专利名称：扬声器设备的制作方法
技术领域：
本发明关于一种用于将电信号转换为音频信号的扬声器设备，更具体的，关于一种改进音质的结构。
背景技术：
通常，声音再现由具有图7所示基本结构的扬声器系统1来完成。在该扬声器系统1中，一个或多个扬声器单元2被安装在一外壳3中。在很多种情况下断面呈现为大致的圆锥形的扬声器单元2，有一称为“纸盆”的振动板4。该扬声器单元2还装配有一磁路5，该磁路包括一主磁体6，一中央支柱7和一板8。在中央磁极7和板8之间的磁隙内聚集了由主磁铁6产生的高密度的磁通量。一音圈9的尖端与振动板4的基部相连接，被悬挂于该磁隙中。
当音圈9通电时，磁隙内的驱动力作用在音圈9上，使振动板4移动，从而将声波发射到周围的空气中。每个扬声器单元2被安装于外壳3中以阻止后侧声波(相位与前侧声波相反)从扬声器单元2的周围传递到其前侧。每一个扬声器单元2均有一框架10，用来固定磁路5和可振动地支撑振动板4，该框架10固定于外壳3上。
磁路5所具有的结构被称为外磁式，其适用于铁氧体用作主磁铁6的情况。然而，该外磁式磁路5向外泄漏大量的磁通。当其与一阴极射线管(CRT)一起使用，作为视听设备例如电视机接收器或视频播放器的一部分，用于声音再现，或用于个人电脑或游戏机的声音再现时，恐怕会发生色彩纯度误差或失真，降低图象质量。降低磁通量泄漏的对策包括将一抵消磁铁连接到磁路5的后侧，并用一屏蔽盖12覆盖该磁路5。
作用于音圈9的电磁驱动力由振动板4传递给邻近的空气，振动板4向邻近的空气施加压力并受到来自空气的反作用力。该振动板4所受到的反作用力通过音圈9和磁路5之间的电磁相互作用传递给磁路5，然后由磁路5借助框架10传递给外壳3。因此，在扬声器系统1中，当通过电驱动每个扬声器单元2从振动板4输出声音时，扬声器单元2自身振动且该振动被传送给该外壳3。从该外壳3的表面还发射出声音。该声音的相位与从振动板4发出的声音的相位相反，该声音与发自振动板4的声音相互干扰。这样，该声音为使作为一个整体的扬声器系统1发出的声音的质量恶化的因素。此外，由于对发射声音的振动板4的运动的反作用，该磁路4倾向于发生振动。因此，从振动板4向空气传输能量的效率较低，其影响了声音的瞬态特性，且就音质而言，降低了用户对速度的感觉。
日本未经审查的专利公开JP-A5-153680(1993)，JP-A11-146471(1999)等公开了一种技术，其中，在外壳中，每个扬声器单元并非固定于该扬声器单元的框架的前侧，而是固定于磁路的后侧。通过将该磁路固定于一接地表面使振动难以传送到该磁路，以及难以从该框架传送到该外壳，期望声音从该外壳的辐射程度降低，从而降低音质的恶化。
为强有力地支撑该磁路部分，同时如在上述已有技术中那样将每个扬声器单元均容纳于该外壳中，有必要例如将该外壳做成一可分型结构，完成对每个扬声器单元的支撑后再组装该外壳。这样导致扬声器设备组装步骤数的增加，且使该外壳的结构变得复杂。有些情况下，外壳无法被分开，这一点可由附于作为外壳的车辆门的一扬声器作为例证。
发明内容
本发明的目的是提供一种扬声器设备，其中的扬声器单元自身可抑制由对振动板的运动的反作用而引起的振动，且即使是在该扬声器设备附于一机壳的状态下，其仍可提供具有好的瞬态特性的音质。
本发明提供一种声信号输出设备，包括一扬声器单元，其包括一主转换器，该主转换器具有能够沿一预定轴线移动的第一可移动部分，用于将一电信号转换为机械振动，一连接于该第一可移动部分的振动板，用于向该主转换器的前侧发射声波，和一固定于该主转换器的框架，用于可振动地从其后侧支撑该振动板，所述后侧与所述前侧相对立；一补偿转换器，用于将一电信号转换为机械振动，该补偿转换器固定于该主转换器的后侧且具有一能够沿一预定轴线移动的第二可移动部分，所述后侧与所述前侧相对立；一补偿质量体，连接于该第二可移动部分，用作为该补偿转换器的机械振动的负载。
在该结构中，从信号源输出的电信号通过信号处理电路提供给主转换器和补偿转换器，由此来驱动该扬声器单元的振动板并输出一声信号。主转换器和补偿转换器被提供有这样的电信号，使得第一移动部分和第二移动部分沿相反的方向移动。于是，作用于主转换器的反作用力的相位和作用于补偿转换器的反作用力的相位相同且方向相反，因此彼此抵销，从而可抑制振动。这样可防止对输出声信号的不良影响，从而防止音质的恶化。
较佳地，该补偿转换器小于且轻于该主转换器，且该补偿质量体轻于该振动板。
较佳地，该补偿转换器与该主转换器一样重，且该补偿质量体与该振动板一样重。
