音箱是由气体和固体构成。本发明应用液体，也改变传统的构成方案。从而，使音制作进入一个新的领域、新的概念。
(二)本发明和传统比较具有设计简单，技术要求不高，体积小，造价低廉。
(三)本发明和现有技术比较重放音场宽阔，低频灵敏度高，解析力好，有效减少扬声器振幅，箱内不会产生驻波，有效避免声短路和相互干涉现象。尽量挖掘扬声器潜力。
图4为本发明音箱实验品结构，低音珠江牌YD-300mm 80W，中音飞乐牌YDQZ20-4 40W，高音天籁牌TL10-10S 15W，佳讯牌三分频器L-380，分频频率为900HZ，5000HZ。箱体净容积约为50升，活塞橡胶管用医疗用的直径12mm，每个胶管长260mm，活塞水量每个约长10mm，越短越好，接头铜管约70mm，在1Cmm处弯成90度，箱体用厚18mm高密板，胶水粘贴，每隔50mm用木镙丝固紧，用沥青浇灌箱体里面五个面，再贴20mm厚海棉，不要堵住活塞孔，以免气流不畅，安装面板时，要用玻璃密封胶密封，用木镙丝固紧，最后用AB固化胶，密封铜接头与箱体接处地方和扬声器四周及接线盒四周，严防漏气。活塞开孔要对称，即左边二个孔，右边两个孔，使低音扬音器声压平衡，在孔的对称边要装夹子，好固定橡胶管的弧度。
在图4中(4-1)为正面(4-2)为侧面剖视图(4-3)为背面图其中1.高音安装孔2.中音安装孔3.低音安装孔4.海棉 5.柏油沥青6.接线盒孔7.活塞孔8.铜管接头9.橡胶管10.水活塞 11.固定夹子该实验音箱额定功率100W，试听时，用功率100W放大器，低音沉重，不拖泥带水，音箱板材没有发生共振，可明显看见水活塞在运动，把活塞水倒掉，就会出现低音不纯，而且硬，板材有震动感。
权利要求
1.一种音箱领域用的设计方法和构造方案，其设计方法在于，在密闭音箱中使用橡胶管和水构成的活塞室，使音箱容积、音箱阻尼、随低音扬音器的振动而变动。活塞室工作容积等于低音扬声器在音箱中额定功率振膜振动容积。改变活塞数量、活塞水量、橡胶管直径、橡胶管水平弧度，使低音扬声器低音效果最好即可。
2.根据权利1所述的音箱，其构造方案在于利用软活塞管膨胀、缩小和活塞左右运动来调节音箱容积、音箱阻尼，使低音扬音器总是处于软着陆状态。增加活塞数量，减少活塞液量，降低活塞管弧度和扩大活塞管直径，可使音阻尼降低，灵敏度增加，可变容积增大，相反则反之。
3.根据权利1和权利2所述的音箱，液体活塞室在音响上的应用，改传统音箱由气体和固体构造，变为气体、液体、固体构造。设计方法也由传统复杂化变成简单化。
全文摘要
一种音箱设计方法和构造方案,就是在密闭音箱装上液体水活塞,使音箱容积和音箱阻尼随低音扬声器的振动需要而自由变换。从而改变传统音箱设计方法。也改变传统音箱由固体和气体构造变成由固体、气体和液体构造。本发明音箱具有:体积小,设计简便,音频范围宽,灵敏度好,有效避免声短路和相互干扰现象,附图:A为安装扬声器室,B为活塞室。1.半透明像胶活塞管；2.液体水活塞；3.铜管活塞接头；4.橡胶管夹头。
文档编号H04R1/44GK1331553SQ0011926
公开日2002年1月16日 申请日期2000年7月2日 优先权日2000年7月2日
发明者杨如辉 申请人:杨如辉