双非对称压缩驱动器的制作方法

本申请要求2015年10月23日提交的美国临时申请序列号 62/245,712的权益，其公开内容以引用方式全部并入本文中。

技术领域

本文所公开的各方面一般涉及一种双非对称压缩驱动器。

背景技术：

授予Voishvillo的美国专利号8,280,091中公开了一种调相插塞，其包括基座部分，基座部分具有输入端、输出端、位于输入端的多个入口、位于输出端并围绕中心轴线排列的多个出口，以及将入口与相应出口流体互连的多个通道。每个对应的入口、通道和出口都建立从输入端到输出端的相对于中心轴线非径向的声学路径。可以在双压缩驱动器中提供两个调相插塞。

技术实现要素：

在至少一个实施方案中，提供了一种双非对称压缩驱动器。双非对称压缩驱动器包括第一驱动器组件和第一驱动器组件。第一驱动器组件围绕中心轴线定位并包括第一环形振膜，第一环形振膜具有延伸第一夹紧距离的第一平面部分。第二驱动器组件围绕中心轴线定位并包括第二环形振膜，第二环形振膜具有延伸第二夹紧距离的第二平面部分。第一夹紧距离不同于第二夹紧距离，从而致使第一非对称驱动器在第一频率范围内提供第一音频输出，并致使第二非对称驱动器在第二频率范围内提供第二音频输出。

在至少另一个实施方案中，提供了一种双非对称压缩驱动器。双非对称压缩驱动器包括第一驱动器组件和第二非对称驱动器组件。第一驱动器组件在中心轴线上对齐并包括第一环形振膜，第一环形振膜具有延伸第一夹紧距离的第一平面部分。第一驱动器组件在第一频率范围内提供第一音频输出。第二非对称驱动器组件在中心轴线上对齐并包括第二环形振膜，第二环形振膜具有延伸第二夹紧距离的第二平面部分。第二非对称驱动器组件在第二频率范围内提供第二音频输出，并且第一夹紧距离不同于第二夹紧距离。

在至少另一个实施方案中，提供了一种双非对称压缩驱动器。双非对称压缩驱动器包括前驱动器组件和后驱动器组件。前驱动器组件在中心轴线上对齐并包括前环形振膜，前环形振膜具有延伸前内部夹紧距离的前内部平面部分和延伸前外部夹紧距离的前外部平面部分。后驱动器组件在中心轴线上对齐并包括后环形振膜，后环形振膜具有延伸后内部夹紧距离的后内部平面部分和延伸后外部夹紧距离的后外部平面部分。前内部夹紧距离和前外部夹紧距离分别大于后内部夹紧距离和后外部夹紧距离。

附图说明

在所附权利要求书中特别指出了本公开的实施方案。然而，通过结合附图参考以下详细描述，各种实施方案的其它特征将变得更加明显并且将被更好地理解，在附图中：

图1是根据一个实施方案的双非对称压缩驱动器的截面图；

图2是根据一个实施方案的双非对称压缩驱动器的分解图；

图3是根据一个实施方案的定位在双非对称压缩驱动器上的前环形振膜和后环形振膜的详细截面图；

图4示出了根据一个实施方案的具有不同夹紧大小的前环形振膜和后环形振膜的截面图；

图5描绘了具有特定夹紧尺寸0.030”和振膜材料厚度0.004”(100 微米)的振膜的平均轴向加速度对频率的示例；

图6描绘了根据一个实施方案的前振膜的基频共振的频率依赖性；

图7描绘了根据一个实施方案的后振膜的基频共振的频率依赖性；

图8描绘了双非对称压缩驱动器的矩阵模型；

图9描绘了根据一个实施方案的双非对称压缩驱动器的简化矩阵模型；

图10描绘了有和没有高频驱动器影响的中频驱动器的SPL频率响应；

图11描绘了有和没有中频驱动器影响的高频驱动器的SPL响应；

图12描绘了具有交叉的中频和高频驱动器的单独SPL频率和相位响应以及整体响应，

图13描绘了装备有钛圆顶振膜的传统压缩驱动器的SPL频率响应与双非对称压缩驱动器的SPL频率响应的对照图，以及

图14描绘了由Holland-Newell轴对称喇叭加载的配备有3”钛圆顶的传统压缩驱动器(参见左侧的曲线图)和双非对称压缩驱动器(参见右侧的曲线图)之间的谐波失真比较。