较佳地，该声信号输出设备还包括一信号源，用于产生对应于待被输出的声信号的电信号；和一信号处理电路，用于接收该信号源的输出，放大或衰减该输出，并将电信号分别提供给主转换器和补偿转换器，该电信号的相位使得该第一可移动部分和第二可移动部分沿相反方向移动。
该信号处理电路可包括第一放大电路和第二放大电路，该第一放大电路用于对待被提供给主转换器的信号进行放大，第二放大电路用于对待被提供给补偿转换器的信号进行放大，第一放大电路和第二放大电路的放大因子分别根据主转换器和补偿转换器的机械振动的负载来确定。
在该结构中，从信号源输出的电信号由第一放大电路放大并被提供给主转换器，该信号还被第二放大电路放大，然后提供给补偿转换器。该第一和第二放大电路的放大因子分别根据主转换器和补偿转换器的机械振动的负载来确定。例如，如果负载相同，则放大因子被设定为相同值。如果负载彼此不同，则对应于具有较小负载的转换器的转换器的一个放大电路的放大因子被设定为大于另一放大电路的放大因子。使用该结构，即使该主转换器和补偿转换器的负载彼此不同，也可根据例如，该两转换器之间的相似比来正确地设定该两转换器的驱动电流放大因子，驱动电流即施加到两转换器的电信号。
该信号处理电路可包括一放大电路和一衰减电路。该放大电路用于对被提供给主转换器和补偿转换器的信号进行放大。该衰减电路用于对该放大电路的输出进行衰减并将该经衰减的信号提供给主转换器，该衰减电路的衰减因子根据主转换器和补偿转换器的机械振动的负载来确定。
在该结构中，由该放大电路对一由信号源输出的电信号进行放大。该放大电路的输出一方面原封不动地被提供给补偿转换器，另一方面，其被衰减电路衰减，然后被提供给主转换器。该衰减电路的衰减因子依据主转换器和补偿转换器的机械振动的负载来确定。在该结构中，可依据例如，该两转换器之间的相似比来正确地设定两转换器的驱动电流放大因子，驱动电流即施加到该两转换器的电信号。
本发明还提供一种扬声器设备，其将一电信号转换为声信号并向前侧发射该声信号，该扬声器设备包括一扬声器单元，该扬声器单元包括一主转换器，用于将一电信号转换为机械振动，一提供在该转换器的前侧的振动板，用于发射声波，固定于该转换器的一框架，其从后侧可振动地支撑该振动板；一固定于该扬声器单元的转换器的后侧的补偿转换器，用于以与扬声器单元的转换器相同的方式将一电信号转换为机械振动；和一补偿振动器，用于用作该补偿转换器的机械振动的负载，该补偿振动器的重量与该扬声器单元的振动系统的重量大体相同。
在该结构中，等效于该扬声器单元的转换器的补偿转换器固定于该扬声器单元的后侧，该补偿振动器的重量与扬声器单元的振动系统的重量大体相同，其用作该补偿转换器的机械振动的负载。一与驱动该扬声器单元的转换器的电信号等效的电信号被施加给该补偿转换器，以便作用于该扬声器单元的转换器的反作用力的方向与作用于该补偿转换器的反作用力的方向相反，由此该两反作用力相互抵销，从而可抑制振动。由于该转换器的振动受到抑制，即使该框架的前部固定到一机壳上，通过该框架被传递到该机壳的振动仍可以被做得很小。由此，可抑制不期望的声音从该机壳发出，从而获得具有好的瞬态特性的音质。
该结构使得通过在该扬声器单元的转换器的后侧产生振动，该所产生的振动等效于在该扬声器单元的转换器中出现的振动，并使该两种振动彼此抵销，来抑制该转换器的振动。由于该转换器的振动被抑制，因此，即使该框架的前部固定到一机壳上，通过该框架被传递到该机壳的振动仍可以被做得很小。由此，可抑制不期望的声音从该机壳发出，从而获得具有好的瞬态特性的音质。
结合附图，从以下的详细描述中，本发明其它的和进一步的目的、特点及优点会变得更明显。
图1为示出根据本发明的扬声器设备的示意性结构的部分侧视截面图；图2为使用图1的扬声器设备的扬声器系统的部分侧视截面图；图3为示出根据本发明的另一实施例的扬声器设备的示意性结构的部分侧视截面图；图4为示出根据本发明的又一实施例的扬声器设备的示意性结构的部分侧视截面图；图5为以简化方式示出根据本发明的另一实施例的声信号输出设备的电学结构的方框图；图6为以简化方式示出根据本发明的另一实施例的声信号输出设备的电学结构的方框图；且图7为传统扬声器系统的侧视截面图。
具体实施例方式
以下结合附图描述本发明的较佳实施例。
