CN102422653A - 带有被动低频方向性控制的扬声器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种扬声器，其被动地实现了在低频的方向性极化响应，其中在扬声器的前面和背面之间具有高程度的衰减。扬声器11具有换能器13、在换能器之后的外壳21和在外壳侧壁23中的端口开口29，以允许由换能器产生的背波离开所述外壳且与由换能器产生的前波结合在一起。通过以低损耗延迟所述背波，实现了在低频的在扬声器背后的抵消。通过在换能器13背后由所述外壳21所形成的声学室27中插入低密度纤维填充材料33，实现了在低频的低损耗延迟。选择了一种具有低通传递函数且在其低频通带中具有低声学损耗的纤维材料。
Description
技术领域
本发明一般涉及扬声器，更具体地涉及倾向于在其包括低频的工作频率范围内具有方向性极化图的扬声器。
背景技术
术语“极化图(polar pattern)”是指由扬声器所产生的声能在整个空间中的分布，通常按照在扬声器周围的一个圆或球上的各个点的声压相对于直接在换能器前面的(零度)轴上的声压的幅值以分贝(dB)为单位来表示。在波长相对于换能器膜片较小的高频率处，扬声器自然是方向性的，且通常会产生被描述为“心”形的方向性极化图。(真正的心形极化图将表现为在扬声器前面的(零度)轴上具有最大声压级且在扬声器背后的(180度)轴上没有声压。真正心形模式的变型包括“过心形(hypercardioid)”和“超心形(supercardioid)”。)此外，在高频率处的极化图可以用波导(号角)来轻松地操纵。但在波长大于换能器膜片的低频率处，扬声器往往会产生全方向的极化图。将扬声器的方向性特性扩展到低频率范围对扬声器设计师来说是一种挑战。
在低频处在扬声器中产生方向性特性的一个已知方法是加入辅助换能器，所述辅助换能器已被优化以在空间的所需区域中抵消由扬声器的主换能器所产生的声能。这种抵消会导致方向性极化图。例如，已知的是使用两个低频换能器，其中一个正常运行，而另一个被优化以抵消在扬声器背后的区域中由第一个发射器(radiator)所产生的声能，从而在低频处产生心形或接近心形的极化图。这是通过用极性反转和时间延迟的信号来驱动第二个发射器而实现的，所述第二个发射器具有与第一个发射器不同的均衡，使得在空间中在所需的点处两个发射器的贡献是幅值相等和极性相反的。类似地，方向性极化图已经通过提供相应的辅助发射器组而由包括一个以上发射器的组所产生，所述辅助发射器组已被优化以选择性地抵消由主发射器的组所产生的声能，虽然这种“主动式(active)”方案已被证明是有效的，但它们需要两倍数量的发射器和放大器以及复杂的信号处理电路，因此，它们的制造相对昂贵。
在较宽的频率范围内实现方向性极化图的另一种方案描述于美国专利US3739096中。这里描述了一种扬声器系统，其中扬声器外壳配备有用声学阻尼材料覆盖的狭缝，所述声学阻尼材料的行为类似于声阻。在这个方案中，所述狭缝在换能器膜片背后的外壳内有效地产生了谐振管，允许在换能器膜片的背面产生的声压波传播到外壳之外，在这里它可以与围绕扬声器的外壳折射的前波中的声能相结合。为了以这样一种被动的方案产生抵消，从扬声器外壳形成的所述背波需要被延迟，因为在扬声器背后的抵消点处所述前波和背波的路径长度存在差异。众所周知的是，阻尼振荡会引入延迟。然而，阻尼也降低了振荡的幅值。因此，虽然在美国专利US 3 739 096中所述的覆盖外壳端口或狭缝的方案可以一定程度地延迟背波，但这种方案不能非常有效地在扬声器的极化图的前面和背面之间产生高程度的衰减，其最佳只能实现“亚心形”的响应，其中在180度处的抵消是不完整的。为了实现高水平的衰减以及因而实现高程度的方向性，如在真正的心形或超心形响应中所发生的，离开有端口的外壳的背波不仅必须在期望的抵消区域中被充分地延迟到极性反转，它还必须相对于将被抵消的前波的幅值具有基本上未被衰减的幅值。
