專利名稱：液壓活塞式音箱的制作方法
技術領域：
本發明技術領屬于音箱的設計方法和構造方案。
目前，音箱設計復雜，技術要求高，結構由氣體和固體組成。氣體就是空氣；固體包括箱體、揚聲器、分頻器等等。這些音箱都難以做到體積小，音質又好的情況。
于上有技術中的不足，本發明的目的就是提供一種技術要求低、設計簡便、構造上加入液體，使箱體體積小，音質又好的音箱制作方案。
人耳的聽覺范圍為下限20Hz—上限20KHz，在音箱中重放高音20KHz都能做到，只要高音揚聲器能達到20KHz就行。對于重放低音20Hz，就是我們制作音箱的目的。決定音箱低音效果優劣有兩個；一個是靜態參數——下限頻率、另一個是動態參數——瞬間響應，在設計音箱時。我們希望下限頻率越低越好。而對于瞬間響應，則希望達到
圖1—1所示情況，此時音箱的品質因數Q＝0.707為最佳阻尼狀態，這兩個參數，對音箱起決定性作用，是箱體設計的關鍵所在。下面我們來看它們互相關系，密閉音箱由下述公式計算foc=fo2+355a4mov]]>其中foc是下限頻率fo是低音揚聲器諧振頻率mo是低音揚聲器振動質量a是低音揚聲器有效振動半徑v是音箱的凈容積由上式可以看出，foc是由四個參數決定，但是，當我們選定揚聲器品牌和型號之后，fo、mo和a這三個參數都已確定下來，設計者已無能為力，只剩下箱體凈容積v可以由設計者確定，由上式可知，v與foc2呈一定反比例關系，v越大，foc越低，但過大的箱體會導致瞬態特性變差，如圖1-2所示，箱體也不能過小，過小的容積會使音箱處于深度欠阻尼狀態如圖1-3所示。所以下限頻率和瞬間響應這兩個參數是互相牽制的，傳統的音箱設計就是在這兩方面綜合考慮，使音箱的品質因數Qoc＝0.707液壓活塞式音箱理論認為Qoc＝0.707的阻尼狀態，還不是最好的，還沒有使低音揚聲器系統充分的發揮。還有一種狀態——自由阻尼自由容積狀態。它能使低音效果更下限，靈敏度更高，箱體容積更小，能最大限度挖掘揚聲器潛力。
本音箱發明標準結構原理如圖2所示，音箱分為A室和B室，A為低音揚聲器安裝室，B室為活塞室，其中1半透明橡膠管，2液體水活塞，3銅管活塞接頭，4橡膠管夾頭，B活塞室由四個活塞組成，貼在箱體的背面，活塞是由橡膠管一端用銅管接通音箱容積，彎成中間低的弧形，中間加液體——水，使音箱容積空氣與外界空氣隔絕，水起活塞作用，可使A室的容積隨低音揚聲器振動自由調節箱體容積，并對低音揚聲器加載，增大低音揚聲器振動質量，使音箱頻率下限。實行揚聲器振動軟著陸，改善音箱靈敏度，瞬態失真，消除共振等等。活塞室的作用是由橡膠管膨脹、緊縮和水活塞左右運動共同完成。活塞室加載大小是隨低音揚聲器振幅大小成正比，振幅大時，水活塞升高，水質量越重，水加載就重，下限頻率越低，低音效果就越好。
本音箱發明設計技術要求是箱體要密閉、低音揚聲器和高中音揚聲器要隔開密閉，箱體大小原則是可安裝下揚聲器就行，箱體尺寸比例不可為整數倍，以免聲染色。四個活塞管工作容積大于低音揚聲器在音箱額定功率振幅容積，即有效振動面積×振幅距離＝振幅容積，在音箱做好后測得一般為幾毫米。橡膠管直徑1.2—1.8厘米都可，活塞水量越小越好，便于活動，起到密閉效果就行。音箱做好后，可調節橡膠管弧度或者活塞液量、橡膠管直徑改變靈敏度，低音效果。
現在，我們來看本音箱發明的兩個重要參數靜態參數——下限頻率。低音揚聲器工作時，帶動空氣振動橡膠管壁膨縮、水活塞左右運動，這樣，可以看成低音揚聲器帶動水活塞，就增大揚聲器振動質量。由上述公式得知，振動質量和下限頻率成反比例，所以頻率進一步下限。