具体实施方式

根据需要，本文公开了本实用新型的详细实施方案；然而，应理解，所公开的实施方案仅仅是本实用新型的示例，本实用新型可以各种替代形式来体现。图形不一定按比例绘制；一些特征可能被放大或缩小以显示特定部件的细节。因此，本文所公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅是作为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本实用新型的代表性基础。

如本文所述的双压缩驱动器通常包括两个电机以及以机械方式“调谐”到不同频率范围的声学上类似的调相插塞和振膜。与包括相同振膜的双压缩驱动器相比，共同声音负载上的声音信号的总和提供了扩大的频率范围。理论上最大的整体SPL灵敏度可以通过振膜的同相辐射来实现。下面将对这些方面和其它方面进行更详细的讨论。

传统的压缩驱动器可能有几个因素限制了它们的高频范围。这些因素可能涉及振膜组件的移动质量、压缩室中空气的顺应性、压缩室中的空气共振以及音圈的电感。提高高频输出电平的方法之一是使用全金属(通常是钛)圆顶振膜和环绕表现高频机械共振(破裂)。然而，这样的共振可能会引起高频响应的不规则性，并且共振伴随着强非线性失真的产生，包括使音质劣化的分谐波失真产物。

压缩室空气顺应性的降低会有助于扩大高频信号的电平。例如，可以通过缩小振膜和调相插塞之间的间隙来达到高水平频率。然而，压缩室的较小高度可能会导致嗡嗡声，由于空气的非线性压缩而加剧非线性失真，限制最大声压级，或者甚至会导致振膜与调相插塞相碰撞。通过使用位于音圈间隙中的导电环，可以缩小音圈电感，导电环通常由铜制成。然而，这方面可能会使音圈间隙就磁性而言变宽，从而降低间隙的磁感应强度，并相应地缩小电机的力量。传统压缩驱动器中的移动质量的缩小可以仅通过使用较轻移动组件，可使用较小直径和较轻音圈和振膜来实现。小音圈通常与较低的功率处理能力和较高的热压缩相关联。在压缩室的径向尺寸与辐射信号的波长相当或更大的频率的情况下，在压缩室中可能会发生高频空气共振。现有的通过在调相插塞中的特定位置处设置一个圆形开口来抑制空气共振的方法，建立振膜有无限的刚性的假设之上。这些方面在Bob Smith所著的“An Investigation of the Air Chamber of Horn Type Loudspeakers”(J Acoust.Soc.Am.，1953年3月，第25卷，第2期，第305-312页)，以及Mark Dodd和Jack Oclee-Brown所著的“New Methodology for the Acoustic Design of Compression Driver Phase Plugs with Concentric Annular Channels”(J.Audio Eng.Soc.，2009年10月，第57卷，第 10期，第771-787页)进行了阐述。

然而，实际上，当振膜在高频下进入部分振动时，无限刚性振膜的假设可能无效，而在此情况下，调相插塞的圆形槽的特定径向位置可能无助于抑制高频共振。考虑到授予Voishvillo的美国专利号 8,280,091(“'091专利”)中提出的基于挠性环形振膜的双压缩驱动器，已经在很大程度上解决了这些问题，这里全文引用了该专利的内容作为参考。'091专利公开了具有两个压缩驱动器的“对称”双振膜驱动器的概念，所述两个压缩驱动器合并成具有单个声音输出的单个紧凑型换能器。每一“半”都装备有一个相同的环形轻质挠性聚合物振膜。每个振膜都由其自己的调相插塞加载，声音出口的“蜿蜒的”分布抹平了压缩室中的空气共振，并且这两个声学上类似的调相插塞连接到单个公共声音负载-喇叭或波导管。

如本文所述的双非对称压缩驱动器可以基于相同的电机和不同的调相插塞，由此环形振膜被以机械方式“调谐”到不同的频率范围。这样的布置可以针对专用频率范围，优化每个振膜组件的性能。两个调相插塞可以彼此面对，并且可以具有朝向中央的槽，槽与公共声音负载声学连接。可以考虑两种一般类型的非对称驱动器。例如，第一种非对称驱动器可以呈现具有相对较窄的重叠频率范围的“经典”双向系统，而另一种(或第二种)非对称驱动器可以包括具有较宽重叠频率范围的振膜，由此低频范围部分在其高频范围内不受限制。这方面有助于另一部分的输出。这种类型的配置提供了更高的整体SPL 输出，并且当两个振膜在相互频率范围内同相辐射时，可实现最大灵敏度。

