專利名稱：無箱體音箱的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及Hi-Fi有源音箱或多媒體音箱，更具體地說，涉及一種無箱體音箱。
背景技術：
揚聲器的實用新型大約是在100多年前，經過前人的研究和實驗，人們實用新型了許多種揚聲器，但是總是不能得到很好的低音效果。原因有二，第一是由于揚聲器自身構造無法得到很好的低音效果；其次，也是最主要的原因，揚聲器都是反向雙面發聲，在低頻段的聲音相互抵消了，所以我們聽不到很好的低音效果。后來人們實用新型了音箱，就是將揚聲器裝在一個箱子內，將揚聲器兩面發出的聲音完全隔離開，這樣就避免了在低頻段的聲音相互抵消了，從而得到了比較理想的低音效果，以后沿著這個思路將音箱的研究進行到了較高的水平，目前市場上在賣的和一些場所使用的都是這類有箱體的音箱。但是，音箱與生俱來的缺點就是箱染和箱體內多次反射聲會對揚聲器造成干擾。在揚聲器上加裝了音箱，我們得到了較好的低音效果，同時音箱對揚聲器的發聲也無法避免的產生了負面影響。目前的多媒體音箱基本都是由傳統Hi-Fi音箱或專業監聽音箱變形而來。即把音箱的體積減小、揚聲器口徑尺寸縮小、功率放大器功率降低和聆聽距離縮短。也就是說只對傳統的音箱做了一些物理上的變化就將其應用于多媒體電腦上，而并沒有考慮到應用于多媒體電腦后，聆聽的聲學環境發生了哪些變化、聲場特性發生了哪些、以及箱體發聲機理對近距離聆聽產生了哪些影響。這類產品在設計時都沒有對以上這些問題做過專門的考慮，在理論研究上也沒有任何專著或論文提過。那么，對傳統的有源音箱做出體積縮小、功率降低和距離拉近等變化后，聆聽環境發生了什么樣的變化呢？通過分析，我們發現其變化主要有以下幾點第一、傳統的Hi-Fi音箱或監聽音箱發聲后，聆聽者由于距音箱的距離較大(一般在3米以上)，他不但聽到通過揚聲器紙盆震動傳播的直達聲，也聽到了揚聲器紙盆震動而引起周圍物體所產生的二次反射聲。也就是說聆聽者所聆聽到的聲音中除了有從揚聲器送來的直達聲外，還有較大比例的二次反射聲，是一種由直達聲和二次反射聲混合而成的“混合聲”。而電腦多媒體音箱或個人音響與此不同，由于聆聽距離近(大約0.5米)，聆聽者所聽到的主要是由揚聲器發出的直達聲，而二次或二次以上反射聲的比例大大降低。也就是說聆聽者所聆聽的聲場狀態發生了變化。原來的聲場為混合聲場，現在的聲場接近于自由聲場或近聲場。也就是說將原來適合于混合聲場的Hi-Fi音箱、監聽音箱應用于多媒體電腦這樣的近聲場的聲學環境里是有問題的。第二、揚聲器背部發出的聲音被控制在音箱內，不能傳播出去，只有通過音箱內壁的多次反射經過箱內空氣的摩擦自然衰減而消失，在多次反射的過程中，會反復作用于揚聲器背部的振膜，從而影響了振膜的正常發聲，產生了所謂的對聲音多次調制的問題。舉一個例子，揚聲器收到一個信號而發聲，如果沒有任何外界的影響，振膜應該移動毫米，但是由于1秒鐘之前揚聲器背部發出的聲音還沒有消失，經過反射作用在揚聲器背部，使揚聲器的振膜只移動了 0. 5毫米，這樣我們聽到的音樂就和正確的不同了。而且，當我們再聽一首樂曲時，揚聲器總是受到來自之前聲音的影響，而樂曲每個時間點的聲音都是不同的，也就是說，揚聲器受到的影響也是每時每刻都不一樣的，那我們所聽到的音樂都是不真實的， 都是被前面的樂曲調制過的。