发明内容
本发明提供了一种扬声器，它克服了之前方案的缺点，实现了在低频的对扬声器所产生的声能的方向性控制。本发明的扬声器消除了上述主动式方案的复杂性和附加的成本以在扬声器背后产生所需的抵消，并提供了一个独特而有效的方案来产生高程度的方向性极化图，其中对扬声器所产生的声能具有高的前至后的衰减。
简单地说，本发明提供了一种扬声器，它在低频被动地实现了扬声器的方向性极化响应，在扬声器的前面和背面之间具有高程度的衰减。预计在根据本发明的具有单个换能器的扬声器中可以实现在180度处-10dB量级的衰减。然而，本发明不限于具有单个换能器的扬声器。预计根据本发明的扬声器可以包括额外的低频换能器，且本发明可以装入具有高频换能器的扬声器系统中，例如，在装有高频驱动器的号角中。
根据本发明，高程度的前面到背面的衰减是通过提供一种包括含有端口的外壳的扬声器且在所述外壳内腔的至少一部分中填充低密度纤维的声学填充材料而实现的，所述填充材料放置在扬声器的换能器背后，使得它基本上在所述外壳的端口开口之上且优选地在整个所述端口开口之上延伸。所述声学填充材料必须被选择为具有特定的声学特性，即：必须具有低通的特性，且必须具有在所需的低频率范围内低损耗的特性。所述端口开口优选地被低损耗、声学透明的网屏或多个网屏覆盖。这种网屏将有利地在外壳的共振频率处促进对外壳共振的抑制。格栅网屏可以适当地由具有背胶(除了端口区域之上之外)的铝板材料制造，所述背胶允许所述网屏被粘附到外壳侧壁23的表面。
对用在外壳中的填充材料的选择要求选择不同的纤维材料并进行试验以确定它们是否具有所需的特殊声学属性以在低频处无衰减地延迟离开扬声器外壳的端口开口的背波。已经发现，某种矿物棉展示了填充材料所需的属性。
从下面对图示实施例的描述，本发明的各个方面是本领域技术人员易于理解的。
附图说明
图1A是根据本发明的一个扬声器的透视图，其中单个的换能器被安装在含有端口的外壳上。
图1B是其另一个透视图，显示在端口开口或有端口的外壳之上的网屏被拆除后的扬声器。
图2是其前视图。
图3A是其沿图2的线3-3的剖视图，显示在两个层中提供的、在扬声器的换能器背后的低密度纤维声学填充材料。
图3B是其沿图2的线3-3的剖视图，显示在单个层中提供的、在扬声器的换能器背后的低密度纤维声学填充材料。
图4是一个电路图，显示如图3所示的扬声器组件的简化和大致的等效电路。
图5是在图1-3中所示的扬声器的示范实施例的透视图。
图6是其另一个透视图，显示在端口开口或有端口的外壳之上的网屏被拆除后的扬声器。
图7是其侧视图，其中为了图示的目的，去掉了外壳的侧壁。
图8是没有后壁或换能器安装架附件的扬声器外壳的端视图。
图9是用在扬声器外壳中的低密度纤维声学填充材料块的顶部透视图。
图10是根据本发明的扬声器的另一个实施例的分解透视图，它对于扬声器外壳中的端口开口具有不同的配置。
图11是一个示范性测试盒的示意图，所述测试盒用于评估在图3和7中所示的有端口的外壳中所用的声学填充材料。
图12是图9所示的低密度纤维声学填充材料块的侧视图，显示了一个用于将所述填充材料罩在纵向方向的装置。
图13是其前视图。
具体实施方式
现在参照附图，图1A、1B、2、3A和3B图示说明根据本发明的扬声器，其中扬声器11被显示为包括锥形发射器形式的单个换能器13，所述发射器具有膜片15和磁性底座组件17。所述换能器从电子音频信号源产生声能，被安装在具有侧壁23和后壁25的外壳21的前端19上。上述的锥形驱动器可以通过将它直接安装到外壳侧壁的端部而安装在所述外壳的前端，或者可以安装到所述外壳的前挡板壁上。对于相对较小的扬声器，所述外壳21可以有利地由单件的机加工挤出的铝制造。在所示的实施例中，外壳具有沿其纵轴的正方形形状。因此，外壳的侧壁23具有相同的宽度。