如图1和图2所示，提供了可用于扬声器(未示出)中的双非对称压缩驱动器200，其中包括前驱动器组件201(或中频驱动器)和后驱动器组件203(或高频驱动器)。驱动器200的各种部件可以大致围绕中心轴线100布置。为了描述，可以称一些部件为“前”部件，而可以称其它部件为“后”部件。然而，应理解，在这种情况下，“前”和“后”不旨在将双非对称压缩驱动器200限制为空间中的任何特定的朝向。

前驱动器组件201包括前调相插塞202。前调相插塞202包括前基座部分或基体204，前基座部分或基体204可以大致是圆盘形，并位于与中心轴线100正交的平面中，并且可以大致以中心轴线100为中心。与中心轴线100同轴的中心孔206穿过前基座部分204的厚度 (轴向方向)，以在前基座部分204的输入端(从图1的视角，朝上) 和输出端(朝下)两者处开口。前调相插塞202还可以包括从输入端轴向延伸的空心中心部分或导管208。导管208可以设置为与中心轴线100同轴的环形壁。导管208的内径可以与中心孔206的直径基本相同。导管208可以被认为是中心孔206的延伸。

后驱动器组件203包括后调相插塞212。后调相插塞212包括后基座部分(或后基体)214，后基座部分(或后基体)214同样可以大致是圆盘形，并位于与中心轴线100正交的平面中，并且可以大致以中心轴线100为中心。后调相插塞212还可以包括从后基座部分 214的输出端轴向延伸的中心部分218。在本示例中，后基座部分214 的输出端面对前基座部分204的输出端。中心部分218可以是子弹形，因此可以被称为“子弹头”。也就是说，中心部分218的外表面的直径 (与中心轴线100同轴)通常沿轴向方向逐渐变细到位于中心轴线 100上的顶点或尖端222。尖端222可以是相对尖锐的，或者可以是圆顶形的。中心部分218在后基座部分214处的外表面的直径小于中心孔206的内径。当组装好时，中心部分218穿过中心孔206，并且如果提供的话，穿过导管208，延伸到前调相插塞202上方，达某一轴向高度。后调相插塞212还可以包括从后基座部分214的输入端轴向延伸的环形安装结构224，这可以便于将后调相插塞212安装到基础部件上，如将下面进一步描述的。

如图1-3进一步所示，前环形振膜230可安装在前基座部分204 的输入端，使得前环形振膜230与中心孔206同心。前环形振膜230 可以由适用于扬声器的任何柔性材料制成。前环形振膜230的外部部分可轴向安装在前基座部分204和前外部环形胶环232之间。前外部环形铝环234可以安装在前外部环形胶环232上，以将力施加到前外部环形胶环232上以及前环形振膜230的外部部分。

前环形振膜230的内部部分可轴向安装在前基座部分204和前内部环形胶环236之间。换句话说，前内部环形胶环236位于前环形振膜230的内部部分上。前内部铝环240同心地附接到前内部环形胶环 236的顶部。前内部环形胶环238可以同心地安装在前环形振膜230 的内部部分处的前内部铝环240上。

前音圈242附接到前环形振膜230的可移动部分。前音圈242可以通过胶水或其它合适的方式附接到前环形振膜230。包括内部延伸部分252和外面的外部部分254的背板(或极片)250位于与中心轴线100正交的平面中，并被前调相插塞202的导管208接纳。如图1 所示，内部延伸部分252包围导管208的至少一部分，并位于前环形振膜230的内部部分上方。前磁体256定位在背板250的外面的外部部分254下方，并且围绕内部延伸部分252的至少一部分。顶板258 位于前磁体256和前外部环形铝环234之间。前背板(或极片)250 位于与中心轴线100正交的平面中，并且围绕中心部分218的至少一部分。前承接管260位于背板250上，以用于接纳紧固机构262。

后环形振膜330通常安装在后调相插塞212的后基座部分214的输入端处。后外部环形胶环332同心地定位在后环形振膜330的外部部分下方。后环形外部铝环334耦接到后外部环形胶环332，并且位于与中心轴线100正交的平面中。

后环形振膜330的内部部分可轴向安装在后基座部分214和后内部环形胶环336之间。换句话说，后内部环形胶环336位于后环形振膜330的内部部分正下方。后内部铝环340同心地附接到后内部环形胶环336的底部。后内部环形胶环338可以同心地安装在前环形振膜 230的内部部分处的后内部铝环340正下方。

后音圈342附接到后环形振膜330的可移动部分。后音圈342可以通过胶水或其它合适的方式附接到后环形振膜330。后顶板358位于后环形外铝环334的下方。后磁体356位于后顶板358正下方。

