专利名称：声隁类音柱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及放音设备的音箱、音柱；特别是一种可驳接任何程式与容量的功放的，能匹配定阻或定压式接头规格的输出端子的、达到任何环境和场合还音放送的要求的，获得全正态、全归真声场效果的声堰类音柱。
纵观音响系统工程中的音箱、音柱，发现民用普及型的，一路输出配接二、三分频的音箱多；多路、多声道输出的，配接该频段的音箱多；会议扩音、小型文艺演出的，中功率中容量可移动的音箱多；大型会堂专业剧场采用组合分频的，低音音箱与声柱组合多；号称超越现代经典体系顶尖音响系统的，也是积木三合一的组合音箱多。唯独融声汇流一体化的全能音箱、声柱，尚为少见。
本实用新型的目的，就是提供一种高效节能、兼容通用的整体音箱或相类似的声柱；较为理想地改善上述的不足和弥补所存在的缺陷；将千家万户文化娱乐消费享受所必需的音箱和专业音箱浓缩结晶为声堰类音柱；面向市场，服务社会。
本实用新型的目的是这样实现的(一)系统设计。秉承和延伸音箱、声柱的基因和血统、运用音箱与声柱嫁接的独特模式；走有特色的音响技术之路，把音箱、声柱推进崭新的境界；1、声堰类音柱由六个部分组成。(1)确立以大功率、大容量的全频带同轴扬声器并联的倒相式前置左右声道主体音箱的基础地位(全音频声源)；(2)配备由两个低音、次低音大功率扬声器并联组成的前加载声堰辐射装置(低音、次低音音箱，低音、次低音声源)；(3)必要的两个大功率高灵敏度中音扬声器组成的前加载二级号筒声堰辐射装置(中音音箱、中音声源)；(4)安插于音柱辐射面有限障板式四个超高音扬声器串并联辐射装置(超高音声源)；(5)添加了四个串并联高音扬声器组成前加载两级号筒声堰辐射装置(高音音箱、高音声源)；(6)内后置一个中音与四个高音杨声器并联组成倒相式前加载声堰结构辐射装置(后置中高音音箱、早期延迟反射声声源)。2、从厂家提供的扬声器频率特性参数中，挑选符合4.5-30KHz范围的，用作超高音；1.2-23KHz的用作高音，150Hz-5KHz的用作中音；20Hz-4.5KHz用作低音、次低音；40Hz-20KHz用作全音频扬声器。并就扬声器的锥形振膜形状、材质、表面处理的特点慎密把关；用单元组合手段彻底消除单个扬声器负责全音域放音时无法解决的因分割振动引起的失真和“假低音”等先天不足的缺陷。3、各声源合理巧妙的立体空间布置以及控制声波传播中波程引起的相位差最小、力使同相；保证众声源在声场的各个象限，能在听音场所中指定任一部位，让听众在感受中产生几何尺寸稳定、声像可在其中移动的空间虚拟声像；素质高的聆听者在优质音源还音时能达到乐团就在面前演奏那样，身历其境的感觉。
(二)妙在转换。声堰类音柱突出特点就是利用扬声器和自耦变压器高能磁场和大的电感量。它们都具备自感线圈感生电动势特性。对馈入正弦音频信号来说，感生电动势等于线圈端电压，eL＝uL＝ωLISin(ωt+Φ+Π/2)，磁场能量为Wm＝1/2.LU2/R2。感生电动势大小取决于信号电流的变化率而不是信号电流的大小，且电动势超前电流Π/2，可以出现电流等于0时，电动势不等于0的情况，反之亦然。磁场能量来自电流变化率，电流增加时，音频信号源供给的能量较多，克服自感电动势作功；电流减小时，自感电动势作功。自感电动势作功的能量就是磁场能量，取自“电流周围存在着的磁场”。要使eL↑，可以ω↑、L↑来达到，要使Wm↑，可以L↑，R↓来兑现，亦即采用高磁性、大磁体、双磁块的扬声器，导磁系数好，涡流损耗小、导线粗大、圈数多的自耦变压以及极小的线耗连线来保证。对声堰类音柱双柱(38只扬声器、功率容量6600W)，用4节1.5V干电池(5.8V、0.12A、0.7W)供电，普及型收录机FM收音音频输出(IV、0.23A、0.23W)并馈，音质不俗的正常还音使72.5m3，厅堂及径外20m处，满意聆听。