動態參數—一瞬間響應。當有一個瞬間信號來臨時，A室負載加于低音揚聲器，活塞室有一個瞬間滯后，其瞬態會出現如圖3所示情況，其中a為最佳阻尼響應曲線，b為變容積阻尼響應曲線，由于活塞室滯后的原因，僅有A室內空氣作用于低音揚聲器，此時，音箱處于欠阻尼狀態，圖3中b響應曲線斜率最大，表示振膜振動速度最快，在t1時間后，由于活塞室迅速作用低音揚聲器振膜，音箱迅速恢復到正常阻尼狀態，曲線斜率逐漸下降，表示振膜逐漸下降，并恢復到正常阻尼速度，由于活塞室作用圖1-3所看到的曲線下降未端的拖尾現象被有效抑制，實行振膜軟回位，這樣說明瞬態變好。
本音箱發明和現有技術相比有如下優點和積極效果。
(一)本發明首次應用液體(水)做音箱的活塞，從而使音箱的容積可變，阻尼可變。改變傳統音箱設計方法傳統音箱是由氣體和固體構成。本發明應用液體，也改變傳統的構成方案。從而，使音制作進入一個新的領域、新的概念。
(二)本發明和傳統比較具有設計簡單，技術要求不高，體積小，造價低廉。
(三)本發明和現有技術比較重放音場寬闊，低頻靈敏度高，解析力好，有效減少揚聲器振幅，箱內不會產生駐波，有效避免聲短路和相互干涉現象。盡量挖掘揚聲器潛力。
圖4為本發明音箱實驗品結構，低音珠江牌YD-300mm 80W，中音飛樂牌YDQZ20-4 40W，高音天籟牌TL10-10S 15W，佳訊牌三分頻器L-380，分頻頻率為900HZ，5000HZ。箱體凈容積約為50升，活塞橡膠管用醫療用的直徑12mm，每個膠管長260mm，活塞水量每個約長10mm，越短越好，接頭銅管約70mm，在1Cmm處彎成90度，箱體用厚18mm高密板，膠水粘貼，每隔50mm用木鏍絲固緊，用瀝青澆灌箱體里面五個面，再貼20mm厚海棉，不要堵住活塞孔，以免氣流不暢，安裝面板時，要用玻璃密封膠密封，用木鏍絲固緊，最后用AB固化膠，密封銅接頭與箱體接處地方和揚聲器四周及接線盒四周，嚴防漏氣。活塞開孔要對稱，即左邊二個孔，右邊兩個孔，使低音揚音器聲壓平衡，在孔的對稱邊要裝夾子，好固定橡膠管的弧度。
在圖4中(4-1)為正面(4-2)為側面剖視圖(4-3)為背面圖其中1.高音安裝孔2.中音安裝孔3.低音安裝孔4.海棉 5.柏油瀝青6.接線盒孔7.活塞孔8.銅管接頭9.橡膠管10.水活塞 11.固定夾子該實驗音箱額定功率100W，試聽時，用功率100W放大器，低音沉重，不拖泥帶水，音箱板材沒有發生共振，可明顯看見水活塞在運動，把活塞水倒掉，就會出現低音不純，而且硬，板材有震動感。
權利要求
1.一種音箱領域用的設計方法和構造方案，其設計方法在于，在密閉音箱中使用橡膠管和水構成的活塞室，使音箱容積、音箱阻尼、隨低音揚音器的振動而變動。活塞室工作容積等于低音揚聲器在音箱中額定功率振膜振動容積。改變活塞數量、活塞水量、橡膠管直徑、橡膠管水平弧度，使低音揚聲器低音效果最好即可。
2.根據權利1所述的音箱，其構造方案在于利用軟活塞管膨脹、縮小和活塞左右運動來調節音箱容積、音箱阻尼，使低音揚音器總是處于軟著陸狀態。增加活塞數量，減少活塞液量，降低活塞管弧度和擴大活塞管直徑，可使音阻尼降低，靈敏度增加，可變容積增大，相反則反之。
3.根據權利1和權利2所述的音箱，液體活塞室在音響上的應用，改傳統音箱由氣體和固體構造，變為氣體、液體、固體構造。設計方法也由傳統復雜化變成簡單化。
全文摘要
一種音箱設計方法和構造方案,就是在密閉音箱裝上液體水活塞,使音箱容積和音箱阻尼隨低音揚聲器的振動需要而自由變換。從而改變傳統音箱設計方法。也改變傳統音箱由固體和氣體構造變成由固體、氣體和液體構造。本發明音箱具有:體積小,設計簡便,音頻范圍寬,靈敏度好,有效避免聲短路和相互干擾現象,附圖:A為安裝揚聲器室,B為活塞室。1.半透明像膠活塞管；2.液體水活塞；3.銅管活塞接頭；4.橡膠管夾頭。
文檔編號H04R1/44GK1331553SQ0011926
公開日2002年1月16日 申請日期2000年7月2日 優先權日2000年7月2日
發明者楊如輝 申請人:楊如輝