包括内部延伸部分352和外面的外部部分354的后背板(或极片) 350位于与中心轴线100正交的平面中，并由后调相插塞212的环形安装结构224接纳。如图1所示，内部延伸部分352包围环形安装结构224的至少一部分，并位于后环形振膜330的内部部分下方。后磁体356定位在背板350的外面的外部部分354上方，并且围绕内部延伸部分352的至少一部分。后顶板358位于后磁体356和后环形外铝环334之间。散热器362定位在背板350下方，用于从双非对称压缩驱动器200消散热量。

图3是根据一个实施方案的定位在双非对称压缩驱动器200上的前驱动器组件201的前环形振膜230和后驱动器组件203的后环形振膜330的详细截面图。一般而言，前音圈242和后音圈342可以具有任何配置，其响应于电动激励分别引起前环形振膜230和后环形振膜 330的轴向振荡(在中心轴线100的方向上)或以已知方式的平移。

前背板250的内部延伸部分252、前磁体256和前顶板258限定前轴向间隙276，以允许前环形振膜230和前音圈242的一部分响应于电动激励，在前轴向间隙276内轴向地平移。前轴向间隙276限定前压缩室。在实践中，前压缩室的高度(即，当前环形振膜230未被驱动时，前轴向间隙276的大小)可以非常小(例如，约0.5mm或更小)，这样前压缩室的容积也很小。虽然未示出，但在前基座部分 204的输出端形成了多个前出口，它们位于中心孔206处。前出口可以相对于中心轴线100沿周向间隔开。

前基座部分204限定了多个前(或第一)声学路径，所述声学路径从前压缩室穿过前基座部分204的厚度，经由入口和相关联的通道 (未示出)延伸到相应的前出口。在操作中，由振荡的前音圈242(由音频信号输入激励)致动前环形振膜230，会在前压缩室内产生高声压声音信号，而声音信号作为声波通过前部基座部分204以已知的方式沿着前声学路径传播。

一般而言，后背板350的内部延伸部分352、后磁体356、后顶板358限定后轴向间隙376，以允许后环形振膜330和后音圈342的一部分响应于电动激励，在后轴向间隙376内轴向地平移。后轴向间隙376限定后压缩室，而内部铜环378可以定位在背板350的内部延伸部分352的外部凸缘上。

图4描绘了根据一个实施方案的前环形振膜230的一侧和后环形振膜330的具有不同夹紧大小的一侧的截面图。前环形振膜230和后环形振膜330的所示侧可以对应于如图1所示在中心轴线100的右侧示出的前环形振膜230和后环形振膜330。前环形振膜230包括内径向平面部分402(或第一平面部分)和外径向平面部分404(或第二平面部分)。如图所示，内径向平面部分402比外径向平面部分404 更靠近中心轴线100定位。

前环形振膜230包括定位在内径向平面部分402和外径向平面部分404之间的大致V形的部分406(或非平面部分)。应认识到，前环形振膜230的V形部分406可以不一定是V形的，并且部分406 可以基于特定的实施方式采取任何数量的完全非平面形状。如所示，前音圈242附接到前环形振膜230。内径向平面部分402的总长度(或夹紧尺寸)被表示为IF，而外径向平面部分404的总长度(或夹紧尺寸)被表示为OF。

类似地，后环形振膜330包括内径向平面部分(或第一平面部分) 422和外径向平面部分424(或第二平面部分)。如图所示，内径向平面部分422比外径向平面部分424更靠近中心轴线100定位。后环形振膜330包括定位在内径向平面部分422和外径向平面部分424之间的大致V形的部分(或非平面部分)426。应认识到，后环形振膜 330的V形部分426可以不一定是V形的，并且部分426可以基于特定的实施方式采取任何数量的完全非平面形状。例如，前环形振膜 230和后环形振膜330不需要是具有内径向平面部分402或422和外径向平面部分404和424的严格V形的部分406和426。相反，可以使用半辊悬架等。内径向平面部分422的总长度(或夹紧尺寸或夹紧距离)被示为“IR”,而外径向平面部分424的总长度(或夹紧尺寸或夹紧距离)被示为“OR”。