(三)增加辐射。从同类驱动器组合音箱的声功率与使用扬声器数量之间的关系实验结果知，若把额定功率馈电给单个扬声器产生相对声功率定为1，则多个扬声器按原来每个馈电功率给各扬声器馈电，就近组合在一处安装，迭加后辐射声功率为扬声器总个数的平方倍。如两个并联n＝2，则相对声功率为4，4个扬声器串并联，n＝4，则相对声功率为16。当用4个扬声器以单个扬声器额定功率馈电时，相对声功率为4，比仅用一个扬声器时，增加4倍。
(四)加大阻尼。当把两个或多个主共振频率完全相同的扬声器串并联，从理论上讲，这种作法几乎不影响它们的电阻尼。可实际却非如此。从出厂产品参数的离散性(合格、但绝非完全相等或相同)以及有意挑选使其不完全配对，使被串并联的扬声器的主共振频率稍有差异或为未知数时，给两个或多个扬声器音圈并联馈电，它们的音圈所感应出的电动势之间，就可能会有某些相移，(无论扬声器串联或者并联)，每个音圈中感应电动势皆不完全相等。如果扬声器同相连接，且音圈阻抗不尽相同，此时每一只扬声器在各自共振频率上都将被较小的那个电阻所傍路，它会在音圈中产生电流，此电流产生制动力的大小成为加大阻尼因子的动力。如果扩音机阻尼因子不大，那么，将不同共振频率的扬声器作并联连接时，就会获得较大的阻尼。
(五)利用声堰。本实用新型利用原创发明的核心声学部件——声堰，将声学振动与波的传播、干涉与共振的物理特性运用到类音柱中。通过融声技术的汇流设计和实施，把六路(套)声源(音箱)“血肉”交融、连成为一整体。
(六)活络通筋。专门为声堰类音柱设计的大功率大电感量的自耦变压器阻抗匹配声道分频网络，与其说是音柱的动脉血管，还不如说其是各分立音箱，声道相互协调、融声汇流的信息网络，功能分配、传输发送中心。瞻前，解决了声堰类音柱与各种类型、程式、容量、及端子阻抗与功放的完全匹配；顾后，不仅满足声堰类音柱各扬声器组对功率和频响的要求；而且自耦变压器降压缓冲作用把扬声器直接功放时，先把能量贮入，后将70-85％，能量通过音圈反馈一个比原信号延迟的信号，同时入到非线性失真绝非为0的功放，并与原信号互调经放大再送入扬声器产生扬声器接口失真问题。由接入降压绕阻的低阻所傍路，大大降低了对功效的负面影响；适应在动态大信号时的极端电流值比正常值大好几倍的状态；把扬声器在直接功放时，在一定程度上能够改变功放的内部信号，加大或同时导致非线性失真的弊端，得到纠正，保证功放的额定输出。
(七)声场迭加。多个声源所产生的声场，其总声场是各个声源产生的声场的迭加。如果声源是一组并联工作的多个扬声器发声的相干波、或者是直达声和反射声，都可视为声源和虚像辐射的相干波、遵循声波的干涉规律，保持它们各自的特性，按瞬时声压迭加。由于实际听音环境和场所，直达声场的相对声级，随距离的增加迅速下降。一定位置上的直达声场只是由最近一个或几个声源产生的，较远的声源可以认为仅对混响声场有影响，后置中高音反射声堰，得到极其自然的直达声和早期延迟反射声的平衡，模拟再现在原处实际听音情况，重现如在音乐厅中的声场环境，可获得真情真景返朴归真的自然享受。
一种声堰类音柱，系统的方框组成，具体结构是由全音倒相左右主体I、全低倒相双箱声堰(SYA)II、双号加载两中声堰(SYB)III、有限障板超高四射IV、双号加载四高声堰(SYC)V、后置中高反射声堰(SYD)VI分立的六套音箱，通过声堰一体化连接而构成。方框组成见
图1，结构见图2。