雖然這部分聲調制的能量與功率放大器送來的能量比是要小不少，在遠距離聆聽時，這種“聲調制”不會明顯被感覺到，而到近距離聆聽時，這部分“聲調制”的聲音就會被聆聽到，進而影響了近距離聆聽者的音質。人們在設計音箱時也想辦法去解決這個問題，如在音箱內添加吸音棉，盡量吸掉揚聲器背部發出的聲音，以消除對揚聲器震動對聲音調制的影響，但是這個只對中高頻部分的聲音相對有效，但對于中低頻的聲音效果并不理想。第三、每個音箱都有固定的形狀和尺寸，都會產生不同頻率和強弱的駐波。首先駐波會對揚聲器振膜的振動產生影響，其次，駐波會通過音箱的壁傳播到我們的耳朵，是的我們聽到的音樂被動增加了原來沒有的聲音，最后，駐波會使得音箱產生雜音。然而駐波信號的衰減非常緩慢。人們通過音箱的形狀結構以及增加音箱壁的強度(如加厚壁厚)來解決駐波問題，但是只能降低不能徹底消除。這些駐波會強化前述第二點中所提到的“聲調制” 問題。同樣，因駐波產生的雜音，在遠距離聆聽時感受不大，但在近距離聆聽時就比較明顯了。第四、每個音箱都是近似于一個封閉的空間，那么在這個封閉空間內的空氣就相當于一個彈簧，而揚聲器的振膜就連接在這個彈簧上，所以振膜的振動不是自然狀態的了， 始終有一個彈簧在影響它。這個彈簧的彈性系數C并不是一個常數。首先它并不遵守胡克定律。當這個彈簧被拉長(壓縮)不同的位移時，它的彈性系數C是不一樣的。振膜發出高音時位移小，而發出低頻時位移大，那么這個彈簧對振膜的影響也是不一樣的。我們在聽一首音樂時，肯定包含了低音中音高音等各種不同頻率的聲音信號，而這個彈簧對低音中音高音等各種不同頻率的聲音信號的影響是不同的，從而使得我們聽到的音樂不真實。其次， 這個彈簧的順性還和溫度濕度有關，也就是當你聽同一首音樂，晴天和雨天不同，冬天和夏天不同。第五、在采用倒相結構對低頻進行提升時，在理想狀態下，需要被提升的頻率點中只要有一點觸發信號都會產生諧振，即得到提升。而現實是，由于箱體內部和倒相管都存在一定的風阻，使得觸發能量會有一個閾值，這個閾值不可能為零。所以需要一個的初始觸發能量的，也就是說在很小音量時，低頻是得不到提升的。加之人耳的等響度問題，這個問題就更加明顯，這就是許多傳統音箱在小音量、近距離聆聽時，低頻不好的一個重要原因。第六、傳統的音箱，多采用“倒相”結構，對低頻進行提升。在音量稍大時，由于低頻被倒相結構進行了提升，此時的低頻會傳輸得較遠。這就是我們經常有還沒有聆聽到由中高音構成的音樂旋律，便先感知了音樂的節奏-低頻的“咚、咚”聲這樣的感受。在多媒體音頻環境里，我們一般希望音樂只要在自己的聆聽環境中感受到即可，而盡量不要去干擾他人。現在傳統的多媒體音箱基本上做不到這一點。鑒于以上原因，采用傳統思路設計的有源音箱或多媒體音箱并沒有解決近距離聆聽時的適合與高質量播放的問題
實用新型內容
[0011]本實用新型要解決的技術問題在于，針對現有技術中等缺陷，提供一種在多媒體音頻環境里沒有箱染、沒有聲調制、聲音自然清晰、少干擾他人的無箱體音箱。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種無箱體音箱，包括揚聲器和用于補償低音的低音補償裝置，所述揚聲器與所述低音補償裝置電連接。本實用新型所述的無箱體音箱中，所述低音補償裝置包括用于補償低音的第一分頻器，所述第一分頻器與所述揚聲器電連接。本實用新型所述的無箱體音箱中，所述低音補償裝置還包括第一功率放大器，所述第一功率放大器與所述揚聲器電連接。