图1所示为根据本发明一实施例的扬声器设备21的示意性结构。图1的上半部分为侧视截面图，其下半部分为侧视图。即，该扬声器设21为一通过绕轴线29a旋转图1的上半部分而形成的旋转体。该扬声器设备21具有一扬声器单元22和一压铁23。该扬声器单元22与图7所示的传统扬声器单元2基本相同，其通过振动板24的振动发出声音。该振动板24由一磁路25产生的磁场来驱动。该磁路25为外磁式，其借助于一环形主磁铁26，一中央支柱27和一板28来产生磁场。该中央支柱27由一盘27a和一突出部分27b构成，该突出部分以直圆柱体的形式从其中央部分突出。在该中央支柱27的突出部分27b的顶部的外围表面和该板28的内周围表面之间的磁隙内产生有强磁场，且有一音圈29悬浮于该磁隙内。该音圈29包括一圆柱形线轴29b和一围绕该线轴29b的基部的导线29c。当该音圈29上施加有电信号时，所产生的电磁力沿该音圈29的轴线29a的方向作用在该音圈29上，且沿该轴线方向29a驱动该振动板24。该振动板24由一框架30支撑以便其能够沿该轴线29a振动。
为抑制磁通向外泄漏，根据该实施例的该扬声器单元22的磁路25具有一抵销磁铁31和一屏蔽盖32。该抵销磁铁31的磁化方向与该主磁铁26的磁化方向相反。例如，如果该主磁铁26的磁化方式使得N极和S极分别位于前侧(即图1的左手侧)和后侧(即图1的右手侧)，则在主磁铁26被设定在该扬声器单元22内的情况下，该抵销磁铁31的磁化方式使得N极和S极分别位于后侧和前侧。主磁铁26和抵销磁铁31每个均为铁氧体型永久磁铁。中央支柱27、板28和屏蔽盖32由铁磁材料，如铁构成。在该磁路25中，该屏蔽盖32的内表面，即从图1观察到的左手表面，抵销磁铁31，中央支柱27的盘27a，主磁铁26和板28沿音圈29的轴线方向29a彼此紧密接触。
振动板24被支撑以便能够借助于边沿33和一阻尼器34沿轴线29a的方向相对于框架30振动，所述边沿33固定于该振动板24的前侧外围的表面，而所述阻尼器34固定于该振动板24的基部且具有减振功能。该振动板24的基部与音圈29的线轴29b的前部相连接。导线29c绕在该音圈29的轴线的基部，由此该音圈29受到与磁隙G中的磁场的电磁相互作用而产生的力。该音圈29的前侧开口由一灰尘帽35封闭以防止灰尘或类似物进入该磁隙。一垫圈36固定于该边沿33的外围表面以防止在将扬声器单元22固定于一机柜时该边沿33被碾碎。
压铁23被提供于该扬声器单元22的磁路25的后侧。压铁23重于该整个扬声器单元22。例如，该压铁23可由铁构成且比整个扬声器单元22重1.5倍。该压铁23通常呈一炮弹样形状，其在前侧具有一前端面，后侧为一流线型弯曲表面。沿轴线29a的垂直方向所得的该压铁的横截面小于该磁路25的横截面。从该压铁23的前端面的中心突出一凸台37。仅仅是该压铁23的凸台37的端部与该扬声器单元22的中央支柱27的后侧相连。在该实施例中，沿该压铁23的中心线形成有一通孔，该通孔从该压铁23的后端到凸台37的端部。一螺栓38从后侧插入该通孔，沿该中央支柱27的中心线与其相接，且该螺栓38与中央支柱27内形成的螺纹相啮合。在螺栓38的头部一侧上提供有一平垫圈39和一弹簧垫圈40以防止该螺栓变松。或者，可将该螺栓38与压铁23集成在一起，使得该压铁23形成一带有螺纹的突出。
在该实施例中，在用于将电信号转换为声信号并将声信号发射到前侧的扬声器设备21中，磁路25和音圈29构成一转换器20，用于将电信号转换为机械振动。且该扬声器单元22还具有振动板24和框架30，振动板24用于向该转换器20的前侧发射声波，该框架30固定于该转换器20上且可振动地从后侧支撑该振动板24。压铁30固定于该转换器20的后侧且比该扬声器单元22重。
由转换器20从电信号产生的机械振动被作为声波由振动板24发射到周围的空气。空气作用在该振动板24上的反作用力返回该转换器24并使其振动。然而，重于该扬声器单元22的压铁23被固定于该转换器20的后侧。由于合成惯性，该压铁23用作一虚接地，因此使该转换器20的振动受到抑制。
根据该实施例的扬声器单元22的转换器20具有一磁路25且将电信号转换为沿音圈29(电动型)的轴线方向29a的振动。该压铁23的中心线与该音圈29的轴线29a一致。沿轴线29a的垂直方向所得的该法码23的横截面小于该磁路25的横截面。凸台37沿中心线29a从压铁23的中央突向前侧，且凸台37的端部固定于该转换器20的磁路25的后侧。由于从该压铁23突出的凸台37的端部固定于该外磁式磁路25的方式使得凸台37沿音圈29的轴线29a延伸，因此，在磁路29和压铁23之间的接面面积可以做得很小。接面面积越大，也就越难以在整个接面表面将压铁23均匀地连接到该磁路25的后侧，因此，由于振动引起的该细缝的开合更易产生异常声音。在该实施例中，由于仅有从压铁37突出的凸台37的端部与该磁路25的后侧相接，所以可容易地获得足够的接面一致性。当压铁23由铁磁材料如铁制成时，磁通会从该磁隙逃逸，从而使这里的磁场变弱。在该实施例中，由于压铁23仅在轴线29a的附近与磁路25相接，即使该压铁23由铁磁材料制成，也可减小其对由磁路25产生的磁通的影响。