所述外壳提供了在换能器13背后的内部声学室27，其中包含一定量的空气。换能器13必须被构建为具有开口的框架，以将其膜片15的背面暴露到这个内部声学室。这将允许由换能器的膜片产生的背波传播到该室中。需要注意的是，扬声器系统的其它元件可以驻留在所述内部室27中，如在下面进一步详细描述的电子模块28。
外壳21基本上是密封的，除了端口开口29之外。端口开口位于外壳侧壁23中，且优选地在换能器背后偏移一段距离，所述距离大致等于换能器的锥形膜片的直径。端口开口最好设置在所述壳体的每一侧面中。在每个侧面提供了一个以上的端口开口时，如图1A和6所示，优选地在每个侧面上的端口开口的数量相等。在任一种情况下，端口开口优选地被配置为围绕外壳提供所述端口的对称分布。
如图1所示，在所述外壳的每一个侧面上的端口优选地用格栅网屏31覆盖，它可以是网格或栅格。格栅网屏的主要功能是保护外壳内部以免被不需要的物体进入。然而，因为它们也将被用作声阻，它们还可以有助于使外壳的共振被阻尼。所述格栅网屏优选地设计为在声能被传递穿过网屏时引入最少量的损耗。通过网屏穿孔由所述端口提供的总开口面积以及因此所述端口开口的尺寸，是在扬声器的前面和背面之间实现具有高程度的衰减的心形极化响应的一个重要因素。如在下文中将进一步讨论的，用于实现可接受的极化响应的端口开口的尺寸是凭经验确定的。
本发明的扬声器系统，通过更有效地使用背波来抵消在扬声器背后的空间的一个区域内的前波，实现了对定向在扬声器背后的声能的显著衰减。为实现这些预期的抵消，时间延迟是必要的，以补偿在前波和背波之间行进时间的差异，所述前波围绕所述外壳衍射，而所述背波离开端口开口29。因为背波行进了更短、更直接的路径到达在扬声器背后的区域，它必须被无明显衰减地延迟，以在所需的抵消点处保持与前波相等的幅值和相反的极性。
根据本发明，在低频在扬声器的极化图中达到高的前到后衰减所需的低损耗延迟，通过在换能器13后面的扬声器声学室27中插入一种低密度纤维声学填充材料而独特地实现了，所述填充材料由图3A和3B中的标号33表示。已经发现，正确选择的低密度纤维填充材料可以在背波中有效地产生所需的延迟而无损耗。为了在低频率产生无损耗的延迟，所述填充材料必须具有低通传递函数和在其低频通带中低的声学损耗。所述声学填充材料优选地被选择为展现以下特征：
-最大的通过所述材料的低频衰减不超过-2dB，和
-所述材料展示的传递函数近似于拐点频率约为700Hz的一阶低通滤波器，具有随着频率的增加而衰减的幅值和负的相移(延迟)。
所述声学填充材料优选地填充了外壳21的内部声学室27的相当一部分，且优选地填充了在换能器13的背面和一个位置之间的所述室的全部，所述位置允许所述填充材料至少可以基本上覆盖(并且最好是完全覆盖)所述端口开口29。避免在填充材料和外壳侧壁之间的空气间隙被认为对于填充材料的有效性是重要的，因为空气间隙有可能允许某些声能绕过所述填料材料和影响最终的抵消。
已经发现，在直径为3.25英寸的换能器背后的4英寸方形外壳中提供三英寸厚的Roxul AFB矿物棉块，可以满足以上的要求。如图3A所示，三英寸厚的矿物棉块可以由背靠背的两个1.5英寸的层(由标号33a和33b表示)来形成。它也可以由更多数量的较薄的层形成。然而，已经发现，单个层对于所需的极化响应而言产生了最一致的结果。通过使用单个的层，消除了在层与层之间的界面，它们可能在某些频率处产生反射。
应当指出的是，并非所有的低密度纤维材料都具有用于实现本发明的目的必要特性。如在下面更详细讨论的，确定一个特定的低密度纤维材料是否满足必要的低通、低损耗的要求，可通过评估所建议材料的声学传递函数而经验地确定。
