一种书架式1主2被扬声器系统的制作方法

本实用新型涉及扬声器领域，尤其涉及一种书架式1主2被扬声器系统。

背景技术：

扬声器单元在工作过程中，音频电能通过电磁、压电或静电效应，使其纸盆或膜片振动周围空气造成音响，使用单独的主动宽频带扬声器单元作为扬声器的发声单位，容易导致低频声波或高频声波的失真，若单独采用小口径的扬声器单元，能够保证高频声波的声音质量，但是若音频信号中有低频声波，则低频声波的质量较差，若单独采用大口径的扬声器，同样不能兼顾到全频段的声音的发声质量。传统的扬声器系统采用倒相式或密闭式声学结构，在180Hz以下的低音频段瞬态失真较大、具有较明显的声染色效应，或在70Hz以下超低音频段声压较低(特别是对于较小尺寸的中小型扬声器系统)，影响音质效果。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种书架式1 主2被扬声器系统，旨在解决现有技术中的扬声器系统无法兼顾低音频段和高音频段音质的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种书架式1主2被扬声器系统，包括一箱体，所述箱体中设置有密封的上部腔体和下部腔体，所述上部腔体和下部腔体上下排列并嵌套在一起，其中：所述下部腔体的正面设有第一安装孔，所述第一安装孔内安装主动宽频带扬声器单元，且所述下部腔体的两个侧面设有第二安装孔和第三安装孔，所述第二安装孔和第三安装孔内各安装一组被动声辐射器，所述上部腔体的正面设有第四安装孔，所述第四安装孔内设有高音扬声器单元，所述高音扬声器单元通过导线以串联方式连接高通滤波器，所述高通滤波器通过导线以并联方式连接所述主动宽频带扬声器单元与一接线端，所述接线端设置在所述箱体的背部壁面上。

进一步，所述箱体为密封长方形结构。

进一步，所述箱体为木质或塑料材质。

进一步，对于采用一个5.5英寸口径的主动宽频带扬声器单元搭配二个 5～6.5英寸口径被动声辐射器的情况，所述箱体的深度尺寸取值的范围为 20～22cm，所述箱体的宽度尺寸的取值范围为18～21cm，所述箱体的高度尺寸的取值范围为23～27cm，所述被动声辐射器的振膜重量为60～100g。

进一步，所述主动宽频带扬声器单元的口径为4～8英寸，二个被动声辐射器的口径为5～10英寸且二个被动声辐射器口径相同，所述高音扬声器单元的口径为1～3英寸。

进一步，所述主动宽频带扬声器单元和所述被动声辐射器的口径搭配方式选择下列组合之一：4英寸、5英寸或5.5英寸英寸口径的主动宽频带扬声器单元搭配5～6.5英寸口径的被动声辐射器，6英寸口径的主动宽频带扬声器单元搭配6～8英寸口径的被动声辐射器，8英寸口径的主动宽频带扬声器单元搭配8～10英寸口径的被动声辐射器。

进一步，所述高通滤波器的转折频率取值范围为5kHz～10KHz。

进一步，所述主动宽频带扬声器单元包括第一振膜、第一折环、第一弹波、第一金属盆架、防尘罩、配重块、磁铁、音圈及骨架，所述第一振膜的一端通过第一弹波连接在第一金属盆架底部，所述第一振膜的另一端通过第一折环连接在第一金属盆架顶部，所述防尘罩设置于所述第一振膜上，所述配重块通过粘合剂设置于所述防尘罩内壁，所述第一金属盆架底部固定于磁铁上，所述音圈及骨架设置在所述磁铁的凹槽中。

进一步，所述被动声辐射器包括第二振膜、第二折环、第二弹波和第二金属盆架，所述第二振膜的一端通过第二弹波连接在第二金属盆架底部，所述第二振膜的另一端通过第二折环连接在第二金属盆架顶部。

进一步，各参数按如下方式组合：

有益效果：本实用新型中，通过主动宽频带扬声器单元、2组被动声辐射器以及高音扬声器单元能够最大程度的提高扬声器系统的低音与中高音的质量，防止声音失真且保证平坦的频率响应，可有效延伸到超低音频段。

