具有改良的指向行為和降低的聲干涉的揚聲器的制造方法
【專利說明】具有改良的指向行為和降低的聲干涉的揚聲器
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2014年9月8日提交的、題目為“具有改良的指向行為和降低的聲干涉的揚聲器”的第62/047，501號美國臨時申請的優先權，該美國臨時申請的全部內容通過引用并入本文。
技術領域
[0003]本公開涉及揚聲器和音頻系統。
【背景技術】
[0004]多年以來，大型和小型陣列的寬帶寬揚聲器已經成為產生用于通信、演講、會議和需要高保真度的表演的中高聲壓級的標準。在電影院、會議室、大學、夜總會、賽道、體育場和禮拜場所一一僅舉幾個應用示例一一可以找到用于商業用途的大和小的音響系統。這樣的系統通常用于放大音頻信號，其中音頻信號來自于現場或由操作者使用稱為音頻混合控制臺的音頻混合系統控制的錄音源。通過一系列的電子設備操作控制臺，致使放大的音頻信號從朝著聽眾定向的揚聲器陣列發射出去。
[0005]在專業音響歷史的早期，兩種不同的揚聲器類型倍受關注。最常見的是多路揚聲器，其特點是具有不同頻帶的換能器裝配于共同的外殼中。第二種是線陣列或柱體式揚聲器，其特點是具有共同的頻率范圍的一組有限帶寬換能器在狹長的外殼內以直線排列。基于向聽眾傳遞更均勻且具有更高清晰度的聲音的共同目標，工程師們已經以多種完全不同的方式將兩種揚聲器類型用于更大的應用中的聲音頻散。一種方式是使用集中式三維揚聲器組，其可選地稱為球面陣列、簇或者也許稱為點聲源。在從這樣的源發射聲音是不可行的情況下，另一種方式需將揚聲器分布在整個聽音空間中。
[0006]在過去的20年中，簡單線陣列的原理受到更廣泛的應用，結果產生了兩路和三路揚聲器的新變體。在兩路揚聲器的示例中，外殼的垂直陣列配置為將垂直列上的低頻換能器對稱地排列在中心定向的高頻線聲源的兩側上。為了最優的性能，高頻(HF)聲源一般在水平尺寸方面很窄并且垂直尺寸理想地延伸至揚聲器外殼的整個高度。
【發明內容】
[0007]提供揚聲器系統及部件，其中在高頻聲源的相對側上設置中頻生成驅動器，該高頻聲源包括連接至波導管的高頻線聲源。提供分頻電路，使得來自中頻驅動器的聲輸出與高頻聲源的聲輸出在與中頻生成驅動器之間的聲干涉有關的中頻范圍內重疊。在一些實施方式中，中頻生成驅動器凹在波導管的輸出端后面，并且可選地從波導管向外成角度，以便減小兩者之間的距離。
[0008]在第一方面，提供一種揚聲器系統，該揚聲器系統包括:
[0009]線聲源；
[0010]波導管，配置為發射來自所述線聲源的聲能，所述波導管具有用于接收聲能的近端孔和用于發射聲能的遠端孔以及位于近端孔和遠端孔之間、用于控制從波導管發出的聲能的水平擴散的表面；
[0011]第一驅動器和第二驅動器，設置在平分所述波導管的所述遠端孔的中心平面的相對側上；
[0012]信號處理電路，包括分頻電路，所述分頻電路配置為將輸入信號分成在第一頻率范圍內的第一信號和在第二頻率范圍內的第二信號，其中第二頻率范圍小于第一頻率范圍且在中頻范圍內與第一頻率范圍重疊，以及其中，所述分頻電路與所述線聲源以及所述第一驅動器和所述第二驅動器電通信，以向所述線聲源提供第一信號以及向所述第一驅動器和所述第二驅動器提供第二信號，
[0013]其中所述第一驅動器和所述第二驅動器設置有相對間距，以使所述第一驅動器和所述第二驅動器之間的聲干涉出現在中頻范圍內，使得在中頻范圍內通過波導管發出的聲能至少部分地抑制聲干涉。
[0014]在另一方面，提供一種揚聲器部件，該揚聲器部件包括:
[0015]線聲源，配置為輸出在第一頻率范圍內的聲能；
[0016]波導管，配置為接收來自所述線聲源的聲能，所述波導管具有用于控制從波導管發出的聲能的水平擴散的遠端孔；
[0017]驅動器，設置在平分所述波導管的所述遠端孔的中心平面的一側上，
[0018]其中所述驅動器配置為在第二頻率范圍內操作，第二頻率范圍小于第一頻率范圍且在中頻范圍內與第一頻率范圍重疊；以及
[0019]其中所述驅動器凹在所述波導管的所述遠端孔后面；以及
[0020]其中所述驅動器相對于所述中心平面向外成一定角度。
[0021]在另一方面，提供一種揚聲器系統，該揚聲器系統包括:
[0022]上述的揚聲器部件；以及