图中所示和上面所述的扬声器的低通等效电路如图4所示，其中换能器13由单个的信号源S表示，外壳21由并联电容器C表示，具有上述特性的低密度纤维声学填充材料33由串联电阻R1表示，外壳端口29由串联电感L表示，且在端口开口之上的网屏31由串联电阻R2表示。类似于图4所示的电学低通滤波器，其在将来自信号源S的信号传递到滤波器的输出端子T时将该信号延迟，由扬声器11的上述元件提供的物理低通滤波器使穿过纤维填充材料和端口开口的低频率声压波延迟，而不衰减所述背波。通过由合适的低密度纤维填充材料所完成的必要延迟，由覆盖端口开口29的网屏31所引入的延迟应尽量减少，以防止过度延迟。所述网屏优选地是声学透明的，没有声学损耗被网屏引入。
进一步指出的是，声学填充材料33的低通滤波特性表示高频能量被滤出所述背波。然而，由于扬声器在高频率是方向性的，对在扬声器背后的高频声能进行抵消是不必要的。这种填充材料的特性确实提供了许多优点。首先，基本上消除在背波中的高频能量将会基本上消除这种能量对总体极化图可能有的不利影响。其次，声学填充材料也用于对外壳的共振进行实质性阻尼。如果没有这种阻尼效应，所述背波将激发外壳共振，导致在该共振频率上产生过度的声能。这种过度的声能将压倒所述前波和阻止在谐振频率处的背面抵消。最后，声学填充材料可用于将外壳的横截面面积减少到与换能器的膜片大约相同的面积。通过将所述面积保持为与换能器膜片的面积大致相同，已经发现，在背波离开所述外壳时背波的衰减可以保持为不到一分贝。
图5-9显示在图1、2、3A和3B中图示的扬声器系统的实际实施例，其中换能器13具有正方形的安装框架35，它通过角落螺丝37固定到外壳21的前端19上，所述角落螺丝37拧入在角落轴套40中的螺丝通道42中，所述角落轴套40在外壳侧壁23的内部角落处形成，如图8所示。图9显示一个声学性能适当的低密度纤维填充材料的模切块33，如3英寸厚的Roxul AFB矿物棉块。需要指出的是，块33的周边与扬声器外壳21的内部截面形状一致，包括配备了角部切口凹槽34以适合所述外壳的内部角落轴套40。在换能器和换能器安装框架被固定在外壳的前端之前，所述填充材料块被插入到所述外壳21中，且优选地填充了
在图7中可以最佳地看到，所述外壳的后壁25支撑内部电子模块28以及外部的散热鳍片39和电连接器41。端口开口29优选地围绕外壳的侧壁23分布在发射器膜片后面的一段距离处，所述距离大约等于换能器的直径。网屏31被视为插入到在围绕端口开口的侧壁中的细长凹陷区域30中。每个格栅网屏都可以适合由铝板制作成具有与所述凹陷区域30一致的形状的网屏板的形式。背胶可以提供在网屏板的背面(除了端口开口的区域之外)，以让网屏板固定在外壳凹槽中。
受穿孔网屏31限制的端口开口29的总开口面积对扬声器的极化响应有实质的影响。因此，端口的尺寸对于实现可接受的心形性能是重要的。用于实现可接受的心形极化响应的端口开口的设计，可以通过试验和纠错而凭经验确定。例如，在如图1B和图6所示的扬声器的情况下，所述扬声器具有三个圆形的端口开口、一个填充了两个
英寸厚的Roxul AFB矿物棉层的4英寸乘以4英寸宽的外壳21、和一个换能器膜片直径为3.25英寸的换能器，已经发现，所述端口开口和网屏的以下属性产生了在低频的可接受的心形极化响应：
-每侧面端口的总面积为1.325平方英寸，对于全部四个侧面，共为5.3平方英寸；
-网屏板由厚度为0.05英寸且穿孔的开口面积为大约19％的铝板材料制造，造成在扬声器外壳的全部四个侧面的通过穿孔的总开口面积为约1.007平方英寸。
如下文中进一步说明的，可以理解的是，可以使用不同的网屏材料和端口开口尺寸和配置，只要它们不是不可接受地劣化所述扬声器的期望的极化图和低频响应。
正如之前指出的，本发明设想了使用多于一个换能器的可能性。当使用不同尺寸的多个换能器时，可以设想，最大的换能器将决定在换能器和外壳端口之间的空间。在这种情况下，还可以设想的是，所述端口的总合计开口面积将由最大的换能器的发射部分的表面积决定。在附图所示的实施例中，为达到可接受的极化响应所需的端口尺寸可以凭经验确定。
