具有改良的指向行为和降低的声干涉的扬声器的制造方法_3

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频率范围和/或尺寸构成了极大的限制,实质上限制了性能和功能。
[0076]避免干涉问题的另一种方法是使用三路扬声器,其原因是更小直径的中频扬声器将自然地导致中心到中心的距离更短,并且外部低频产生驱动器由于它们固有的低频率范围而不会受到干涉的影响。通过使用大约6英寸直径的中频驱动器,可以从这种布置产生适度相干的普通中频波前。
[0077]对比于避免中频生成驱动器之间的干涉的影响的这些现有方法,本公开的一个示例性实施方式涉及控制中频生成驱动器20和20’以及高频声源10,使得由中频驱动器20和20’以及高频声源10在重叠中频范围内产生声能,其中中频范围包括在中频驱动器20和20’之间出现的声干涉(根据中频驱动器20和20’之间的相对距离)的频率。换句话说,分频电路配置为使得高频声源10以与中频生成驱动器20和20’之间的干涉有关的频率产生在中频生成驱动器20和20’的带宽内的声能,使得可以减小或抑制声干涉的影响,其中分频电路确定高频声源产生声能所处的第一频率范围,以及还确定中频生成驱动器20和20’产生声能所处的第二频率范围。
[0078]该示例性实施方式在图1C中示出,其中高频声源10仍然产生声能,该声能的路径在150处示出,使得在点130避免了完全相消干涉。这样产生更加均匀的声场,有效地消除可能另外由中频生成驱动器20和20’产生的干涉节点。
[0079]因此该方法提供了提高了的声学性能,无论在还是不在位于扬声器外壳内的换能器和声室的特定几何关系所处的轴上,提高了的声学性能产生可以通过第一频率范围和第二频率范围的频率重叠调节的、限定的声干涉,其中第一频率范围是高频驱动器操作所在的范围,中频生成驱动器在第二频率范围内操作。
[0080]如上所述,可以传送至高频声源和中频生成驱动器的频率范围由适当的分频电路控制,分频电路可以并入扬声器外壳,或设置在外部。在图2中提供了供分频使用的示例性滤波器属性,分频限定对应于高频声源的第一频率范围和对应于中频生成驱动器的第二频率范围。对于第一频率范围的示例性滤波器属性在200处示出,以及对于第二频率范围的示例性滤波器属性在210处示出,并且可见到的是,这两个滤波器属性在基本的频率间隔内重叠(如例如图中220处所说明的_6dB的范围所示)。
[0081]在所示出的示例性情况下,频率重叠(在_6dB点处测量)在大于400Hz之上出现,但是将理解的是,可以根据所要控制的干涉的性质和频率位置选择重叠。在另一示例性实现方式中,频率重叠(在_6dB点处测量)大于200Hz。例如,如果设计的目标是降低由中频生成驱动器所产生的、在500Hz-700Hz范围内出现的干涉,那么仅需在这个范围内建立重叠,也就是说,高频驱动器的带宽,按照分频所指示的,必须向下延伸至这个频率范围。然而,注意到的是,在下文所描述的另外的示例性实施方式中,可以选择(例如延伸)中频生成驱动器和高频声源之间的频率重叠,使得来自中频生成驱动器的声能可以降低或抑制由高频声源引起的干涉影响。
[0082]如上所解释的,本示例性系统使用中频生成驱动器和(一个或多个)高频驱动器,中频生成驱动器和高频驱动器通过两者之间适当的频率重叠驱动,其中频率重叠用于通过以这样的频率运行高频驱动器来减少中频干涉,这样的频率包括出现中频生成驱动器的干涉时的频率。前后排列的三个驱动器的运行意味着等分源之间的有效距离。因此,如参照图1C所描述的,先前100%不同相的位置现在还具有提供信号的第三源。重叠还减少了当声音从波导管出来时声音的声学不连续问题。如下文进一步所描述的,使中频驱动器在与高频声源相同的频率运行还有利于减少在波导管不能控制的频率处的不连续性。
[0083]如上所述,由于产生相同信号的两个换能器的距离而产生由两个中频换能器引起的干涉。如图1C所示,从当从一个换能器至另一换能器的程差是一个波长的倍数时的相长干涉变化到当程差是一个波长的倍数加上半个波长时的相消干涉。
[0084]在给定角度出现相消干涉时的频率(或等同地,在给定频率出现相消干涉时的角度(相对于将波导管孔平分的平面))通过使两个换能器相互更接近而升高。
[0085]图3A-B和图4A-B展示了用于增加在给定角度的干扰频率(或在给定频率的角度)的一些示例性实施方式。现在参照图3A和3B,通过将驱动器20和20’布置在波导管40的至少一部分后面,中频生成驱动器20和20’之间的距离Μ相对于图1Α和1Β中所示出的距离Μ得到减小,使得中频驱动器20和20’之间的最小距离44小于波导管40的出口的宽度46。如图3Α所示,这通过将中频生成驱动器20和20’凹在波导管40出口后面一个距离“Ζ”来实现。
