專利名稱：聲隁類音柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及放音設(shè)備的音箱、音柱；特別是一種可駁接任何程式與容量的功放的，能匹配定阻或定壓式接頭規(guī)格的輸出端子的、達到任何環(huán)境和場合還音放送的要求的，獲得全正態(tài)、全歸真聲場效果的聲堰類音柱。
縱觀音響系統(tǒng)工程中的音箱、音柱，發(fā)現(xiàn)民用普及型的，一路輸出配接二、三分頻的音箱多；多路、多聲道輸出的，配接該頻段的音箱多；會議擴音、小型文藝演出的，中功率中容量可移動的音箱多；大型會堂專業(yè)劇場采用組合分頻的，低音音箱與聲柱組合多；號稱超越現(xiàn)代經(jīng)典體系頂尖音響系統(tǒng)的，也是積木三合一的組合音箱多。唯獨融聲匯流一體化的全能音箱、聲柱，尚為少見。
本實用新型的目的，就是提供一種高效節(jié)能、兼容通用的整體音箱或相類似的聲柱；較為理想地改善上述的不足和彌補所存在的缺陷；將千家萬戶文化娛樂消費享受所必需的音箱和專業(yè)音箱濃縮結(jié)晶為聲堰類音柱；面向市場，服務(wù)社會。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的(一)系統(tǒng)設(shè)計。秉承和延伸音箱、聲柱的基因和血統(tǒng)、運用音箱與聲柱嫁接的獨特模式；走有特色的音響技術(shù)之路，把音箱、聲柱推進嶄新的境界；1、聲堰類音柱由六個部分組成。(1)確立以大功率、大容量的全頻帶同軸揚聲器并聯(lián)的倒相式前置左右聲道主體音箱的基礎(chǔ)地位(全音頻聲源)；(2)配備由兩個低音、次低音大功率揚聲器并聯(lián)組成的前加載聲堰輻射裝置(低音、次低音音箱，低音、次低音聲源)；(3)必要的兩個大功率高靈敏度中音揚聲器組成的前加載二級號筒聲堰輻射裝置(中音音箱、中音聲源)；(4)安插于音柱輻射面有限障板式四個超高音揚聲器串并聯(lián)輻射裝置(超高音聲源)；(5)添加了四個串并聯(lián)高音揚聲器組成前加載兩級號筒聲堰輻射裝置(高音音箱、高音聲源)；(6)內(nèi)后置一個中音與四個高音楊聲器并聯(lián)組成倒相式前加載聲堰結(jié)構(gòu)輻射裝置(后置中高音音箱、早期延遲反射聲聲源)。2、從廠家提供的揚聲器頻率特性參數(shù)中，挑選符合4.5-30KHz范圍的，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用作全音頻揚聲器。并就揚聲器的錐形振膜形狀、材質(zhì)、表面處理的特點慎密把關(guān)；用單元組合手段徹底消除單個揚聲器負責全音域放音時無法解決的因分割振動引起的失真和“假低音”等先天不足的缺陷。3、各聲源合理巧妙的立體空間布置以及控制聲波傳播中波程引起的相位差最小、力使同相；保證眾聲源在聲場的各個象限，能在聽音場所中指定任一部位，讓聽眾在感受中產(chǎn)生幾何尺寸穩(wěn)定、聲像可在其中移動的空間虛擬聲像；素質(zhì)高的聆聽者在優(yōu)質(zhì)音源還音時能達到樂團就在面前演奏那樣，身歷其境的感覺。
