專利名稱：一種不需分頻器的高保真音響系統音箱的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是高保真音響系統的設計與制作技術，特征是一種不需分頻器的高保真音響系統音箱。
現有技術中的普通音箱或高保真度音箱的放音系統設計與制作的常用標準方案是音頻信號通過末級功率放大后，先進入音箱中的分頻器，通常是經三分頻或兩分頻將音頻信號分解成高、中、低音，然后分別由高、中、低音通道驅動音箱內的高、中、低音揚聲器，在設計方案中，分頻器的各分頻點是固定的，即根據高、中、低音揚聲器的電聲性能及分頻器的特點確定。顯然，按照該設計方案，要提高或確保音箱放音系統的高保真度，必須選擇質優的揚聲器和分頻器，并確定好與揚聲器匹配的分頻點。為了實現音箱放音系統的高保真度，即使音箱的揚聲器的頻響能對人耳可聽覺的20～2000HZ頻率范圍真實現再相。為此，人們作了大量的努力，例如，在目前許多國際名牌音箱中，分頻器是經專門精心制作并與所用的揚聲器匹配，揚聲器的制作也采用了特殊的工藝和特殊的材料，如采用經Co60輻照處理獲得的高純度無氧化銅漆包線，采用優質磁性材料，特殊的磁及鋁鎂合金薄片音圈骨架等，由于所述原因，使目前的高保真音箱的價格非常昂貴。而且這種高保真音響一但由于種種原因失去保真度就很難修復。不僅如此，由分頻器和揚聲器本身引起的失真度都是不可避免的，無論何種設計的分頻器都不可避免地在其頻響曲線的分頻點處出現谷點，且分頻器還會對某些頻率信號產生相位移動而引起干涉效應，這兩個原因都將使信號發生畸變。由揚聲器本身造成的失真主要有兩類，一種是諧波失真，目前國產優質的揚聲器的諧波失真度不低于0.5%，普通揚聲器的諧波失真度大于2%，另一種是頻率段兩端的衰減度造成的失真，目前國產優質的揚聲器的頻率段兩端的衰減度平均約為±2.5dB，而普通揚聲器的衰減度至少在±10dB以上。因此，將音箱放音系統的高保真度依賴于分頻器與揚聲器的品質而或得，是不完全可靠的。
本發明的目的是選擇另一種獲取高保真度音箱的設計方案，提供一種不采用分頻器的，而通過揚聲器之間的連接關系實現保真度的音箱。
本發明的目的是通過這樣設計方案實現的即將不同頻響寬度的揚聲器組串聯后并接在音箱音頻信號的輸入端即末級音頻功放器輸出端，其中，相同或相近頻響寬度的揚聲器并聯后構成每一揚聲器。
按照上述設計方案，雖然音箱中沒有分頻器，但是多級串聯，同級并聯的，有效振動直徑從大至小的揚聲器陣列自身具有自動分頻的功能，亦即是，按有效振動直徑從大至小串連的揚聲器組自動地將20HZ～20KHZ的可聽覺的音頻信號近似地分解成N段，每一級揚聲器組自動對N段中相應的頻率段響應，定性地講，高音揚聲器對高音頻率段響應，吸收該頻率段的電能并轉化為聲能，而讓其余的中、低頻信號通過，依次類推，由于揚聲器陣列中的各揚聲器將分別工作在從最低頻率20HZ到最高頻率≥20KHZ的N個頻率段中，因而自動地實現了分頻作用，結合所用以制作音箱的各級揚聲器質量或頻響寬度及同級揚聲器并聯的只數的確定可以大幅度地降低每只揚聲器自身的兩種失真，即前述的諧波失真和頻率段兩端的衰減造成的失真。其原因是同級的多只揚聲器并聯后可以降低單只揚聲器對信號的響應速度慢及對相鄰頻率信號的分辯能力低所導致的諧波失真，亦即是將單只揚聲器的負擔分配給多只揚聲器，以同級揚聲器之間存在的個體差異即頻響速度及分辨率的細微差別，事信號能得到真實的響應;由于某一級的每只揚聲器只工作在(20000-20)/NHZ的狹窄頻率段中，因而每只揚聲器在頻率段兩端對信號的衰減大大降低。
本發明的制作方法是(1)根據所用揚聲器的品質確定揚聲器的級數N以及每一級中并聯的揚聲器只數M。揚聲器的品質愈佳，級數N和并聯只數M就小，反之就大。如果使用品質非常優良的揚聲器，整個揚聲器陣列的級數N可簡化到2，每級只數M為1，而使用一般的普通揚聲器，為了獲得高保真的音響效果，則須增加級數和每級并聯只數，其中N可在2～12中選擇，M在1～8選擇。