也可以看到，图5-8所示的扬声器外壳21包括适当安装的硬件，如图示的连接器柱43(如图8所示，其突起到所述外壳中)，和用于覆盖所述换能器13的膜片的、声学透明的前格栅36。纤维材料块33将适当地从所述换能器的背面延伸到所述向内部突起的连接器柱。
在所述外壳的内部腔27的背面的电子模块28可以适当地是包含放大器和信号处理电路的集成化电子封装。所述电子封装优选地通过连接器41接收来自音频混合器或其它声源的平衡音频信号，它可以被修改和处理如下：
-扬声器的预期工作范围以外的频率(如射频频率或直流偏置)被过滤掉。
-复合的频率响应被整形以补偿所述驱动器和外壳的响应变化，导致在所述预期工作范围内的基本平坦的总体响应。
-所述信号的峰值幅值被快速的时间常数限制以最小化放大器的削波，所述削波会导致增大的谐波失真。
-所述信号的均方根(RMS)电压被缓慢的时间常数限制以防止所述换能器因过热而损坏。
-所述信号被能够驱动较低阻抗换能器的功率放大器级放大。
当在微型扬声器系统中实施本发明时，其中效率对于产生合适的声压水平是非常关键的，所述放大器级可以有利地使用D类(脉宽调制)放大器技术来实现。
图10显示了以上描述的扬声器系统的替换实施例，其中取代具有多个开口，外壳21的每个侧壁23具有单个的细长的端口开口36，它优选地具有倒圆的端部38以形成细长的跑道形端口。(倒圆的端部防止了在方形角部的表面周围可能发生的不期望的折射。)与先前所描述的实施方案相比，这种端口开口配置增大了端口开口的总面积，并已经发现可以改善扬声器的低频率心形极化图。
例如，在如图10所示的扬声器的情况下，所述扬声器具有所述跑道形端口开口、一个由3英寸Roxul AFB矿物棉块填充的4英寸乘以4英寸宽的外壳21、和一个换能器膜片直径为3.25英寸的换能器，已经发现，与在图1和6所示的每个侧面具有三个端口的端口配置相比，端口开口和网屏板的以下属性产生了改进的在低频率的心形极化响应：
-每个侧面的每个端口的总面积为2.44平方英寸，对于所述外壳的全部四个侧面共有9.76平方英寸；
-网屏板31由厚度为0.05英寸和穿孔开口面积大约为19％的铝板材料制造，导致对于扬声器外壳的全部四个侧面的通过穿孔的总开口面积约为1.85平方英寸。
类似于之前描述的实施例，图10所示的跑道形端口开口36围绕扬声器外壳的侧壁23分布，最好在换能器膜片的一段距离之后，所述距离约等于膜片的直径。网屏31(未在图10所示)插入到在所述侧壁中的细长的凹陷区域30中以覆盖所述端口开口和用作上面描述的功能。
填充材料评估
为确定一个特定的纤维状物质是否符合扬声器的填充材料33的要求(显示具有在通带内的损耗低的低通滤波特性)，必须确定候选材料的声学传递函数。参考图11，用于确定一种材料的传递函数所需的测量可以使用具有外层外壳47、内部密封壳49和安装在内部壳前面的换能器51的测试盒45。内部密封壳和发射器可以适当地是保持在所述外层外壳内的已有扬声器。为在扬声器周围提供隔音，所述外层外壳可以填充有合适的绝缘泡沫材料52。
可以看到测试盒具有前开口53，由换能器51产生的声波可以传播穿过所述前开口。这种开口由在所述外层外壳的前部上的样品材料保持结构55提供，所述样品材料保持结构55将待测量的样品材料(由标号57表示)物理保持在换能器51的前面。样品保持结构中的开口被整形为紧紧地保持材料样品，在保持结构和材料样品之间没有间隙。例如，所述保持结构可以适当地是一种方形环，其具有方形的开口以保持方形的材料片。所述开口优选地与换能器的膜片大小类似或稍大一些，且优选地所述开口的厚度允许所述材料样品完全装配在所述保持环内。通过包围整个样品，所述保持环将防止由换能器产生的声能传播到所述样品的侧边之外，从而防止影响测量。