(二)妙在轉(zhuǎn)換。聲堰類音柱突出特點就是利用揚聲器和自耦變壓器高能磁場和大的電感量。它們都具備自感線圈感生電動勢特性。對饋入正弦音頻信號來說，感生電動勢等于線圈端電壓，eL＝uL＝ωLISin(ωt+Φ+Π/2)，磁場能量為Wm＝1/2.LU2/R2。感生電動勢大小取決于信號電流的變化率而不是信號電流的大小，且電動勢超前電流Π/2，可以出現(xiàn)電流等于0時，電動勢不等于0的情況，反之亦然。磁場能量來自電流變化率，電流增加時，音頻信號源供給的能量較多，克服自感電動勢作功；電流減小時，自感電動勢作功。自感電動勢作功的能量就是磁場能量，取自“電流周圍存在著的磁場”。要使eL↑，可以ω↑、L↑來達到，要使Wm↑，可以L↑，R↓來兌現(xiàn)，亦即采用高磁性、大磁體、雙磁塊的揚聲器，導磁系數(shù)好，渦流損耗小、導線粗大、圈數(shù)多的自耦變壓以及極小的線耗連線來保證。對聲堰類音柱雙柱(38只揚聲器、功率容量6600W)，用4節(jié)1.5V干電池(5.8V、0.12A、0.7W)供電，普及型收錄機FM收音音頻輸出(IV、0.23A、0.23W)并饋，音質(zhì)不俗的正常還音使72.5m3，廳堂及徑外20m處，滿意聆聽。
(三)增加輻射。從同類驅(qū)動器組合音箱的聲功率與使用揚聲器數(shù)量之間的關(guān)系實驗結(jié)果知，若把額定功率饋電給單個揚聲器產(chǎn)生相對聲功率定為1，則多個揚聲器按原來每個饋電功率給各揚聲器饋電，就近組合在一處安裝，迭加后輻射聲功率為揚聲器總個數(shù)的平方倍。如兩個并聯(lián)n＝2，則相對聲功率為4，4個揚聲器串并聯(lián)，n＝4，則相對聲功率為16。當用4個揚聲器以單個揚聲器額定功率饋電時，相對聲功率為4，比僅用一個揚聲器時，增加4倍。
(四)加大阻尼。當把兩個或多個主共振頻率完全相同的揚聲器串并聯(lián)，從理論上講，這種作法幾乎不影響它們的電阻尼?？蓪嶋H卻非如此。從出廠產(chǎn)品參數(shù)的離散性(合格、但絕非完全相等或相同)以及有意挑選使其不完全配對，使被串并聯(lián)的揚聲器的主共振頻率稍有差異或為未知數(shù)時，給兩個或多個揚聲器音圈并聯(lián)饋電，它們的音圈所感應(yīng)出的電動勢之間，就可能會有某些相移，(無論揚聲器串聯(lián)或者并聯(lián))，每個音圈中感應(yīng)電動勢皆不完全相等。如果揚聲器同相連接，且音圈阻抗不盡相同，此時每一只揚聲器在各自共振頻率上都將被較小的那個電阻所傍路，它會在音圈中產(chǎn)生電流，此電流產(chǎn)生制動力的大小成為加大阻尼因子的動力。如果擴音機阻尼因子不大，那么，將不同共振頻率的揚聲器作并聯(lián)連接時，就會獲得較大的阻尼。
(五)利用聲堰。本實用新型利用原創(chuàng)發(fā)明的核心聲學部件——聲堰，將聲學振動與波的傳播、干涉與共振的物理特性運用到類音柱中。通過融聲技術(shù)的匯流設(shè)計和實施，把六路(套)聲源(音箱)“血肉”交融、連成為一整體。
(六)活絡(luò)通筋。專門為聲堰類音柱設(shè)計的大功率大電感量的自耦變壓器阻抗匹配聲道分頻網(wǎng)絡(luò)，與其說是音柱的動脈血管，還不如說其是各分立音箱，聲道相互協(xié)調(diào)、融聲匯流的信息網(wǎng)絡(luò)，功能分配、傳輸發(fā)送中心。瞻前，解決了聲堰類音柱與各種類型、程式、容量、及端子阻抗與功放的完全匹配；顧后，不僅滿足聲堰類音柱各揚聲器組對功率和頻響的要求；而且自耦變壓器降壓緩沖作用把揚聲器直接功放時，先把能量貯入，后將70-85％，能量通過音圈反饋一個比原信號延遲的信號，同時入到非線性失真絕非為0的功放，并與原信號互調(diào)經(jīng)放大再送入揚聲器產(chǎn)生揚聲器接口失真問題。由接入降壓繞阻的低阻所傍路，大大降低了對功效的負面影響；適應(yīng)在動態(tài)大信號時的極端電流值比正常值大好幾倍的狀態(tài)；把揚聲器在直接功放時，在一定程度上能夠改變功放的內(nèi)部信號，加大或同時導致非線性失真的弊端，得到糾正，保證功放的額定輸出。