其特征在于1、全音倒相左右主体I的两个同轴全音频扬声器Y11、Y12并联馈电，安装在音柱辐射面的中下部，即V11的幅射面，其倒相孔从顶部经声堰SYA-DA1通道与全低倒相双箱声堰(SYA)共用的公共号筒HA1出口穿出。结构见图3。
2、全低倒相双箱声堰(SYA)II的两个低音、次低音扬声器Y21、Y22并联安装在音柱上内部的倒相式箱体内，声辐射先通过压缩室V22，再经过声堰SYA，与V11的倒相管DA1共用一个号简HA1口穿出。结构见图3。
3、双号加载两中声堰(SYB)III的两个中音扬声器Y31、Y32并联，各自安装在压缩室VB1、VB2上，并经第一级号筒HB1、HB2与声堰SYB入口连接并从共同的输出号筒HB3，共用相同的出口穿出。结构见图4。
4、有限障板超声四射IV的四个超高音扬声器Y41～Y44串并联安装在音柱辐射面上半部，号筒HA1、HC3出口之间的声学辐射最佳处，并结合外观布置选取合适的排列。结构见图2。
5、双号加载四高声堰(SYC)V的四个高音扬声器Y51～Y54各自安装在压缩室VC1～VC4对应位置上，先经过蜗牛号筒HC1～HC4，共同汇流在高音声堰SYC的入口处，经过SYC的公共通道，最终从同一号筒出口处穿出，整个声堰底座水平安在音柱顶部，并由高音号筒HC1出口结构，以一定俯角辐射高音声束。结构见图5。
6、后置中高反射声堰(SYD)VI的中音扬声器Y61、以及四个高音扬声器Y62～Y65，并联安装在V11腔内僻出上下倾斜的三角形腔体V61面向音柱背板的斜面上，按声学设计摆布，构成倒相式音箱，通过压缩室V62，经过背板号筒H61出口处穿出，并与音柱相交的边墙壁角，构成反射声堰结构。结构见图6。
下面，叙述声堰类音柱结构、部件名称和作用。
图1声堰类音柱系统方框图；图2声堰类音柱结构主视图；图3声堰类音柱结构后视图；图4声堰类音柱内部结构图；图5高音号筒辐射结构图；图6背射中高音辐射的结构图。
见图2。(1)腔体V11；(2)脚轮；(3)、(4)全音频同轴扬声器Y11、Y12；(5)全音频倒相、低音、次低音频号筒HA1；(6)超高音扬声器Y51-Y54；(7)中音号筒HB3；(8)高音声堰SYC；(9)高音号筒HC1。
见图3。(1)腔体V11、V21、V22；(2)后辐射号筒H61；(3)音柱分频网络及接线端子控制盒；(4)后置中高音倒相辐射装置V61、V62，(5)高音声堰SYC；(6)高音号筒HC1。
见图4。(1)腔体V11；(2)全音频同轴扬声器Y11、Y12；(3)全音频、低音、次低音号筒HA1，声堰SYA-ΦA1，声堰SYA-ΦA2；(4)低音、次低音扬声器Y21、Y22，(5)低音、次低音倒相孔；(6)中音扬声器Y31、Y32；(7)中音声堰SYB，号筒HB1、HB2、HB3。(8)超高音扬声器Y41-Y44；(9)高音扬声器Y51-Y54，(10)高音声堰SYC；(11)高音号筒HC1；(12)后置中高辐射装置。
见图5。(1)高音腔体V51-V54；(2)高音扬声器Y51-Y54；(3)高音声堰SYC，高音号筒HC5。
见图6。(1)背反射中高音辐射装置上斜辐射面板；(2)辐射面下倾导向板；(3)、(4)辐射面左右侧导向板；(5)中音扬声器Y61；(6)中音倒相孔；(7)背反射高音扬声器Y61-Y64；(8)边墙壁角反射声堰结构。
生产工艺流程一是音柱腔体的选料、处理、成型、油漆、工艺装饰；二是扬声器单元的采购备料、选测、择对；三是分频网络的下料、描图、钻孔、绕制、挑件、检测、装配、调测；四是音柱总体组装，试听、初测、调试、漆封；五是产品总检、包装、出库。