一般而言，前环形振膜230的内径向平面部分402和外径向平面部分404的夹紧尺寸对应于前环形振膜230的内径向平面振动部分和外径向平面振动部分的距离。类似地，后环形振膜330的内径向平面部分422和外径向平面部分424的夹紧尺寸对应于后环形振膜330的内径向平面振动部分和外径向平面振动部分的距离。这种夹紧尺寸代表了在前环形振膜230和后环形振膜330发生位移时的频率响应以及机械刚度的特性。前环形振膜230可以是中频振膜，由此前驱动器组件201提供中频范围的音频输出。例如，前环形振膜230的IF和OF 中的每一个的夹紧尺寸可分别大于后环形振膜330的IR和OR中的每一个的夹紧尺寸。后环形振膜330可以是高频振膜，由此后驱动器组件203提供高频范围内的音频输出。

应认识到，内径向平面部分402(例如IF)和外径向平面部分404 (例如OF)中的每一个的夹紧尺寸可以彼此相同或不同。同样，也应认识到，内径向平面部分422(例如IF)和外径向平面部分424(例如OF)中的每一个的夹紧尺寸可以彼此相同或不同。一般而言，每个OF和OR的夹紧尺寸分别等于或小于IF和IR的夹紧尺寸。如果这种夹紧尺寸两者彼此相等，则内夹紧尺寸(例如，IF和IR)的特征可以是较高的刚度。每个夹紧尺寸都可能会影响高频共振(例如破裂)，具体而言，最优设计配置可能会导致不同的夹紧尺寸。

虽然在图4中未示出，但可以设想，前环形振膜230可以安排成包括内径向平面部分422(例如IR)和外径向平面部分424(例如 OR)以及为当前结合图4中的后环形振膜230所示出的内径向平面部分422和外径向平面部分424标注的相应的夹紧尺寸。在这种情况下，后环形振膜330可以安排成包括内径向平面部分402(例如IF) 和外径向平面部分404(例如OF)。在该示例中，前组件驱动器201 可以被认为是高频驱动器，而后组件驱动器203可以被认为是中频驱动器。同样，对于该示例，内径向平面部分402(例如IF)和外径向平面部分404(例如OF)中的每一个的夹紧尺寸可以彼此相同或不同。同样，也应认识到，内径向平面部分422(例如IF)和外径向平面部分424(例如OF)中的每一个的夹紧尺寸可以彼此相同或不同。一般而言，每个OF和OR的夹紧尺寸都分别等于或小于IF和IR的夹紧尺寸。后环形振膜330的IF和OF中的每一个的夹紧尺寸可分别大于前环形振膜330的IR和OR的夹紧尺寸。

可以确定前环形振膜230和后环形振膜330中的每一个的机械性质的另一个因素是每个振膜230、330的材料厚度。一般而言，用于后环形振膜330的聚合物膜的厚度可以等于或大于用于前环形振膜 230的聚合物膜的厚度，以提供更高的机械刚度，并相应地提供更高的基本共振，以扩大后环形振膜330的高频范围。

如下所示的表1示出了作为振膜230、330的厚度(例如75微米和100微米)和代表任何一个振膜230、330的内径向平面部分和外径向平面部分的特征的夹紧尺寸的函数的共振频率和第二共振频率的各种模拟的结果。下面提供的模拟示出了两个厚度(例如75和100 微米)和不同的夹具尺寸(例如，参见下表1中的夹具大小)。因此，可以为前环形振膜230和后环形振膜330选择特定的几何形状和厚度。

表1

前环形振膜230(或后环形振膜330)的内和外夹紧尺寸(例如， IF和OF或IR和OR)中的每一个都保持相等。夹紧尺寸为0.030”、 0.050”、0.070”、0.090”和0.110”。“第二共振”频率表示破裂模式的开始，并相应地增大了振膜230或330的振动的能量。在模拟中清楚地观察到这样的状况，即，振膜230或330的整体轴向加速度是由在音圈242或342的位置处施加到振膜230或330的恒定力所激励的。一般而言，破裂模式对应于振膜230或330的多个高频机械共振。例如，振膜230或330的分开的部位以不同的振幅和相位振荡。因此，振膜 230或330不会作为单一整体振动。破裂与增大声压级的振动的整体位移、速度和加速度增大相关联。特别认识到，高频振膜(或后环形振膜330)在18kHz时具有较强的响应峰值以增大高频输出。另一观察结果是频率响应相当平稳，因为振膜230或330的聚合物膜的内部阻尼很高。

图5描绘了具有特定夹紧尺寸0.030”和振膜材料厚度0.004”(100 微米)的后环形振膜330的平均轴向加速度的示例。如图所示，振膜 330由在200Hz-20kHz的频率范围内具有一牛顿恒定振幅的力源驱动。

图6基于根据一个实施方案的前环形振膜230或后环形振膜330 的夹具尺寸和厚度，描绘了振膜230或330的基本共振。曲线450一般性地对应于厚度为100微米的前环形振膜230或后环形振膜330。曲线452一般性地对应于厚度为75微米的前环形振膜230或后环形振膜330。