本實用新型所述的無箱體音箱中，所述低音補償裝置包括第二分頻器和用于補償低音的第二功率放大器，所述第二分頻器和所述第二功率放大器分別與所述揚聲器電連接。本實用新型所述的無箱體音箱中，所述低音補償裝置包括用于補償低音的第三分頻器和用于補償低音的第三功率放大器，所述第三分頻器和所述第三功率放大器分別與所述揚聲器電連接。本實用新型所述的無箱體音箱中，所述低音補償裝置包括低音箱或低音炮、第四分頻器和第四功率放大器，所述低音箱或低音炮、第四分頻器和所述第四功率放大器分別與所述揚聲器電連接。本實用新型所述的無箱體音箱中，所述無箱體音箱還包括用于安裝揚聲器的安裝支架。本實用新型所述的無箱體音箱中，所述安裝支架為面板，所述面板上設置有用于安裝所述揚聲器的安裝孔，所述揚聲器的盆架嵌裝在所述安裝孔中。本實用新型所述的無箱體音箱中，所述面板設置有向后翻折的折邊。本實用新型所述的無箱體音箱中，所述折邊垂直于所述面板或向外側傾斜翻折。本實用新型具有以下有益效果本實用新型的無箱體音箱取消了現有的多媒體音箱后面的箱體，從而避免了音箱本身存在的箱染，同時也不會產生駐波和聲調制；本實用新型還設置有低音補償裝置，所述低音補償裝置對揚聲器的低音進行補償，避免通過增大音量來提升低音的觸發能量，減少了對他人的干擾，同時聲音自然清晰。
下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中圖1是根據本實用新型的無箱體音箱一個實施例的結構示意圖；圖加是根據本實用新型的無箱體音箱中折邊第一個實施例的結構示意圖；圖2b是根據本實用新型的無箱體音箱中折邊第二個實施例的結構示意圖；圖2c是根據本實用新型的無箱體音箱中折邊第三個實施例的結構示意圖；圖3a是根據本實用新型的無箱體音箱中揚聲器的頻響曲線圖；圖北是根據本實用新型的無箱體音箱中揚聲器的Fi向低端延伸后的頻響曲線圖；圖4是根據本實用新型的無箱體音箱中分頻器或功率放大器的線圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。本實用新型的無箱體音箱，包括揚聲器1和低音補償裝置，而取消了現有多媒體音箱的箱體，這就像揚聲器最初的狀態沒有箱體，因此會將低音抵消而得不到很好的低音效果，而事實上，低音的抵消并不是完全抵消(因為揚聲器1的發出的聲音是有指向性的)， 而是從某個頻率開始，靈敏度開始下降(就是因為相互抵消引起的)。如圖3a中的頻響曲線所示，當聲音頻率降低到一定值時，靈敏度下降的幅度保持一個恒定值，所以想得到比較好的低音效果，需要做到以下兩點對低音進行補償一是將靈敏度開始下降的頻率Fi向低端延伸(如圖北所示)，二是將靈敏度下降的幅度(簡稱DBL)補齊，此時無箱體音箱的頻響曲線即為一條直線。本實用新型中將聲音頻率低于Fi的聲音定義為低音。故本實用新型還設置了用于補償低音的低音補償裝置，該低音補償裝置有多種實施方式，一一陳述如下實施例一、低音補償裝置設置有用于補償低音的第一分頻器，第一分頻器與揚聲器1電連接。本實施例中將第一分頻器的頻響曲線調整出如圖4所示的頻響曲線，即降低頻率高于Fi部分的靈敏度并抬高頻率低于Fi部分的靈敏度，此時即可實現整個無箱體音箱的頻響曲線為一條直線；該實施例一般應用于無源音箱，而不能應用于有源音箱。實施例二、在實施例一的基礎上，低音補償裝置還包括第一功率放大器，第一功率放大器與所述揚聲器電連接，第一功率放大器是頻響曲線未經過處理的一般的功率放大器；此時整個無箱體音箱的頻響曲線為一條直線。