达标出厂的声堰类音柱，逐项检测可达国标的各项要求；人为印象，可用一高二大三纯四全来概述前述并馈双柱的高灵敏度、高效率；38只扬声器、标称功率6600W，音频信号馈电无上限，大功率，柱体体积1.95×0.50×0.45m3，大腔体，大容量；音柱的三维结构、音柱扬声器连接方式、内部独特的声学结构，把瞬态失真、互调失真、非线性失真，降到最低限点，脉冲波形，纯正态；六声道的声场效果，音质，纯归真。大功率自耦变压器阻抗的多种匹配端子，适宜任何程式、大小的功放与机型，以及AV、HiFi运用，全兼容；音柱的几何尺寸可以适合任何环境、任何场所的还音，并可放松或减轻对它的声学处理要求，全场候。
权利要求1.一种声隁类音柱，其特征在于由全音倒相左右主体I、全低倒相双箱声隁(SYA)II、双号加载两中声隁(SYB)III、有限障板超高四射IV、双号加载四高声隁(SYC)V、后置中高反射声隁(SYD)VI分立的六套音箱，通过声隁一体化连接而构成。
2.根据权利要求1所述的声隁类音柱，其特征是全音倒相左右主体I的两个同轴全音频扬声器Y11、Y12并联馈电，安装在音柱辐射面的中下部，即V11的幅射面，其倒相孔从顶部经声隁SYA-DA1通道与全低倒相双箱声隁IISYA-DA2共用的公共号简HA1出口穿出。
3.根据权利要求1所述的声隁类音柱，其特征是全低倒相双箱声隁(SYA)II的两个低音、次低音扬声器Y11、Y12并联安装在音柱上内部的倒相式箱体内，声辐射先通过压缩室V22，从其底部，再经过声隁SYA-DA2，与V11的倒相孔DA1共用一个简HA1出口穿出。
4.根据权利要求1所述的声隁类音柱，其特征是双号加载两中声隁(SYB)III的两个中音扬声器Y31、Y32并联，各自安装在压缩室VB1、VB2上，并经第一级号筒HB1、HB2与中音声隁入口SYB-φB3、SYB-φB4连接并从共同的输出号筒HB3，共用相同的出口穿出。
5.根据权利要求1所述的声隁类音柱，其特征是有限障板超声四射IV的四个超高音扬声器Y41～Y44串并联安装在音柱辐射面上半部，号筒HA1、HC3出口之间的声学辐射最佳处，并结合外观布置选取合适的排列。
6.根据权利要求1所述的声隁类音柱，其特征是双号加载四高声隁(SYC)V的四个高音扬声器Y51～Y54各自安装在压缩室VC1～VC4对应位置上，先经过蜗牛号筒HC1～HC4，共同汇流在高音声隁SYC～φC1～φC4的入口处，经过SYC的公共通道，最终从同一号筒出口处穿出，整个声隁底座水平安在音柱顶部，并由高音号筒HC5出口结构，以一定俯角辐射高音声束。
7.根据权利要求1所述的声隁类音柱，其特征是后置中高反射声隁(SYD)VI的中音扬声器Y61、以及四个高音扬声器Y62～Y65，并联安装在V11腔内僻出上下倾斜的三角形腔体V61面向音柱背板的斜面上，按声学设计摆布，构成倒相式音箱，通过压缩室V62，经过背板号筒H61出口处穿出，并与音柱相交的边墙壁角，构成反射声隁结构(SYD)。
专利摘要一种声隁类音柱，是由全音倒相左右主体I、全低倒相双箱声堰(SYA)II、双号加载两中声堰(SYB)III、有限障板超高四射IV、双号加载四高声堰(SYC)V、后置中高反射声堰(SYD)VI分立的六套音箱，通过声堰一体化连接而构成。本实用新型秉承和延伸了音箱、声柱的基因和血统；运用和拓展声波传播和干涉、共振与倍声的物理特性；原创发明的声堰部件、内部结构的巧妙独特、恰到好处的单元与系统的优选配接，造就高灵敏度、高效率，大功率、大容量，纯正态、纯归真，全兼容、全场候的通用声柱。极为显著地节省馈送的推动功率，满足各种还音要求，适用于家庭环境和专业场所。
文档编号H04R1/20GK2583911SQ02239178
公开日2003年10月29日 申请日期2002年6月26日 优先权日2002年6月26日
发明者陈基生, 陈更, 陈兆 申请人:陈基生