为使用测试盒45评估材料样品，必须首先测量没有安装材料样品的测试盒的传递函数。然后将材料样品57放置在测试盒的样品保持结构55的开口53中，且测量所述样品和测试盒组合在一起的传递函数。传递函数的测量可以使用麦克风59来进行，所述麦克风59位于所述测试盒前面一米处的轴线上。麦克风59连接到声音分析仪，如市售的由Meyer声实验室公司(Meyer Sound Laboratories，Incorporated)制造的SIM 3声音分析仪，其可以确定传递函数。
通过使用测量的传递函数，可以确定所述材料样品的传递函数。如果没有安装样品材料的测试盒的传递函数以H(s)表示，且带有样品材料的测试盒的传递函数以G(s)表示，则
G(s)＝H(s)*M(s) (1)
其中M(s)是材料样品的传递函数。为了确定M(s)，将第二次测量对第一次测量规范化：
M(s)＝G(s)/H(s) (2)
当G(s)和H(s)是复频率响应矢量时，这个过程可以通过除以方程(2)中所示的两个矢量来数值地完成。现在可以分析n个候选材料的集合的传递函数M(s)n，以确定哪些候选材料有可能在被动心形扬声器中表现得很好。
罩住填充材料
如前所述，选定的纤维填充材料可以被裁减成材料块33，所述材料块适合安装在扬声器外壳21内，其中在填充材料和外壳的侧壁23之间基本上没有间隙。已经发现，通过在纵向方向压缩填充材料而不阻碍通过所述材料的声学路径，在所述极化响应中的从前端到后端的衰减可以有所改善。
用于在纵向方向压缩填充材料的装置在图12和13中显示。在这些图中，含有角部凹槽34的填充材料块33在纵向方向由相对的固定网屏61-适当地是金属网屏-罩住，所述网屏61通过螺栓63保持靠在填充材料块的相反的表面62上。所述螺栓优选地延伸穿过所述材料的中心，且可以适当地由螺母65紧固，其可以被收紧以达到所述填充材料的合适的压缩程度。可以凭经验确定为使在扬声器的极化响应中的从前端到后端的衰减达到最佳的改善所需要的压缩程度。
网屏61优选地覆盖所述纤维材料块33的大部分表面62以在所述材料块上提供均匀的压缩。它们还优选地对必须通过它们的声压波呈现最小的阻力，通过确保大百分比的开口面积可以获得这个特性。可以相信，将需要具有百分比为至少约40％至50％的开口面积的网屏，以达到合适的结果，但是，较低的百分比也是可行的。通过测试不同的市售的网屏材料，可以凭经验选择合适的网屏。
虽然本发明已经在前述的说明书和附图中相当详细地描述了，可以理解的是，不应意图将本发明限于这些细节，除非是明确指出的。本领域技术人员通过本申请可以轻易获得这里没有明确披露的本发明的其它实施例。
Claims (25)
1.一种在低频具有被动方向性控制的扬声器，包括：
具有前面、背面和侧壁的外壳，
安装在所述外壳的前面的换能器，所述换能器具有用于从电子音频信号产生声能的膜片，所述声能被产生为前波和背波，
在所述外壳中在所述换能器背后的声学室，用于接收由所述换能器产生的背波，
在所述外壳中的至少一个端口开口，在所述声学室中由所述换能器产生的声能通过所述至少一个端口开口离开所述外壳，和
在所述声学室中的声学填充材料，所述声学填充材料具有低通、低损耗的传递函数，其中由所述换能器产生的、引入所述声学室的背波在它们通过所述至少一个端口开口离开所述外壳之前在低频率以最小的衰减经历延迟。
2.根据权利要求1的扬声器，特征在于在所述外壳的至少一个侧壁中提供端口开口。
3.根据权利要求1的扬声器，特征在于在所述外壳的每个侧壁中提供至少一个端口开口。
4.根据权利要求1的扬声器，特征在于在所述外壳的每个侧壁中提供单个的端口开口。
5.根据权利要求4的扬声器，特征在于所述端口开口具有细长的跑道形状。
6.根据权利要求1的扬声器，特征在于所述扬声器具有极化响应特性，其中所述端口开口的总面积是凭经验选择的，以在扬声器的背面实现在所述极化响应中实现高程度的衰减。