[0023]分頻電路，配置為將輸入信號分成在第一頻率范圍內的第一信號和在第二頻率范圍內的第二信號；以及
[0024]信號處理電路，配置為控制第一信號和第二信號之間的時間延遲，以減少由于驅動器的輸出而引起的壓力導致的額外聲干涉。
[0025]在另一方面，提供一種揚聲器部件，該揚聲器部件包括:
[0026]線聲源，配置為輸出在第一頻率范圍內的聲能；
[0027]波導管，配置為接收來自所述線聲源聲能，所述導波具有用于控制從波導管發出的聲能的水平擴散的遠端孔；
[0028]第一驅動器和第二驅動器，設置在平分所述波導管的所述遠端孔的中心平面的相對側上，
[0029]其中所述第一驅動器和所述第二驅動器配置為在第二頻率范圍內操作，第二頻率范圍小于第一頻率范圍且在中頻范圍內與第一頻率范圍重疊；
[0030]其中所述第一驅動器和所述第二驅動器設置有相對間距，以使所述第一揚聲器驅動器和所述第二驅動器之間的聲干涉出現在第一頻率范圍內；
[0031]其中所述第一驅動器和第二驅動器凹在所述波導管的所述遠端孔后面；以及
[0032]其中所述第一驅動器和所述第二驅動器相對于所述中心平面向外成一定角度。
[0033]通過參照下文詳細的描述和附圖，可以實現本公開的功能和優點方面的進一步的理解。
【附圖說明】
[0034]現在將參照附圖僅以示例的方式對實施方式進行描述，在附圖中:
[0035]圖1A和1B示出了包括耦接至波導管的高頻線聲源的兩路揚聲器的示例性實施方式的俯視圖和正視圖。
[0036]圖1C示出了由從兩個中頻生成驅動器發出的中頻聲能造成的聲干涉。
[0037]圖2示出了對于提供給中頻生成驅動器和高頻聲源的信號的示例性分頻濾波器屬性。
[0038]圖3A和3B示出了包括耦接至波導管的高頻線聲源的兩路揚聲器的示例性實施方式的俯視圖和正視圖，其中橫向中頻生成驅動器凹在波導管后面。
[0039]圖4A和4B示出了包括耦接至波導管的高頻線聲源的兩路揚聲器的示例性實施方式的俯視圖和正視圖，其中橫向中頻生成驅動器凹在波導管后面并且向外成角度。
[0040]圖5是由揚聲器系統的示例性實現方式產生的角聲場的等值線圖。
[0041]圖6示出了信號處理電路的示例性實現方式。
[0042]圖7A和7B示出了包括由衍射號角形成的高頻線聲源的兩路揚聲器的示例性實施方式的俯視圖和正視圖，其中衍射號角的輸出端耦接至波導管。
[0043]圖8A和8B示出了包括高頻線聲源的兩路揚聲器的示例性實施方式的俯視圖和正視圖，其中高頻線聲源由耦接至波導管的高頻揚聲器的線陣列形成。
[0044]圖9A和9B示出了包括耦接至波導管的高頻線聲源的兩路揚聲器的示例性實施方式的俯視圖和正視圖，其中橫向中頻生成驅動器凹在波導管后面并且向外成角度，其中兩對中頻生成驅動器以堆疊的配置設置。
[0045]圖10示出了包括耦接至波導管的高頻線聲源的兩路揚聲器的示例性實施方式的俯視圖和正視圖，其中橫向中頻生成驅動器凹在波導管后面并且向外成角度，其中兩對中頻生成驅動器以堆疊的配置設置，以及其中每對中頻生成驅動器與專用聲室和波導管相連接。
[0046]圖11A和11B示出了示例性三路系統配置的俯視圖和正視圖。
[0047]圖12A和12B示出了涉及非對稱配置的示例性實施方式，該非對稱配置包括耦接至波導管的高頻線聲源、以及凹在波導管后面并且向外成角度的中頻生成驅動器。
[0048]圖13A-C示出了包括圖4A-B中所示出的組件的揚聲器部件。
【具體實施方式】
[0049]將參照以下所討論的細節對本公開的各實施方式和方面進行描述。以下描述和附圖用于說明本公開并且不應被解釋為限制本公開。對多個具體細節進行描述以提供對本公開的各實施方式的全面理解。然而，在某些情況下，不對眾所周知的或常見的細節進行描述以提供本公開的實施方式的簡明論述。
[0050]如在本文中所使用的，術語“包括”和“包含”應解釋為是包括性的和開放式的，并不是排他的。具體地，當在說明書和權利要求書中使用時，術語“包括”和“包含”以及它們的變型意味著包括所指定的特征、步驟或組件。這些術語不應被理解為排除其他特征、步驟或組件的存在。
[0051]如在本文中所使用的，術語“示例性”意思是“用作示例、實例或例證”，并且不應被解釋為優于或好于本文中公開的其他配置。
[0052]如在本文中所使用的，術語“大約”和“近似地”意味著覆蓋了可能存在于值的范圍的上下限的變化。例如性能、參數和尺寸的變化。除非另外具體說