(七)聲場迭加。多個聲源所產(chǎn)生的聲場，其總聲場是各個聲源產(chǎn)生的聲場的迭加。如果聲源是一組并聯(lián)工作的多個揚聲器發(fā)聲的相干波、或者是直達聲和反射聲，都可視為聲源和虛像輻射的相干波、遵循聲波的干涉規(guī)律，保持它們各自的特性，按瞬時聲壓迭加。由于實際聽音環(huán)境和場所，直達聲場的相對聲級，隨距離的增加迅速下降。一定位置上的直達聲場只是由最近一個或幾個聲源產(chǎn)生的，較遠的聲源可以認為僅對混響聲場有影響，后置中高音反射聲堰，得到極其自然的直達聲和早期延遲反射聲的平衡，模擬再現(xiàn)在原處實際聽音情況，重現(xiàn)如在音樂廳中的聲場環(huán)境，可獲得真情真景返樸歸真的自然享受。
一種聲堰類音柱，系統(tǒng)的方框組成，具體結(jié)構(gòu)是由全音倒相左右主體I、全低倒相雙箱聲堰(SYA)II、雙號加載兩中聲堰(SYB)III、有限障板超高四射IV、雙號加載四高聲堰(SYC)V、后置中高反射聲堰(SYD)VI分立的六套音箱，通過聲堰一體化連接而構(gòu)成。方框組成見

圖1，結(jié)構(gòu)見圖2。
其特征在于1、全音倒相左右主體I的兩個同軸全音頻揚聲器Y11、Y12并聯(lián)饋電，安裝在音柱輻射面的中下部，即V11的幅射面，其倒相孔從頂部經(jīng)聲堰SYA-DA1通道與全低倒相雙箱聲堰(SYA)共用的公共號筒HA1出口穿出。結(jié)構(gòu)見圖3。
2、全低倒相雙箱聲堰(SYA)II的兩個低音、次低音揚聲器Y21、Y22并聯(lián)安裝在音柱上內(nèi)部的倒相式箱體內(nèi)，聲輻射先通過壓縮室V22，再經(jīng)過聲堰SYA，與V11的倒相管DA1共用一個號簡HA1口穿出。結(jié)構(gòu)見圖3。
3、雙號加載兩中聲堰(SYB)III的兩個中音揚聲器Y31、Y32并聯(lián)，各自安裝在壓縮室VB1、VB2上，并經(jīng)第一級號筒HB1、HB2與聲堰SYB入口連接并從共同的輸出號筒HB3，共用相同的出口穿出。結(jié)構(gòu)見圖4。
4、有限障板超聲四射IV的四個超高音揚聲器Y41～Y44串并聯(lián)安裝在音柱輻射面上半部，號筒HA1、HC3出口之間的聲學輻射最佳處，并結(jié)合外觀布置選取合適的排列。結(jié)構(gòu)見圖2。
5、雙號加載四高聲堰(SYC)V的四個高音揚聲器Y51～Y54各自安裝在壓縮室VC1～VC4對應(yīng)位置上，先經(jīng)過蝸牛號筒HC1～HC4，共同匯流在高音聲堰SYC的入口處，經(jīng)過SYC的公共通道，最終從同一號筒出口處穿出，整個聲堰底座水平安在音柱頂部，并由高音號筒HC1出口結(jié)構(gòu)，以一定俯角輻射高音聲束。結(jié)構(gòu)見圖5。
6、后置中高反射聲堰(SYD)VI的中音揚聲器Y61、以及四個高音揚聲器Y62～Y65，并聯(lián)安裝在V11腔內(nèi)僻出上下傾斜的三角形腔體V61面向音柱背板的斜面上，按聲學設(shè)計擺布，構(gòu)成倒相式音箱，通過壓縮室V62，經(jīng)過背板號筒H61出口處穿出，并與音柱相交的邊墻壁角，構(gòu)成反射聲堰結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)見圖6。
下面，敘述聲堰類音柱結(jié)構(gòu)、部件名稱和作用。