7.根据权利要求1的扬声器，特征在于所述声学填充材料是具有低通、低损耗的传递函数的低密度纤维材料。
8.根据权利要求4的扬声器，特征在于所述低密度纤维材料是具有低通、低损耗的传递函数的矿物棉。
9.根据权利要求1的扬声器，特征在于所述声学填充材料在所述外壳中从所述换能器元件延伸到至少基本上覆盖所述至少一个端口开口。
10.根据权利要求1的扬声器，特征在于所述声学填充材料基本上填充了从所述换能器元件到基本上覆盖所述至少一个端口开口的一段距离的所述外壳的整个内部声学室。
11.根据权利要求1的扬声器，特征在于所述声学填充材料具有最大不超过约-2dB的通过所述材料的低频衰减。
12.根据权利要求1的扬声器，特征在于所述填充材料的传递函数近似于拐点频率约为700Hz的一阶低通滤波器。
13.根据权利要求1的扬声器，特征在于所述填充材料的传递函数随着频率的增加显示衰减的幅值和负的相移。
14.根据权利要求1的扬声器，特征在于所述至少一个端口开口被基本上声学透明的网屏元件所覆盖。
15.根据权利要求1的扬声器，特征在于所述声学填充材料被罩在所述外壳的纵向方向中以在所述纵向方向中压缩所述声学填充材料。
16.根据权利要求1的扬声器，特征在于所述声学填充材料由单个的声学填充材料块提供。
17.根据权利要求1的扬声器，特征在于所述至少一个端口开口被格栅网屏覆盖，所述格栅网屏在所述端口开口处提供声阻。
18.一种在低频具有被动方向性控制的扬声器，包括：
具有前面、背面和侧壁的外壳，
安装在所述外壳的前面的换能器，所述换能器具有用于从电子音频信号产生声能的膜片，所述声能被产生为前波和背波，
在所述外壳中在所述换能器背后的声学室，用于接收由所述换能器产生的背波，
在所述外壳的每个侧壁中的至少一个端口开口，在所述声学室中由所述换能器产生的声能通过所述至少一个端口开口离开所述外壳，
用于覆盖每个所述端口开口的格栅网屏，所述格栅网屏在每个端口开口处提供低损耗声阻，和
在所述声学室中的声学填充材料，所述声学填充材料具有低通、低损耗的传递函数，其中由所述换能器产生的、引入所述声学室中的背波在它们通过所述至少一个端口开口离开所述外壳之前以最小的衰减经历延迟，所述声学填充材料基本上填充了从所述换能器元件到基本上覆盖所述一个端口开口的一段距离的所述外壳的整个内部声学室。
19.根据权利要求18的扬声器，特征在于所述端口开口在所述换能器背后偏移一段约等于所述换能器的锥形膜片的直径的距离。
20.根据权利要求19的扬声器，特征在于所述端口开口被配置为在所述外壳周围提供对称的端口分布。
21.根据权利要求20的扬声器，特征在于在所述外壳的每个侧壁中提供单个的细长的端口开口。
22.根据权利要求21的扬声器，特征在于所述单个的端口开口具有倒圆的端部。
23.一种在低频具有被动方向性控制的扬声器，包括：
具有前面、背面和侧壁的外壳，
安装在所述外壳的前面的换能器，所述换能器具有用于从电子音频信号产生声能的膜片，所述声能被产生为前波和背波，
在所述外壳中在所述换能器背后的声学室，用于接收由所述换能器产生的背波，
在所述外壳的每个侧壁中的至少一个端口开口，在所述声学室中由所述换能器产生的声能通过所述至少一个端口开口离开所述外壳，
用于在每个端口开口处提供低损耗声阻的装置，
在所述声学室中的声学填充材料，具有最大不超过约-2dB的通过所述材料的低频衰减，和近似于拐点频率约为700Hz的一阶低通滤波器的传递函数。
24.根据权利要求23的扬声器，特征在于所述声学填充材料被罩在所述外壳的纵向方向中以在所述纵向方向中压缩所述声学填充材料。
25.根据权利要求23的扬声器，特征在于所述声学填充材料由单个的声学填充材料块提供。
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