磁通电路25为外磁式结构，其包括为环形永久磁铁的抵销磁铁31，用于降低主磁铁26的后侧上的漏磁通，所述主磁铁26用于产生驱动该音圈29的磁通。压铁23的凸台37穿过在屏蔽盖32的中央部分上形成的开口部分，且抵销磁铁31的中空部分固定于该磁路25的中央支柱27的后侧。尽管用于降低漏磁通的抵销磁铁31被提供在该磁路25的后侧，由于压铁23的凸台37可穿过该环形抵销磁铁31的中空部分在靠近该主磁铁26的后侧的位置与磁路25连接，所以，可通过直接将一压铁加到磁路25来抑制该磁路25的振动，该磁路25接收来自音圈29的反作用力。
图2以简化的方式示出使用图1的扬声器设备21的扬声器系统41。图2除了扬声器设备21被以侧视图示出外，其余为一侧视截面图。类似于图7所示的传统的扬声器单元2，该扬声器设备21的扬声器单元22，具体地说为其框架30的前部固定于一机壳43，该机壳具有一开口42。由于该扬声器单元22的转换器的振动受到压铁23的抑制，即使该框架30的前部固定于该机壳43，通过该框架30被传递到机壳的振动仍可以被做得很小。由此，可抑制不期望的声音从该机壳43发出，从而获得具有好的瞬态特性的音质。
传统上，由许多结构可用作将扬声器单元22连接到机壳43的结构和机壳43的结构。图2示出这些结构的简单组合。压铁23较重时，其可由机壳43中的某一装置直接支撑。由于该振动抑制部分受到支撑，因此仅有少量振动从该被支撑部分传递到机壳43，从而可避免音质的恶化。
图3示出根据本发明另一实施例的扬声器设备51的示意性结构。与图1类似，图3的上半部分为侧视截面图，而下半部分为侧视图。即，该扬声器设备51是通过关于轴线29a旋转图3的上半部分而形成的旋转体。图3和图1中相同的元件具有相同的参考标号，此处省略对该相同部分的描述。在根据该实施例的扬声器设备51中，一补偿单元52被固定于该扬声器单元22的后侧。该补偿单元52具有一磁路85和一音圈89，其结构分别与扬声器单元22的磁路25和音圈29相同。该补偿单元52的音圈89被一阻尼器84支撑以便其可沿轴线29a振动，该阻尼器84的结构与扬声器单元25的阻尼器34的结构相同。然而，当该扬声器单元22的边沿33的柔性并非远大于阻尼器34、84的柔性时，边沿33的柔性仍有助于该振动板24的振动。因此，在这种情况下，用柔性小于阻尼器34、84的阻尼器来替换补偿单元52的阻尼器34。包括振动板24、扬声器单元22的灰尘盖35和振动板24周围的空气的振动系统的质量被系于该补偿单元52的音圈89的线轴89b，而不是压铁53上。该扬声器单元22和补偿单元52的磁路25、85背对背放置且通过一螺栓58将彼此连接在一起。每个磁路25、85的中央支柱27、87均具有一阴螺纹以与螺栓58啮合。该补偿单元52的阻尼器84由一部分框架60支撑。
在该实施例中，用于将一电信号转换为声信号且将该声信号发射到前侧的扬声器设备51具有一扬声器单元22和一补偿单元52。该扬声器单元22被提供有一磁路25和音圈29，两者构成主转换器20，用于将一电信号转换为机械振动，和用于向该主转换器20的前侧发射声波的振动板24，以及框架30，其固定于主转换器20上从后侧可振动地支撑该振动板24。补偿单元52具有一固定于扬声器单元22的主转换器20的后侧的补偿转换器80，且与该扬声器单元22的主转换器20一样将一电信号转换为机械振动，和一作为补偿质量体的压铁53，其重量与扬声器单元22的振动系统的重量大体相同，用作该补偿转换器80的机械振动的负载。
更具体的，作为一外磁式电路，补偿转换器80的磁路85借助于一环形主磁铁86、一中央支柱87和一板88产生磁场。中央支柱87由盘87a和从其中心部分突出的直圆柱形突出部分87b。在该中央支柱87的突出部分87b的顶部的外围表面和该板88的内周围表面之间的磁隙内产生有强磁场，且有一音圈89悬浮于该磁隙内。该音圈89包括一圆柱形线轴89b和一围绕该线轴89b的基部的导线89c。当该音圈89上施加有电信号时，所产生的电磁力沿轴线29a作用在该音圈89上，从而使该音圈89沿轴线方向29a移动。