實施例三、低音補償裝置包括第二分頻器和用于補償低音的第二功率放大器，第二分頻器和第二功率放大器分別與揚聲器1電連接；其中第二分頻器為頻響曲線未經過處理的一般地分頻器，第二功率放大器應為具備補償低音功能的傳統功率放大器或者具有補償曲線的DSP功率放大器，DSP是指數字聲場處理。將揚聲器1、第二分頻器和第二功率放大器三者的頻響曲線合并在一起，即為無箱體音箱的頻響曲線，且為一條直線。實施例四、低音補償裝置包括用于補償低音的第三分頻器和用于補償低音的第三功率放大器，第三分頻器和第三功率放大器分別與揚聲器1電連接；其中第三分頻器的設置同實施例一中的第一分頻器，第三功率放大器的設置同實施例三中的第二功率放大器， 將揚聲器1、第三分頻器和第三功率放大器三者的頻響曲線合并在一起，即為無箱體音箱的頻響曲線，且為一條直線。實施例五、低音補償裝置包括低音箱或低音炮、第四分頻器和第四功率放大器，低音箱或低音炮、第四分頻器和第四功率放大器分別與揚聲器1電連接；此處的低音箱即低音炮外接的全頻音箱，第四分頻器與第四功率放大器的頻響曲線均為經過特殊處理。本實用新型中無箱體音箱還包括用于安裝揚聲器1的安裝支架，圖1示出了安裝支架的一種實施方式，即設計成面板；面板2上設置有用于安裝揚聲器1的安裝孔，由于一般的揚聲器都具備一個盆架，將揚聲器1的盆架嵌裝在面板2的安裝孔上，相當于現有的多媒體音箱保留前面安裝有揚聲器的面板，而去除了后面的箱體。除此之外，還可以將面板和揚聲器的盆架一體化設置。[0039]本實施例中的揚聲器1嵌裝在面板2上，由于如果揚聲器1的聲中心到面板2邊緣的距離不對稱，則揚聲器1靈敏度下降的幅度會變小，所以安裝孔一種實施方式是安裝孔的幾何中心即揚聲器1的聲中心偏離面板2的幾何中心。此外，由于揚聲器1的聲中心離面板2邊緣的最小距離越大，則Fi越低，低頻效果就會越好，所以同時也要增大面板2的尺寸。同理，如圖加所示，面板2設置有向后翻折的折邊3，可以是單獨在某一段面板2邊緣設置折邊3，也可以是在整個面板2邊緣均設置折邊3，當然，為了設計美觀，盡量將折邊 3對稱設置。本實施例中的折邊3是垂直于面板2翻折產生的。當設置的折邊3寬度為Ll 時，相當于面板2的尺寸增加了 Ll ；但可以理解的是折邊3不能無限地加寬，因為寬到一定程度時，該無箱體音箱就會變成一個沒有后蓋的箱體，這時候就會產生駐波，并破壞了原始的聲音。低音的波長都很長，所以發生駐波的一般是中高音，而中高音一般是揚聲器1振膜的頸部發出的，所以折邊3 —般以不超過揚聲器1振膜的頸部為原則。另外由于我們聽聲音時都是在揚聲器1的前面，而絕大部分的揚聲器1本身就有前腔效應，所以折邊3向后設置效果會更好。折邊3的另一種實施方式還可以是向外側傾斜翻折，如圖2b、2c所示，由于揚聲器1的尺寸比面板2的尺寸小很多，可以適當加寬折邊3，但是以不超過揚聲器1的厚度為限。可以理解的是，面板2下端還設置有用于放置的底座，或者其他可以用于安裝或放置的安裝件。此外，由于揚聲器1的靈敏度與其振動面積成正比，所以在保證高頻響應的前提下，也應該盡量地增大揚聲器1的尺寸。揚聲器1其實本身就是一個帶通濾波器。當揚聲器1的品質因素Q的值越大時，其在低頻的截止頻率處的靈敏度越高。最理想的狀態是，如果DBL為下降10dB，而設計好恰當的Q值，使得揚聲器1其在低頻的截止頻率處的靈敏度也上升10dB，雖然這是不現實的，首先如果揚聲器1的Q值很高，往往會影響其他參數，例如會大大降低揚聲器1的靈敏度。