附图说明

图1为本实用新型一种书架式1主2被扬声器系统的侧面结构示意图。

图2为本实用新型一种书架式1主2被扬声器系统的正面结构示意图。

图3为本实用新型一种书架式1主2被扬声器系统中的箱体结构示意图。

图4为本实用新型一种书架式1主2被扬声器系统中的主动宽频带扬声器单元的结构示意图。

图5为本实用新型一种书架式1主2被扬声器系统中的被动声辐射器的结构示意图。

图6a-6d为本实用新型不同结构的高通滤波器与高音扬声器单元的连接示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种书架式1主2被扬声器系统，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请结合图1至图3所示，本实用新型一种书架式1主2被扬声器系统，包括一箱体(1)，所述箱体(1)中设置有密封的上部腔体(3)和下部腔体(2)，所述上部腔体(3)和下部腔体(2)上下排列并嵌套在一起，所述下部腔体(2)的正面设有第一安装孔(4)，所述第一安装孔(4)内安装主动宽频带扬声器单元(8)，且所述下部腔体(2)的两个侧面设有第二安装孔(5)和第三安装孔(6)，所述第二安装孔(5)和第三安装孔(6) 内各安装一组被动声辐射器(15)，所述上部腔体(3)的正面设有第四安装孔(7)，所述第四安装孔(7)内设有高音扬声器单元(9)，所述高音扬声器单元(9)通过导线以串联方式连接高通滤波器(11)，所述高通滤波器(11)通过导线以并联方式连接所述主动宽频带扬声器单元(8)与一接线端(10)，所述接线端(10)设置在所述箱体(1)的背部壁面上。

所述第四安装孔(7)与所述第一安装孔(4)在所述箱体(1)正面的同一平面内，即所述第四安装孔(7)设置在所述第一安装孔(4)上方，不仅节省了材料，而且结构简单，安装方便。所述上部腔体(3)相对下部腔体(2)较小，且所述上部腔体(3)内嵌于下部腔体的上部，这两个腔体独立且密封设置。所述下部腔体(2)的两个侧面设有第二安装孔(5) 和第三安装孔(6)是指，第二安装孔(5)和第三安装孔(6)相对设置，也即两组被动声辐射器(15)相对设置。所述主动宽频带扬声器单元(8) 与相对设置的2组所述被动声辐射器(15)能够最大程度的提高扬声器系统的低音与中高音的质量，防止声音失真且保证平坦的频率响应、可有效延伸到超低音频段。

本实用新型在使用时，所述主动宽频带扬声器单元(8)工作过程中驱动所述被动声辐射器(15)协调工作，电流信号能转化为声音信号，并在较宽频带范围内(特别是超低音频段)保证较为平坦的声压输出，能够防止声学重放失真，并利用所述高音扬声器单元(9)重放声音中的高音部分 (5kHz以上)，因为比传统扬声器系统的高音扬声器单元所承担的声音重放频率分频点上移(不需要承担过多的中音频段的重放)，也就是减小了高音扬声器单元(9)的工作频率范围和负荷，因而提高了高音的质量。所述的高音扬声器单元(9)即指将高于5000Hz以上的高频信号进行重放的扬声器单元。

在满足扬声器音质的前提下尽量减小所述箱体(1)的体积，节省了生产材料，降低了生产成本，而且为摆放与携带提供了方便。

进一步，所述箱体(1)优选为密封长方形结构，即具有六个面，一个正面、两个侧面、一个背面、一个顶面和一个底面。

进一步，所述箱体(1)优选为木质或塑料材质。优选为木质材料箱体，对声音的干扰较小，有利于用户的听觉体验。

所述被动声辐射器(15)的口径通常选择略大于所述主动宽频带扬声器单元(8)的口径。进一步，对于采用一个5.5英寸口径的主动宽频带扬声器单元(8)搭配二个5～6.5英寸口径被动声辐射器(15)的情况，所述箱体(1)的深度尺寸取值的范围为20～22cm，所述箱体(1)的宽度尺寸的取值范围为18～21cm，所述箱体(1)的高度尺寸的取值范围为23～27cm，所述被动声辐射器的振膜重量为60～100g。本实用新型中，所述箱体(1) 的宽度、深度、高度均是以箱体(1)正面角度来说的，即从箱体(1)正面看，箱体的横向两侧之间的距离为宽度，纵向上下两侧之间的距离为高度，前后两侧之间的距离为深度。