为抑制磁通向外泄漏，该补偿转换器80的磁路85具有一抵销磁铁91和一屏蔽盖92。该抵销磁铁91的磁化方向与该主磁铁86的磁化方向相反。例如，如果该主磁铁86的磁化方式使得S极和N极分别位于前侧(即图3的左手侧)和后侧(即图3的右手侧)，则该抵销磁铁91的磁化方式使得N极和S极分别位于前侧和后侧。主磁铁86和抵销磁铁91每个均为铁氧体型永久磁铁。中央支柱87、板88和屏蔽盖92由铁磁材料例如铁构成。在该磁路85中，该屏蔽盖92的内表面，即从图3观察到的右手表面，抵销磁铁91，中央支柱87的盘87a，主磁铁86和板88沿音圈89的轴线方向29a彼此紧密接触。扬声器单元22的主转换器20的屏蔽盖32与补偿单元52的补偿转换器80的屏蔽盖92彼此通过一螺栓58紧紧地固定在一起。
将一与用于驱动扬声器22的转换器20的电信号等效的电信号提供给补偿单元52的转换器80，使得作用于该扬声器22的转换器20的反作用力的方向与作用于补偿单元52的转换器80的反作用力的方向相反，从而该两反作用力可彼此抵销，由此可振动抑制。由于该转换器20、80的振动受到抑制，因此即使该框架30的前部固定到一机壳上，通过该框架30被传递到该机壳的振动仍可以被做得很小。由此，可抑制不期望的声音从该机壳发出，从而获得具有好的瞬态特性的音质。
图4示出根据本发明的另一实施例的扬声器设备61的示意性结构。与图1和图3类似，图4的上半部分为侧视截面图，而下半部分为侧视图。即，该扬声器设备61是通过关于轴线29a旋转图4的上半部分而形成的旋转体。图4中所具有的与图1、图3中的元件相同的元件具有与该元件相同的参考标号，这里省略对该相同部分的描述。在该实施例中，如在图3的实施例中那样，一补偿单元62被附于该扬声器单元22的后侧。然而，在根据该实施例的补偿单元62中，阻尼器64和磁路65不同于扬声器单元22的阻尼器34和磁路25。具体地，通过使用比磁路25的主磁铁26小的主磁铁66，该磁路65被做得小于且轻于磁路25。依据该主磁铁66的尺寸的缩减，中央支柱67、板68、音圈69和补偿磁铁71以及屏蔽盖72也分别由图3的对应部分进行相应的变化而得。压铁73的重量也轻于图3的压铁53。
具体地，在根据该实施例的扬声器设备61中，一补偿单元62被连接于扬声器单元22的后侧。该补偿单元62具有一磁路65和音圈69，其结构分别与扬声器单元22的磁路25和音圈29相同。音圈69被一阻尼器64支撑以便其可沿轴线29a振动，该阻尼器64的结构与扬声器单元22的阻尼器34的结构相同。然而，当该扬声器单元22的边沿33的柔性并非远大于阻尼器34、64的柔性时，边沿33的柔性仍有助于该振动板24的振动。因此，在这种情况下，使用柔性小于阻尼器34、64的阻尼器。包括振动板24、扬声器单元22的灰尘盖35和振动板24周围的空气的振动系统的质量被附于该补偿单元62的音圈69的线轴69b，而不是压铁73上。该扬声器单元22和补偿单元62的磁路25、65背对背放置且通过一螺栓58彼此连接。磁路25、65的中央支柱27、67均具有一阴螺纹以与螺栓58啮合。该补偿单元62的阻尼器64由一部分框架60支撑。
在该实施例中，用于将一电信号转换为声信号且将该声信号发送到前侧的扬声器设备61具有一扬声器单元22和一补偿单元62。该扬声器单元22具有一磁路25和音圈29，两者构成主转换器20，用于将一电信号转换为机械振动，和用于向该主转换器20的前侧发射声波的振动板24，以及固定于主转换器20的框架30，其从后侧可振动地支撑该振动板24。补偿单元62具有一固定于扬声器单元22的主转换器20的后侧的补偿转换器75，且将一电信号转换为机械振动，该补偿转换器75小于且轻于扬声器单元22的主转换器20，和一压铁73，作为补偿质量体，其重量轻于扬声器单元22的振动系统的重量，用作该补偿转换器75的机械振动的负载。
更具体的，作为一外磁式电路，补偿转换器75的磁路65借助于一环形主磁铁66、一中央支柱67和一板68产生一磁场。中央支柱67由盘67a和从其中心部分突出的直圆柱形突出部分67b。在该中央支柱67的突出部分67b的顶部的外围表面和该板68的内周围表面之间的磁隙内产生有强磁场，且有一音圈69悬浮于该磁隙内。该音圈69包括一圆柱形线轴69b和一围绕该线轴69b的基部的导线69c。当该音圈69上施加有电信号时，所产生的电磁力沿轴线29a作用在该音圈69上，从而该音圈69沿轴线方向29a移动。