图7基于根据一个实施方案的前环形振膜230或后环形振膜330 的夹具尺寸和厚度，描绘了振膜的第二共振。曲线460一般性地对应于厚度为100微米的前环形振膜230或后环形振膜330。曲线462一般性地对应于厚度为75微米的前环形振膜230或后环形振膜330。

一般而言，表1和图6-7中所示的数据对应于放置在真空中的振膜230(或330)，提供该数据以说明振膜230或330的夹紧尺寸和材料厚度改变共振频率的方式。一般而言，对于压缩驱动器，振膜 230或330的共振频率可能会受到音圈242或342的质量、振膜230 或330后面的压缩室中的空气的刚度以及振膜230或330的前部(包括压缩室、连接压缩室和驱动器出口的内部波导管)的声音负载以及外部声音负载的影响。在一个示例中，前环形振膜230可以具有0.003” (75微米)的厚度和0.110”的夹紧尺寸。后环形振膜330可以具有 0.004”(100微米)的厚度和0.030”的夹紧尺寸。

在如本文所述的双非对称压缩驱动器200的情况下，振膜230和 330的机械参数不同。例如，与后环形振膜330(例如，高频驱动器) 相关联的后驱动器组件203包括比前环形振膜更低的移动质量和更高的刚度。另外，前后压缩室的容积也不同。例如，后压缩室的容积可能小于前压缩室的容积。由于两个原因，后(HF)驱动器(或后驱动器组件203)的压缩室的容积可能较小。例如，后环形振膜330 的面积可以更小，并且压缩室的高度更小，因为后环形振膜330的位移幅度远小于前环形振膜330的位移。因此，后压缩室的声音顺应性也可能更小。这一方面可能是一个积极的因素，因为较大的声音顺应性充当具有较低截止频率的低通滤波器。每个振膜230和330分别由相应的压缩室(即，分别为前压缩室和后压缩室)和前调相插塞202 和后调相插塞212，以及两个声阻抗的并联来加载。这种声阻抗之一是共享声音元件(例如调相插塞，随后是喇叭或波导管)的声阻抗，以及相邻驱动器的输出声阻抗。对于正常操作，两个驱动器组件201 和203都可以通过诸如用于中频部分(例如，前驱动器组件201)的高通(或带通)滤波器和用于高频部分(例如后驱动器组件203)的高通滤波器之类的交叉来操作。交叉可以是主动或被动的，或者可以是两者的组合。

图8描绘了根据一个实施方案的双非对称压缩驱动器200的矩阵模型。图8中所示的以下变量将在下面进行阐述和定义以供参考：

Uin-对应于来自放大器的输入电压，

FHF和FMF-对应于用于高频和中频驱动器(例如，分别为后驱动器组件203和前驱动器组件201)的无源滤波器，

VC-音圈,

Bl-力因数，

MHF和MMF-高频和中频驱动器(例如分别是后驱动器组件203 和前驱动器组件201)的机械部件(即，移动组件)，

SHF和SMF-高频和中频驱动器的有效区域，

CHHF和CHMF-压缩室，

ZA-是对于两个驱动器(例如，分别为后驱动器组件203和前驱动器组件201)相互带来声负载的声音部件的输入声阻抗，

PP-对应于前调相插塞202和后调相插塞212的公共声元件，以及

WG-对应于声波连接到外部负载(如波导管或喇叭)的内部波导管。一般而言，图8所示模型中的两个单个驱动器(例如，后驱动器组件203和前驱动器组件201)都由相互声元件PP和WG加载。一般而言，前后音圈和Bl乘积可能会有所不同。例如，目前，使用前音圈间隙中的薄铜套筒来降低减小音圈的电感(并增大HF输出)。但是这样的情况可能会少量将Bl乘积。

图8所示的模型中的每个元素都是由平方转移A-矩阵表示的。这种类型的矩阵通常用于对机电声系统(该系统可以作为级联的电气、机械和声元件的组合来呈现)的输入阻抗和传递函数进行建模。与其它机电声系统有关的平方转移A矩阵的示例可以在M.Lampton所著的“Transmission Matrices in Electroacoustics”(Acoustica，1978年，第 39卷，第4期，第239-251页)，以及Alex Voishvillo所著的“Simulation of Horn Driver Response by Combination of Matrix Analysis and FEA” (第129届AES大会，2010年，旧金山，预印本8214)中找到。