进一步，所述主动宽频带扬声器单元(8)的口径为4～8英寸，二个被动声辐射器(15)的口径为5～10英寸且二个被动声辐射器(15)口径相同，所述高音扬声器单元(9)的口径为1～3英寸。

进一步，所述主动宽频带扬声器单元(8)和所述被动声辐射器(15) 的口径搭配方式选择下列组合之一：4英寸、5英寸或5.5英寸英寸口径的主动宽频带扬声器单元(8)搭配5～6.5英寸口径的被动声辐射器(15)，6 英寸口径的主动宽频带扬声器单元(8)搭配6～8英寸口径的被动声辐射器 (15)，8英寸口径的主动宽频带扬声器单元(8)搭配8～10英寸口径的被动声辐射器(15)。

关于上述参数的选择在后续会有详述。

本实用新型的主动宽频带扬声器单元(8)是基于传统的动圈式扬声器单元为基础的改良型扬声器单元，本实用新型中的主动宽频带扬声器单元 (8)是针对传统的动圈式扬声器单元而言，具有在较宽频段范围内保持平坦的频率响应特性。如图4所示，所述主动宽频带扬声器单元(8)结构由以下部件构成：第一振膜81、第一折环82、第一弹波83(即第一定心支片)、第一金属盆架80、防尘罩84、配重块85、磁铁87、音圈及骨架(合并标为88)，所述第一振膜81的一端通过第一弹波83连接在第一金属盆架80 底部，所述第一振膜81的另一端通过第一折环82连接在第一金属盆架80 顶部，所述防尘罩84设置于所述第一振膜81上，所述配重块85通过粘合剂86设置于所述防尘罩84内壁，所述第一金属盆架80底部固定于磁铁87 上，所述音圈及骨架设置在所述磁铁87的凹槽中。即采用上述结构的扬声器单元即可称为主动宽频带扬声器单元(8)，所述第一弹波(83)可设置1 排或2排。

进一步，如图5所示，所述被动声辐射器(15)包括第二振膜(12)、第二折环(121)、第二弹波(13，即第二定心支片)和第二金属盆架(14)，所述第二振膜(12)的一端通过第二弹波(13)连接在第二金属盆架(14) 底部，所述第二振膜(12)的另一端通过第二折环(121)连接在第二金属盆架(14)顶部，所述第二弹波(13)可设置1排或2排。所述第二金属盆架(14)固定安装在所述箱体(1)内并与对应的安装孔(第二安装孔5 和第三安装孔6)外缘重合。所述的被动声辐射器(15)通常为轴对称结构，相当于动圈式扬声器单元中减去了磁铁和音圈等电磁驱动部件。其中需要考虑口径、振膜重量等因素，具体参数需要根据箱体参数和主动宽频带扬声器单元(8)的参数进行匹配设计。

本实用新型的整体工作原理如下：

超低音(100Hz以下频段)部分：基于空气传导惯性增压原理，通过箱体中的主动宽频带扬声器单元(8)和被动声辐射器(15)的搭配，实现超低频声波的有效电声转换和辐射；特别是采用较小箱体和较小口径的主动宽频带扬声器单元(8)实现优良低音重放的主要原理是通过被动声辐射器(15)(特别是较大口径的被动声辐射器)扩展了主动宽频带扬声器单元 (8)的等效口径，并且通过上述参数匹配保证声波振动相位的同步关系。

低音和中音(100Hz～5000Hz)部分：所述主动宽频带扬声器单元(8) 可在较宽频带范围内具有平坦的频率响应特性。

高音(5000Hz以上)部分：通过采用高通滤波器(11)和高音扬声器单元(9)的配合，使用较低成本的部件即可实现高音频段的良好的频率响应特性。

对于上述的超低音(100Hz以下频段)部分：

1)在一个密闭的箱体(1)内同时安装1个主动宽频带扬声器单元(8) 以及2个被动声辐射器(15，简称被动盆)，其中被动声辐射器(15)中第二振膜(12)的通过第二弹波(13)(即定心支片)支撑安装到第二金属盆架(14)上，以保证足够的弹力和阻尼；