圖1聲堰類音柱系統(tǒng)方框圖；圖2聲堰類音柱結(jié)構(gòu)主視圖；圖3聲堰類音柱結(jié)構(gòu)后視圖；圖4聲堰類音柱內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖5高音號筒輻射結(jié)構(gòu)圖；圖6背射中高音輻射的結(jié)構(gòu)圖。
見圖2。(1)腔體V11；(2)腳輪；(3)、(4)全音頻同軸揚聲器Y11、Y12；(5)全音頻倒相、低音、次低音頻號筒HA1；(6)超高音揚聲器Y51-Y54；(7)中音號筒HB3；(8)高音聲堰SYC；(9)高音號筒HC1。
見圖3。(1)腔體V11、V21、V22；(2)后輻射號筒H61；(3)音柱分頻網(wǎng)絡(luò)及接線端子控制盒；(4)后置中高音倒相輻射裝置V61、V62，(5)高音聲堰SYC；(6)高音號筒HC1。
見圖4。(1)腔體V11；(2)全音頻同軸揚聲器Y11、Y12；(3)全音頻、低音、次低音號筒HA1，聲堰SYA-ΦA(chǔ)1，聲堰SYA-ΦA(chǔ)2；(4)低音、次低音揚聲器Y21、Y22，(5)低音、次低音倒相孔；(6)中音揚聲器Y31、Y32；(7)中音聲堰SYB，號筒HB1、HB2、HB3。(8)超高音揚聲器Y41-Y44；(9)高音揚聲器Y51-Y54，(10)高音聲堰SYC；(11)高音號筒HC1；(12)后置中高輻射裝置。
見圖5。(1)高音腔體V51-V54；(2)高音揚聲器Y51-Y54；(3)高音聲堰SYC，高音號筒HC5。
見圖6。(1)背反射中高音輻射裝置上斜輻射面板；(2)輻射面下傾導向板；(3)、(4)輻射面左右側(cè)導向板；(5)中音揚聲器Y61；(6)中音倒相孔；(7)背反射高音揚聲器Y61-Y64；(8)邊墻壁角反射聲堰結(jié)構(gòu)。
生產(chǎn)工藝流程一是音柱腔體的選料、處理、成型、油漆、工藝裝飾；二是揚聲器單元的采購備料、選測、擇對；三是分頻網(wǎng)絡(luò)的下料、描圖、鉆孔、繞制、挑件、檢測、裝配、調(diào)測；四是音柱總體組裝，試聽、初測、調(diào)試、漆封；五是產(chǎn)品總檢、包裝、出庫。
達標出廠的聲堰類音柱，逐項檢測可達國標的各項要求；人為印象，可用一高二大三純四全來概述前述并饋雙柱的高靈敏度、高效率；38只揚聲器、標稱功率6600W，音頻信號饋電無上限，大功率，柱體體積1.95×0.50×0.45m3，大腔體，大容量；音柱的三維結(jié)構(gòu)、音柱揚聲器連接方式、內(nèi)部獨特的聲學結(jié)構(gòu)，把瞬態(tài)失真、互調(diào)失真、非線性失真，降到最低限點，脈沖波形，純正態(tài)；六聲道的聲場效果，音質(zhì)，純歸真。大功率自耦變壓器阻抗的多種匹配端子，適宜任何程式、大小的功放與機型，以及AV、HiFi運用，全兼容；音柱的幾何尺寸可以適合任何環(huán)境、任何場所的還音，并可放松或減輕對它的聲學處理要求，全場候。
權(quán)利要求1.一種聲隁類音柱，其特征在于由全音倒相左右主體I、全低倒相雙箱聲隁(SYA)II、雙號加載兩中聲隁(SYB)III、有限障板超高四射IV、雙號加載四高聲隁(SYC)V、后置中高反射聲隁(SYD)VI分立的六套音箱，通過聲隁一體化連接而構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲隁類音柱，其特征是全音倒相左右主體I的兩個同軸全音頻揚聲器Y11、Y12并聯(lián)饋電，安裝在音柱輻射面的中下部，即V11的幅射面，其倒相孔從頂部經(jīng)聲隁SYA-DA1通道