其次Q值越大，那么揚聲器1在低頻截止頻率的振幅會越大， 這樣會輕易導致揚聲器1的失真。所以需要選取一個平衡點，一般情況下，揚聲器1的Q值在1.3 2. 5范圍內⑴值小于1就不算高了，但是如果高于2. 5又會增加設計難度)。另外，揚聲器1的最低截止頻率由最低共振頻率Ftl決定，一般情況下，揚聲器1的Ftl接近于系統的低頻頻率即可。由于本實用新型的無箱體音箱不存在箱體，就沒有箱染，也沒有箱體內多次反射聲對揚聲器1的反復“聲調制”，從而保證的聲音的自然、清晰。同時由于分頻器和功率放大器對低頻的提升，只是在一個多媒體音頻聆聽環境里有效，離開了這個環境，低頻一樣會被 “聲短路”調，從而減少了對他人的干擾。雖然本實用新型是通過具體實施例進行說明的，本領域技術人員應當明白，在不脫離本實用新型范圍的情況下，還可以對本實用新型進行各種變換及等同替代。另外，針對特定情形或材料，可以對本實用新型做各種修改，而不脫離本實用新型的范圍。因此，本實用新型不局限于所公開的具體實施例，而應當包括落入本實用新型權利要求范圍內的全部實施方式。
權利要求1.一種無箱體音箱，其特征在于，包括揚聲器(1)和用于補償低音的低音補償裝置，所述揚聲器(1)與所述低音補償裝置電連接。
2.根據權利要求1所述的無箱體音箱，其特征在于，所述低音補償裝置包括用于補償低音的第一分頻器，所述第一分頻器與所述揚聲器(1)電連接。
3.根據權利要求2所述的無箱體音箱，其特征在于，所述低音補償裝置還包括第一功率放大器，所述第一功率放大器與所述揚聲器(1)電連接。
4.根據權利要求1所述的無箱體音箱，其特征在于，所述低音補償裝置包括第二分頻器和用于補償低音的第二功率放大器，所述第二分頻器和所述第二功率放大器分別與所述揚聲器(1)電連接。
5.根據權利要求1所述的無箱體音箱，其特征在于，所述低音補償裝置包括用于補償低音的第三分頻器和用于補償低音的第三功率放大器，所述第三分頻器和所述第三功率放大器分別與所述揚聲器(1)電連接。
6.根據權利要求1所述的無箱體音箱，其特征在于，所述低音補償裝置包括低音箱或低音炮、第四分頻器和第四功率放大器，所述低音箱或低音炮、第四分頻器和所述第四功率放大器分別與所述揚聲器(1)電連接。
7.根據權利要求1 6任意一項所述的無箱體音箱，其特征在于，所述無箱體音箱還包括用于安裝揚聲器(1)的安裝支架。
8.根據權利要求7所述的無箱體音箱，其特征在于，所述安裝支架為面板(2)，所述面板上設置有用于安裝所述揚聲器的安裝孔，所述揚聲器的盆架嵌裝在所述安裝孔中。
9.根據權利要求8所述的無箱體音箱，其特征在于，所述面板(2)設置有向后翻折的折邊(3)。
10.根據權利要求9所述的無箱體音箱，其特征在于，所述折邊(3)垂直于所述面板(2) 或向外側傾斜翻折。
專利摘要本實用新型公開了一種無箱體音箱，包括揚聲器和用于補償低音的低音補償裝置，所述揚聲器與所述低音補償裝置電連接。本實用新型的無箱體音箱沒有箱染、沒有聲調制、聲音自然清晰、少干擾他人。
文檔編號H04R1/20GK202334861SQ20112047296
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月24日 優先權日2011年11月24日
發明者曾德鈞 申請人:曾德鈞