在100Hz以下的低频频段的每个振动周期中；

2)主动宽频带扬声器单元(8)在外部电信号的前1/4周期驱动下开始向前(箱体外)运动，被动声辐射器(15)延时性的跟着向箱体(1)内运动，这时箱内气压开始降低，当主动宽频带扬声器单元(8)运动到前止点时，这时被动声辐射器(15)运动到它本身所能运动的中间点且阻力加大；

3)之后被动声辐射器(15)继续随着惯性向箱体内运动，这时主动宽频带扬声器单元(8)在外部电信号的2/4和3/4周期驱动下开始往回(箱体内)运动，并与被动声辐射器(15)同时往回运动到各自的后止点，箱内气压急剧上升到一个最大值的临界点；

4)在箱内气压达到最大临界点的同时，主动宽频带扬声器单元(8) 在箱内气压与外部电信号的后4/4周期驱动的共同作用，被动声辐射器(15) 在箱内气压和第二弹波13的弹性作用下同时向外猛烈运动，这时被动声辐射器(15)与主动宽频带扬声器单元(8)所产生的声压都是正相，由于声压相互叠加果，瞬间低频声压值高于普通密闭式音箱声压值3dB到6dB以上。

为了保证在超低音频段实现较高声压级和较低失真，采用被动声辐射器(15)(尤其是较大口径)，相当于增加了主动宽频带扬声器单元(8)的有效辐射口径，同时基于主动宽频带扬声器单元(8)和被动声辐射器各参数(15)的匹配，使被动声辐射器(15)能够与主动扬声器同相振动，因而在增大有效声压级的同时保证较低的失真。

为了本实用新型能够更好的实现上述原理，所述主动宽频带扬声器单元的口径、被动声辐射器的口径、被动声辐射器的振膜重量、箱体尺寸的几项参数需要合理搭配关系。具体参数配合关系参照下表所示的组合关系：

所述高通滤波器(11)主要由电容和电阻串联或并联构成(再与高音扬声器单元串联)，也可以由一个电容单独构成。具体如图6a至图6b所示，图6a中，所述高通滤波器(11)由电容C构成，然后与高音扬声器单元(9) 串联；图6b中，所述高通滤波器(11)由电容C和电阻R串联构成，然后与高音扬声器单元(9)串联；图6c中，所述高通滤波器(11)由电容C 和电阻R并联构成，然后与高音扬声器单元(9)串联；图6d中，所述高通滤波器(11)由电容C和电阻R1串联并与电阻R2并联构成，然后与高音扬声器单元(9)串联。

所述高通滤波器(11)的转折频率取值范围为5kHz～10KHz。转折频率以上的频段按照6dB/倍频程的衰减速率，具体参数根据主动宽频带扬声器单元(8)的频响曲线和高音扬声器单元(9)的阻抗和灵敏度来确定。一般转折频率选择为主动宽频带扬声器单元(8)在中高音频段频率响应开始趋向平滑衰减3dB后的频点，使高音单元实际重放频率范围与宽频带扬声器单元的重放频率范围恰好衔接。电容的典型取值为1.8微法到4.7微法之间，与电容串联的电阻取值一般为1欧姆到8欧姆之间，与高音扬声器单元并联的电阻的取值4欧姆到16欧姆之间，具体参数根据高音扬声器单元(9)的特征阻抗和灵敏度来确定，主要作用是适当衰减高音频段的灵敏度以便与低音频段的灵敏度一致，匹配其有效频率范围。

本实用新型能够实现低音频段到高音频段优良的声音重放，实现较高的超低音频段声压级的同时保证极低的音频重放的失真，而且有利于保证在不使用中低频分频器的情况下选用合适的宽频带主动扬声器和高音扬声器组合可以使音箱具备40Hz～20000Hz的平坦频率响应特性，并且在宽频带范围内保证很低的声学重放失真，此外，该扬声器系统相的生产成本较低，体积较小节省放置空间。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。