为抑制磁通向外泄漏，该补偿转换器75的磁路65具有一抵销磁铁71和一屏蔽盖72。该抵销磁铁71的磁化方向与该主磁铁66的磁化方向相反。例如，如果该主磁铁66的磁化方式使得S极和N极分别位于前侧(即图4的左手侧)和后侧(即图4的右手侧)，则该抵销磁铁71的磁化方式使得N极和S极分别位于前侧和后侧。主磁铁66和抵销磁铁71每个均为铁氧体型永久磁铁。中央支柱67、板68和屏蔽盖72均由铁磁材料例如铁构成。在该磁路65中，该屏蔽盖72的内表面，即从图4观察到的右手表面，抵销磁铁71，中央支柱67的盘67a，主磁铁66和板68沿音圈69的轴线方向29a彼此紧密接触。扬声器单元22的主转换器20的屏蔽盖32与补偿单元62的补偿转换器75的屏蔽盖72彼此通过一螺栓58紧紧地固定在一起。
补偿转换器75的磁路65的元件66-68、71和72的形状分别与主转换器20的磁路的元件26-28、31和32的形状类似，按一预定比例将元件26-28、31和32缩小后可得到元件66-68、71和72。补偿单元62的阻尼器64的形状与扬声器单元22的阻尼器34的形状类似，前者是将后者按一预定比例缩小后的版本。以此方式，补偿单元62的尺寸和重量均被减小。主转换器20的中央支柱27的突出部分27b可与补偿转换器75的中央支柱67的突出部分67b的尺寸相同。主转换器20的音圈29可与补偿转换器75的音圈69的尺寸相同。
在该实施例中，尺寸小且重量轻于扬声器单元22的主转换器20的磁路25的磁路65被固定于该扬声器单元22的后侧。在该扬声器单元22的主转换器20中，磁路25的质量占该转换器质量的绝大部分。补偿单元62的转换器的磁路65的尺寸较小且质量较轻。因此，补偿单元62的整个的转换器小于且轻于扬声器单元22的转换器。该补偿单元62具有一压铁73，其作为一补偿质量体，重量轻于扬声器单元22的振动系统。该压铁73用作该补偿单元62的转换器75的机械振动的负载。补偿单元62由一较高功率同相驱动，以便该补偿单元62的振动系统所获得的动量与当驱动扬声器单元22的振动系统时，扬声器单元22的转换器所获得的动量相等，由此使得作用在该扬声器单元22的主转换器20的反作用力的方向与作用在补偿单元62的补偿转换器75的反作用力的方向相反，从而该两反作用力相互抵销，其结果使振动得到抑制。由于该转换器20和75的振动受到抑制，即使该框架30的前部固定到一机壳上，通过该框架30传递到该机壳的振动也可以被做得很小。由此，可抑制不期望的声音从该机壳发出，从而获得具有好的瞬态特性的音质。
图5为以简化的方式示出根据本发明的另一实施例的声信号输出设备100的电学结构的方框图，该声信号输出设备100具有如图3和4中所示的扬声器设备51和61中的一个，一个信号源101，和一个信号处理电路102。首先，描述使用图3中的扬声器设备51的情况。
如图3所示，扬声器设备51具有一扬声器单元22，补偿转换器80，和一作为补偿质量体的压铁53。该扬声器单元22包括一主转换器20，该主转换器20用于将一电信号转换为机械振动，其具有一作为能够沿轴线29a移动的第一可移动部分的音圈29；一连接于该音圈29的振动板24，其向该主转换器20的前侧发射声波；和一固定于该主转换器20的框架30，其可振动地从该振动板24的后侧支撑该振动板24。补偿转换器80固定于该主转换器20的后侧且具有一音圈89作为能够沿轴线29a移动的第二可移动部分，该补偿转换器80用于将一电信号转换为机械振动。压铁53与该音圈89连接，用作该补偿转换器80的机械部分的负载。
信号源101产生一与待输出的声信号对应的电信号。信号处理电路102具有并行电连接到信号源101的第一放大电路103和第二放大电路104。该第一放大电路103对待被提供给主转换器20的信号进行放大，第二放大电路104对待被提供给补偿转换器80的信号进行放大。信号源101的输出被同相地输入该第一放大电路103和第二放大电路104。信号处理电路102放大信号源101的输出，并将电信号提供给该主转换器20和补偿转换器80，该所提供的电信号的相位使得音圈29和89沿相反方向移动。
第一放大电路103与主转换器20的音圈29电连接。第二放大电路104与补偿转换器80的音圈89电连接。第一放大器103和第二放大器104的放大因子分别由G1和G2来表示。