图9描绘了根据一个实施方案的双非对称压缩驱动器200的简化矩阵模型。图9中所示的以下变量将在下面进行阐述和定义以供参考。

AHF和AMF是从如图8所示的相应矩阵的矩阵乘法得出的矩阵，

A1是从矩阵PP和WG的矩阵乘法得出的矩阵，以及

ZRAD是辐射阻抗。

如果只有由两个驱动器(例如后驱动器组件203和前驱动器组件 201)产生的SPL频率响应是有意义的，则最简单的方法是将AHF和 AMF矩阵转换成相应的YHF和YMF矩阵，用于分析在输入和输出端并联的双端口电路。一般而言，输入对应于驱动器的电输入并联连接的位置。输出对应于来自两个压缩室的声信号合并成相互朝向中心的通道的位置。此时，可以对矩阵YHF和YMF进行求和以获得矩阵Y∑(或 Y∑＝YHF+YMF)，然后将矩阵Y∑变为新的转移矩阵A∑。这样的矩阵可以与声学A1矩阵(通过乘法)级联，然后整体复合输出声压可以表示为：

采用这种方法，考虑了驱动器(例如后驱动器组件203和前驱动器组件201)的相互影响。然后，声学矩阵参数可以通过有限元分析(FEA)或通过传输线方法来建模，如在Dan Mapes-Riordan所著的“Horn Modeling with Conical and Cylindrical Transmission Line Elements”(J.Audio Eng.Soc.，1993年6月，第41卷，第6期，第 471-484页)所阐述的。

如果必须建模其中一个驱动器(例如后驱动器组件203或前驱动器组件201)的单独SPL响应，则该方法可能不同。它是基于这样的假设：另一驱动器在电输入处短路，因为它连接到输出阻抗为零的电压源。例如，如果需要建模高频驱动器(例如，后驱动器组件203) 的声压响应，则可以考虑通过ZA和中频驱动器(或前驱动器组件201) 的输出声阻抗ZMout的并联连接来加载高频驱动器。由于呈现给中频驱动器的矩阵的输入端连接到具有零输出阻抗的电压源，所以中频驱动器的输出阻抗可以被建模为：

其中inv[AMF12]和inv[AMF22]是倒置矩阵AMF的对应矩阵元素。

将声阻抗ZMout和ZA的并联连接表示为ZMA，高频驱动器PA(例如，后驱动器组件203)可以的压缩室出口处的声压按如下方式来计算：

声压PA用作声学矩阵A1的源：

假定高频驱动器(或后驱动器组件203)短路，则可以相应地计算中频驱动器(或前驱动器组件201)的响应。

振膜230或330的有效区域的初始信息可以从Klippel扫描仪获得，或者通过使用如在“Identification of Compression Driver Parameters Based on a Concept of the Diaphragm’s Frequency-Dependent Area”(A. Voishvillo在2014年10月11日在洛杉矶举行的第137届AES会议上提交，预印本9165)中阐述的方法来获得。

振膜230或330的有效区域的初始信息以及中频和高频驱动器 (或前驱动器组件201和后驱动器组件203)的其它机电和声学参数用于基于例如2英寸直径的音圈和1英寸出口的双非对称驱动器200 的建模和开发。

在开发过程中，首先针对集总参数的简单情况进行建模，并且其中中频和高频驱动器201、203彼此之间没有相互影响。最初的简化还包括平面波管加载。在下一阶段，考虑到了驱动器201、203的相互影响。接下来，考虑带有振膜230、330的频率相关区域的两个驱动器201和203的单独响应，然后还考虑带有振膜230、330的频率相关区域的驱动器201、203的相互影响。开发过程的下一阶段包括 SPL频率响应的优化以及驱动器201、203的中频和高频通道之间的时间延迟和相位响应的对齐。

图10描绘了在有和没有高频驱动器(例如，后驱动器组件203) 影响的情况下中频驱动器(例如，前驱动器组件201)的SPL响应。例如，图10分别示出了在没有高频驱动器203影响(参见曲线470)，以及有高频驱动器影响的(参见曲线472)情况下中频驱动器201的 SPL频率响应。具体地说，中频驱动器201用在Holland-Newell喇叭上。

图11描绘了有和没有中频驱动器201影响的高频驱动器203的 SPL响应。例如，图11分别示出了在没有中频驱动器201影响(参见曲线480)以及有中频驱动器201影响(参见曲线482)的情况下高频驱动器203的SPL频率响应。类似于图10，中频驱动器201用在Holland-Newell喇叭上。