[0086]在高频线声源10包括声室的实施方式中,在横截面中可见到颈50,在颈50处波前从声室30进入波导管40。因此颈50的位置与中频生成驱动器20和20’可以被分开的最小距离有关。相应地,通过在轴向上使两个中频生成驱动器20和20’(沿着尺寸Ζ)从波导管40的出口物理地偏移到位于波导管入口的颈50,驱动器20和20’的声学中心之间的距离(尺寸Μ)可以得到显著减小。根据Olson,这提高了与中频生成驱动器20和20’相关的频率范围的最大操作频率,从而允许该频率接近或超过第一频率范围的下限。
[0087]相应地,在一个示例性实现方式中,中频生成驱动器20和20’可以布置为邻近于颈50以在两者之间实现减小的距离。在一个示例性实现方式中,其中中频生成驱动器20和20’各自包括具有外缘的篮筐,布置中频生成驱动器20和20’使得它们各自的外缘接近于颈50。注意到的是,虽然出于集成的目的,这里考虑的声室(波形整形)装置设计在线阵列扬声器外壳中,但是其通常可以应用于任何扬声器外壳。
[0088]现在参照图4A和4B,将显而易见的是,可以通过将两个中频生成驱动器20和20’相对于平分波导管40的出口的平面85向外旋转角度Θ来进一步地减小中频生成驱动器20和20’的中心之间的距离M。这使得干涉上升至可以再现的范围,并由此受到高频声源的补偿。将理解的是,适于进一步减小中频生成驱动器20和20’的中心到中心的距离Μ的角度或角度的范围将取决于中频驱动器20和20’、波导管40以及声室30的尺寸和形状。
[0089]通过在相消点增加来自一个换能器的声级相对于另一换能器的差异,中频生成驱动器20和20’的转动还可以有利于提高扬声器输出的极性响应。同样适用于出现相长干涉的情况,导致更平滑的极性响应。还注意到的是,通过中频生成驱动器20和20’的旋转,还可以降低来自在中频生成驱动器20和20’前面延伸的波导管40的一部分的反射,进一步提尚声场的均勾性。
[0090]根据图1Α和1Β中所示出的配置,在中频生成驱动器20和20’的尺寸将妨碍它们的布置的情况下(其原因是在中频范围以下的干涉的存在,其中在中频范围,来自高频换能器的输出可以与来自中频生成驱动器20和20’的输出在频率上重叠),例如通过邻近于颈50的物理布置和/或转动,减小中频换能器之间的距离(尺寸Μ),提高第二频率范围的频率上限(与中频生成驱动器20和20’相关的同时避免两者之间干涉的频率范围)。因此第一频率范围的下段(与高频声源的操作有关)可以与第二频率范围的上限相交和重叠。如上所述,使第一频率范围和第二频率范围相交和重叠,使得位于两个中频驱动器20和20’中间的第三点声源在交叉频率范围内一一有效地将距离(尺寸Μ)分割成两半并允许第二频率范围延伸至其原始上限之上,同时不存在与干涉有关的性能限制。因此第一频率范围的下限将始于具有约两倍于距离Μ的长度的波长的频率。
[0091]现在参照图3Α-Β和4Α-Β,由于在离开波导管时波前的声阻的不连续性,中频生成驱动器20和20’的凹进导致由波导管40发出的声能的声干涉,这样导致干涉,其原因是中频生成驱动器20和20’的表面的反射。换句话说,因为高频源10将产生上中频频率来补偿中频生成驱动器之间的距离(如上所述),所以以那些较低频率离开波导管40时,声阻的不连续性将存在。这是因为波导管太小而不能控制这些频率。在不存在中频生成驱动器20和20’的运转时,这个影响会导致另一干涉源在中频范围内。
[0092]更具体地,波导管40的末端允许来自波导管边缘的声能的衍射。在其他设计中,波导管会安装于可以消除衍射的平挡板中或可选地会安装于衍射能量会从波导管的边缘向后方消散的自由空间中。然而,在本示例实施方式中,因为扬声器和安装表面允许高频声波朝着外壳的前面反射回去并且与从波导管发射出来的直达声结合,所以波导管在中频驱动器和安装面的前方的延伸引起干涉。因为这两个波的结合不能为同相位,所以出现相消。解决这个问题的一个尝试涉及将中频生成扬声器垂直于扬声器外壳的中心轴安装,在扬声器的前面布置波导管,使得波导管的边缘和反射面之间的距离最小化。然而,这个实践导致相消作用最小化,同时其还使相消的频率上升至更高的频率。
[0093]这个问题可以通过使用信号处理产生频率范围的重叠以及由不同类型换能器(即中频生成驱动器和高频声源)发出的声能之间的延迟来解决或减轻其严重程度。设计频率的重叠,这样所有的换能器/驱动器可以是时间和水平校准的,以激励波导管出口附近的区域达到将改善不连续性的声压级(SPL)和波前相位。当干涉出现
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