来自信号源101的对应于待被输出的一声信号的电信号被同相输入到第一放大电路103和第二放大电路104。从信号源101输出的一个电信号被第一放大电路103以G1放大因子放大，然后被提供给音圈29。另一电信号被第二放大电路104以G2放大因子放大，然后被提供给音圈89。从第一放大电路103和第二放大电路104输出的电信号分别被同相提供给音圈29和89。
第一放大电路103和第二放大电路104的放大因子G1和G2分别根据主转换器20和补偿转换器80的机械振动的负载来确定。在根据本发明的一实施例的扬声器设备51中，主转换器20和补偿转换器80的重量相同，压铁53与扬声器单元22的重量也相同。因此，放大因子G1和G2被设为彼此相等。
以此方式，信号源101的输出分别被信号处理电路102的信号处理电路103和104放大，然后该电信号(同相)分别被提供给各音圈29和89。因此，作用于主转换器20的反作用力和作用于补偿转换器80的反作用力同相且作用方向相反，于是彼此抵销，从而可抑制振动。
接下来，描述使用图4中的扬声器设备61的情况。
如图4所示，扬声器设备61具有一扬声器单元22，补偿转换器75，和一作为补偿质量体的压铁73。该扬声器单元22包括主转换器20，该主转换器20用于将一电信号转换为机械振动，其具有一作为能够沿轴线29a移动的第一可移动部分的音圈29，一振动板24，其附于该音圈29并向该主转换器20的前侧发射声波，和一固定于该主转换器20的框架30，其可振动地从该振动板24的后侧支撑该振动板24。补偿转换器75固定于该主转换器20的后侧且具有一音圈69作为能够沿轴线29a移动的第二可移动部分，该补偿转换器75将一电信号转换为机械振动。压铁73附于该音圈69，用作该补偿转换器75的机械振动的负载。
信号源101产生一与待输出的声信号对应的电信号。信号处理电路102具有并行电连接至信号源101的第一放大电路103和第二放大电路104。该第一放大电路103对待被提供给主转换器20的信号进行放大，第二放大电路104对待被提供给补偿转换器75的信号进行放大。信号源101的输出被同相地输入该第一放大电路103和第二放大电路104。信号处理电路102放大信号源101的输出，并将该电信号提供给主转换器20和补偿转换器75，该所提供的电信号的相位使得音圈29和69沿相反方向移动。
第一放大电路103与主转换器20的音圈29电连接。第二放大电路104与主转换器75的音圈69电连接。第一放大器103和第二放大器104的放大因子分别由G1和G2来表示。
来自信号源的对应于待被输出的一声信号的电信号被同相输入给第一放大电路103和第二放大电路104。从信号源101输出的一个电信号被第一放大电路103以G1放大因子放大，然后被提供给音圈29。另一电信号被第二放大电路104以G2放大因子放大，然后被提供给音圈69。从第一放大电路103和第二放大电路104输出的电信号分别被同相提供给音圈29和69。
分别根据主转换器20和补偿转换器75的机械振动的负载确定第一放大电路103和第二放大电路104的放大因子G1和G2。在根据本发明的一实施例的扬声器设备61中，补偿转换器75小于且轻于主转换器20，压铁73轻于该扬声器单元22的振动系统。因此，第二放大电路104的第二放大因子G2被设定为大于第一放大电路103的第一放大因子G1，使得扬声器单元22和补偿单元62的振动系统获得的动量相同。
以此方式，信号源101的输出分别被信号处理电路102的信号处理电路103和104放大，然后以放大因子G1和G2放大的电信号分别被同相地提供给各音圈29和69。因此，作用于主转换器20的反作用力和作用于补偿转换器75的反作用力同相且作用方向相反，因此彼此抵销，从而可抑制振动。此外，由于提供给主转换器20的电信号被第一放大电路103放大，而提供给补偿转换器75的电信号被第二放大电路104放大，因此，可根据例如，该两转换器20和75之间的相似比来正确地确定两转换器的驱动电流放大因子，驱动电流即施加到两转换器20和75的电信号。
图6为以简化方式示出根据本发明的的另一实施例的声信号输出设备110的电学结构的方框图。图6中与图5的元件对应的元件具有与其相同的参考标号，且以下不再对此进行描述。根据本实施例的声信号输出设备110的结构与图5的声信号输出设备100的结构类似。应注意以下事实，声音信号输出设备110适用于扬声器设备61，且信号处理电路112接收该信号源101的输出，对其进行衰减，并将该电信号提供给主转换器20和补偿转换器75，所述电信号的相位使音圈29和69沿相反方向移动。