(2).選擇工作頻率最低的低音揚聲器，估計音箱頻響的最低頻率之下限，如20HZ。
(3).選擇工作頻率最高的高音揚聲器，估計音箱頻響的最高頻率之上限，如20KHZ。
(4).估計每只揚聲器的標稱阻抗及標稱功率。
最后，通過專門儀器測量或在人耳的測聽調整并確定揚聲器的串聯并聯只數，使其達到滿意的高保真度。
由此可見，選用各種不同的揚聲器，不同的級數N以及不同的每一級并連揚聲器的只數M，就可制作出各種不同的高品質音響的音箱。
附圖
為本發明的一個具體實施例的揚聲器陣列示意圖;
如圖所示，本實例中的全部揚聲器均采用普通揚聲器，在每只音箱體內安裝25只，按有效振動直徑的不同共分十級，根據上下限頻率的設定及對保真度的精心調試，得出如圖所示的揚聲器陣列其中K1.1為一級，12寸，8Ω，250W，型號為Nippon的揚聲器一只;
K2.1～2.2K為第二級，18cm，4Ω，15W型號為YD206-4的揚聲器兩只;
K3.1～K3.2為第三級，5寸，8Ω，10W型號為YDZ120-1的揚聲器兩只;
K4.1～K4.2為第四級，10cm，4Ω，5W的揚聲器兩只;
K5.1～K5.2為第五級，5cm，8Ω，0.25W的荷花牌揚聲五只;
K6.1～K6.3為第六級，4.5cm，8Ω，3W型號為YDG52-4的揚聲器三只;
K7.1～K7.4為第七級，4.0cm，8Ω，0.25W型號為YD40-45Hb的揚聲器四只;
K8.1～K8.3為第八級，3.5cm，8Ω，0.25W型號為YD40-45Hb的揚聲器二只;1.5cm，6Ω，1W型號為YQDG1-6E的揚聲器一只;
K9.1～K9.2為第九級，1.5cm，6Ω，1W型號為YQDG1-6E的揚聲器兩只;
K10.1為第十級，球頂，8Ω，50W型號為PT-19的揚聲器一只。
上述規格的揚聲器安置在1220×396×232mm3的音箱箱體的板面上，板面為厚度18mm的微粒板，箱內填充18mm厚的泡沫板吸音層。經測試，單只音箱的頻率范圍20HZ～20KHZ，靈敏度大于100dB/W/m，靜態標稱阻抗為35.7Ω，最大功率100W，通過使用激光唱盤作音樂信號源，上述音箱的聽覺效果毫不比一些國際名牌音箱遜色，特別是在播放音色豐富，樂器種類繁多的交響樂時，本音箱對各種樂器的還原能力非常理想，當樂曲到達高潮時，各種樂器聲還清晰可辨。其頻響，失真度，動態范圍，瞬時反應均滿足高保真音箱的指標要求，真實再現了20～20KHZ頻率范圍的音頻。
由上述說明可見，本發明能夠在以較為簡單的制作技術及結構獲取高保真品質的音箱方面，達到了事半功倍目的。
權利要求
1.一種不需分頻器的高保真音響系統音箱，它包括若干個揚聲器，其特征在于音箱內的音響系統中不包括分頻器，N級不同頻響寬度的揚聲器組串聯后并接在音箱音頻信號的輸入端即末級音頻功放器的輸出端，其中，每級揚聲器組由相同或相近頻響寬度的M只揚聲器并聯構成。
2.根據權利要求1所述的高保真音響系統音響，其特征在于揚聲器組串聯的級數N為2～12，每組并聯只數為M1～8。
全文摘要
本發明涉及的高保真音箱的特征是在音箱內的音響系統中不包括分頻器，它通過若干個揚聲器按不同頻響寬寬多極排列，相同或相近頻響寬度的揚聲器同級并聯的結構實現對音頻信號的自動分頻，并以此降低單只揚聲器對信號的響應速度慢及時相鄰頻率信號的分辨能力低所造成的諧波失真，以及在頻率段兩端的衰減度造成失真；因而，其頻響，動態范圍，瞬時反應均滿足高保真音箱的指標要求。本發明在以簡單結構獲取高保真品質的音箱的制作技術上，達到了事半功倍的目的。
文檔編號H04R5/02GK1082802SQ93110988
公開日1994年2月23日 申請日期1993年4月23日 優先權日1993年4月23日
發明者陳國富 申請人:陳國富