图12描绘了具有交叉的中频驱动器201和高频驱动器203的单独的SPL频率和相位响应以及整体响应。曲线490示出了具有二阶全通滤波器的中频驱动器201的SPL响应。曲线492示出了具有三阶高通滤波器的高频驱动器203的SPL响应。曲线494示出了整体 SPL响应(两个通道的声学求和)。如图12所示的“对角线”曲线490' 和492'示出了高频驱动器203和中频驱动器201的SPL相位响应。在 MF和HF响应重叠的频率范围内，MF和HF相位响应的相位实际上一致，这提供了最大的SPL输出。

中频驱动器201和高频驱动器203通过交叉来连接，因为高频驱动器203包括三阶高通滤波器，而中频驱动器201包括调谐的二阶全通电路，其可以调谐到例如10kHz。中频驱动器201可以不包括低通滤波器以最大化高频输出，这因此在高频时添加对应的较低SPL输出，这有助于增强驱动器200的整体高频输出。图10-12示出了中频和高频驱动器201、203的相位响应在其相互辐射的频率范围内几乎一致，这不仅表示相位对准，而且还表示群延迟对准。

中频驱动器201和高频驱动器203之间的相互的内部声学相互作用改变它们对应的SPL响应(即，在没有相互影响的情况下，与每一个的单独辐射进行比较时)，在某些频率，会衰减SPL，但无论如何，该双非对称压缩驱动器200的SPL频率响应的总体水平能可能会优于基于传统设计的压缩驱动器。

图13描述了配备有钛球顶振膜的传统压缩驱动器的声压频率水平和失真(参见曲线550)与如本文所阐述的驱动器200的声压级和失真(参见曲线552)的对照图。例如，图13示出了常规压缩驱动器的测量的平面波管频率响应和包括1/2次谐波的谐波失真，常规压缩驱动器基于钛振膜和3英寸音圈。当提供10瓦的输入功率时，观察到高水平的谐波失真，尤其是1/2阶次谐波。响应是在1.5英寸的平面波管上测量的。

图14描绘了由Holland-Newell轴对称喇叭加载的配备有3”钛圆顶的常规压缩驱动器(参见左侧的曲线图)与本文阐述的双非对称压缩驱动器200(参见右侧的曲线图)之间的谐波失真比较，曲线550 示出了SPL频率响应(基本谐波)，曲线552示出了二次谐波，曲线554示出了三次谐波，曲线556示出了四次谐波，曲线558示出了五次谐波，曲线660示出了次谐波(半谐波)。是在距喇叭1米处以 110dB SPL和120dB SPL测量的。传统的驱动器在高频时具有较高的谐波失真，特别是在120dB SPL时。二次谐波在120dB时具有非常高的电平，出现强烈的次谐波。在较低的频率下，在高通截止频率 (1.5kHz)附近，观察到出现3次和5次谐波，这表明传统振膜的钛悬架的机械限制。

一般而言，如本文公开的双非对称压缩驱动器200提供但不限于机械“调谐”到不同频率范围的两个振膜。这种双向配置使得针对相应的频率范围来优化每个振膜的性能成为可能。然而，也可以使用类似形状的环形挠性振膜、类似的音圈和类似的电机；振膜的夹紧尺寸可以彼此不同，由此提供两种不同的移动质量和悬架顺应性。相应地，移动组件具有不同的共振频率，例如相差大约两个八度。高频振膜组件(或后驱动器组件203)的更小的移动质量和悬架顺应性可以导致更高的基频和第二共振频率，这又会提供更大频率范围。

高频振膜(例如，后环形振膜330)可利用比中频振膜(例如，前环形振膜230)更小的最大位移，因此高频压缩室(即，后压缩室) 的高度大约是中频压缩室(即，前压缩室)的一半高。这一方面提供了较小的高频压缩室的容积和较低的高频室声学顺应性，这也有助于扩大高频范围。

高频驱动器和中频驱动器之间的相互的内部声学相互作用改变它们对应的SPL响应(即，在没有相互影响的情况下，与每一个的单独辐射进行比较时)，并且在某些频率下，会衰减SPL，但无论如何，双非对称压缩驱动器的整体SPL频率响应都可能会比传统压缩驱动器更有优势。

虽然上文描述了一些实施方案，但这些实施方案并不意图描述本实用新型的所有可能的形式。相反，说明书中使用的词语是描述性词语而不是限制性词语，并且应理解，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下可以做出各种改变。此外，可以组合各种实施方案的特征以形成本实用新型的另外的实施方案。