信号处理电路112具有一放大电路113和衰减电路114。放大电路113对被提供给主转换器20和补偿转换器75的信号进行放大。衰减电路114对该放大电路113的输出进行衰减并将该衰减信号提供给主转换器20。衰减电路114例如为一可变电阻电路。该放大电路113的放大因子被设定在一预定值G3。根据主转换器20和补偿转换器75的机械振动的负载来确定该衰减电路114的衰减因子。即，衰减因子被设定为使得扬声器单元22和补偿单元62的振动系统获得相同的动量。
信号源101发出一电信号由放大电路113以放大因子G3进行放大，该信号对应于待被输出的声信号。该放大电信号一方面被原封不动地提供给补偿转换器75的音圈69，另一方面，其被衰减电路114衰减，然后被提供给主转换器20的音圈29。提供给该转换器20和75的电信号的相位相同。
如上所述，由信号处理电路2的放大电路113对信号源101的输出进行放大，该放大的电信号一方面被原封不动地提供给音圈69，另一方面，其由衰减电路114衰减，然后提供给音圈29(提供给音圈29和69的电信号地相位相同)。另外，由放大电路113对待被提供给补偿转换器75的电信号进行放大，待被提供给主转换器20的电信号由放大电路114进行放大，然后由衰减电路114进行衰减。因此，可根据转换器20和75之间的相似比来正确地设定驱动电流之比，驱动电流即被施加到转换器20和75上的电信号。尤其是，当可变电阻电路被用作衰减电路114时，可容易地调节施加到该主转换器20的驱动电流，同时不会使相位偏移。
在不脱离本发明的精神及实质内容的情况下，本发明还可由其它具体的形式来实现。因此，本发明的实施例在所有方面都应该被认为是示例性的而非限制性的，后附权利要求旨在涵盖由后附权利要求而非前述说明所指出的本发明的范围，以及在该权利要求的等效范围和含义内的所有的变化。
权利要求
1.一种声信号输出设备，包括一扬声器单元，其包括一主转换器，该主转换器具有能够沿一预定轴线移动的第一可移动部分，用于将一电信号转换为机械振动，一连接于该第一可移动部分的振动板，用于向该主转换器的前侧发射声波，和一固定于该主转换器的框架，用于可振动地从其后侧支撑该振动板，所述后侧与所述前侧相对立；一补偿转换器，用于将一电信号转换为机械振动，该补偿转换器固定于该主转换器的后侧且具有一能够沿一预定轴线移动的第二可移动部分，所述后侧与所述前侧相对立；一补偿质量体，连接于该第二可移动部分，用作为该补偿转换器的机械振动的负载。
2.根据权利要求1的声信号输出设备，其中，该补偿转换器小于且轻于该主转换器，且该补偿质量体轻于该振动板。
3.根据权利要求1的声信号输出设备，其中，该补偿转换器与该主转换器一样重，且该补偿质量体与该振动板一样重。
4.根据权利要求1-3中任一项的声信号输出设备，还包括一信号源，用于产生对应于待被输出的声信号的电信号；和一信号处理电路，用于接收该信号源的输出，放大或衰减该输出，并将电信号分别提供给主转换器和补偿转换器，该电信号的相位使得该第一可移动部分和第二可移动部分沿相反方向移动。
5.根据权利要求4的声信号输出设备，其中，该信号处理电路包括第一放大电路，用于放大待提供给该主转换器的信号，和第二放大电路，用于放大待提供给该补偿转换器的信号，该第一和第二放大电路的放大因子分别根据该主转换器和补偿转换器的机械振动的负载来确定。
6.根据权利要求4的声信号输出设备，其中，该信号处理电路包括一放大电路，用于放大待被提供给该主转换器和补偿转换器的信号，和一衰减电路，用于衰减该放大电路的输出，并将该经衰减的信号提供给该主转换器，衰减电路的衰减因子根据该主转换器和补偿转换器的机械振动的负载来确定。
全文摘要
一种声信号输出设备，包括一扬声器单元，其包括一主转换器，该主转换器具有能够沿一预定轴线移动的第一可移动部分，用于将一电信号转换为机械振动，一连接于该第一可移动部分的振动板，用于向该主转换器的前侧发射声波，和一固定于该主转换器的框架，用于可振动地从其后侧支撑该振动板，所述后侧与所述前侧相对立；一补偿转换器，用于将一电信号转换为机械振动，该补偿转换器固定于该主转换器的后侧且具有一能够沿一预定轴线移动的第二可移动部分，所述后侧与所述前侧相对立；一补偿质量体，连接于该第二可移动部分，用作为该补偿转换器的机械振动的负载。
文档编号H04R9/06GK1703115SQ20051007424
公开日2005年11月30日 申请日期2001年11月9日 优先权日2000年11月10日
发明者津森克彦, 西川彰, 小脇宏, 由井启之 申请人:富士通天株式会社, 株式会社时域