與全低倒相雙箱聲隁IISYA-DA2共用的公共號簡HA1出口穿出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲隁類音柱，其特征是全低倒相雙箱聲隁(SYA)II的兩個低音、次低音揚聲器Y11、Y12并聯(lián)安裝在音柱上內(nèi)部的倒相式箱體內(nèi)，聲輻射先通過壓縮室V22，從其底部，再經(jīng)過聲隁SYA-DA2，與V11的倒相孔DA1共用一個簡HA1出口穿出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲隁類音柱，其特征是雙號加載兩中聲隁(SYB)III的兩個中音揚聲器Y31、Y32并聯(lián)，各自安裝在壓縮室VB1、VB2上，并經(jīng)第一級號筒HB1、HB2與中音聲隁入口SYB-φB3、SYB-φB4連接并從共同的輸出號筒HB3，共用相同的出口穿出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲隁類音柱，其特征是有限障板超聲四射IV的四個超高音揚聲器Y41～Y44串并聯(lián)安裝在音柱輻射面上半部，號筒HA1、HC3出口之間的聲學輻射最佳處，并結(jié)合外觀布置選取合適的排列。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲隁類音柱，其特征是雙號加載四高聲隁(SYC)V的四個高音揚聲器Y51～Y54各自安裝在壓縮室VC1～VC4對應(yīng)位置上，先經(jīng)過蝸牛號筒HC1～HC4，共同匯流在高音聲隁SYC～φC1～φC4的入口處，經(jīng)過SYC的公共通道，最終從同一號筒出口處穿出，整個聲隁底座水平安在音柱頂部，并由高音號筒HC5出口結(jié)構(gòu)，以一定俯角輻射高音聲束。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲隁類音柱，其特征是后置中高反射聲隁(SYD)VI的中音揚聲器Y61、以及四個高音揚聲器Y62～Y65，并聯(lián)安裝在V11腔內(nèi)僻出上下傾斜的三角形腔體V61面向音柱背板的斜面上，按聲學設(shè)計擺布，構(gòu)成倒相式音箱，通過壓縮室V62，經(jīng)過背板號筒H61出口處穿出，并與音柱相交的邊墻壁角，構(gòu)成反射聲隁結(jié)構(gòu)(SYD)。
專利摘要一種聲隁類音柱，是由全音倒相左右主體I、全低倒相雙箱聲堰(SYA)II、雙號加載兩中聲堰(SYB)III、有限障板超高四射IV、雙號加載四高聲堰(SYC)V、后置中高反射聲堰(SYD)VI分立的六套音箱，通過聲堰一體化連接而構(gòu)成。本實用新型秉承和延伸了音箱、聲柱的基因和血統(tǒng)；運用和拓展聲波傳播和干涉、共振與倍聲的物理特性；原創(chuàng)發(fā)明的聲堰部件、內(nèi)部結(jié)構(gòu)的巧妙獨特、恰到好處的單元與系統(tǒng)的優(yōu)選配接，造就高靈敏度、高效率，大功率、大容量，純正態(tài)、純歸真，全兼容、全場候的通用聲柱。極為顯著地節(jié)省饋送的推動功率，滿足各種還音要求，適用于家庭環(huán)境和專業(yè)場所。
文檔編號H04R1/20GK2583911SQ02239178
公開日2003年10月29日 申請日期2002年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月26日
發(fā)明者陳基生, 陳更, 陳兆 申請人:陳基生