CN103929693A - 声波传导装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种声波传导装置，该声波传导装置包括主体，主体的一侧设有声波输入口，另一侧设有声波输出口，主体沿声波输入口至声波输出口的中心线方向呈三维扩散趋势，声波输出口的面积大于声波输入口的面积，主体内设有多个通道，每个通道的入口起始于声波输入口，出口相互独立且终止于声波输出口，每个通道的路径距离相同且同一位置的截面相同。本发明中进入主体的声波经过多个路径相同且同一位置截面相同的通道后，从每个通道出口处传出的声波的相位基本相同，使声波经过声波传导装置后具有良好的同频叠加，同时主体沿声波输入口至声波输出口的中心线方向呈扩散趋势可以减少声波在主体内部的反射，提高声波的频率响应特性，减少驻波失真。

Description

声波传导装置

技术领域

本发明涉及一种声波传播改善装置，特别涉及一种声波传导装置。

背景技术

在单只扬声器通过单一声号角辐射到空气的过程中，声波在号角内部产生反射和相位干涉，会使高频劣化，频率响应不均匀，在多只扬声器组成垂直阵列进行传导时，相互之间的相位干涉，会产生频率的抵消，影响期望的同频率响应叠加。

国外很多公司就此发明了声波导来解决以上的问题，主要是解决相位的干涉，但国际上的共识为：波导的长度方向根据波长的一半进行分割，但是宽度方向需要尽量的小，一般接近于高频的半波长，通常小于20mm，也就是在一个方向上是等路径的结构，另外的方向是有很大差异的路径值。上述的共识是为了增加足够的水平方向的前加号角的扩展，使水平方向上有足够的覆盖，这样的做法使得这个波导在整个内部声传导过程中呈现了水平和垂直两种相距很远的路径和为了减小出口的宽度制造了内部过多的负向曲率，但是以上的做法会大大地增加波导内部的反射，结果是大大的损失了高频率的声压，这是与使用多扬声器来增加高频声压的初衷相反的结果。

实际上，高频的声波的传播路线更接近于像光一样的直线传播，从扬声器喉口辐射的声波若想得到在波导口近似于柱状的声源就需要各方向几近相同的传播距离和小范围的相位调整，这也是频率越高越难以进行传播方向上的修正的原因。

发明内容

本发明的目的是提供一种声波传导装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种声波传导装置，包括主体，主体的一侧设有声波输入口，另一侧设有声波输出口，主体沿声波输入口至声波输出口的中心线方向呈扩散趋势，声波输出口的面积大于声波输入口的面积，主体内设有多个通道，每个通道的入口起始于声波输入口，每个通道的出口相互独立，终止于声波输出口，每个所述通道的路径相同，每个通道的同一位置的截面相同。

本发明中进入主体的声波经过多个路径距离相同且同一位置截面相同的通道后，从互相隔离的每个通道出口处传出的声波的相位基本相同，使声波经过声波传导装置后具有良好的同频叠加，同时主体沿声波输入口至声波输出口的中心线方向呈三维扩散趋势可以减少声波在主体内部的反射，提高声波的高频率响应特性减少驻波失真，同时对于需要进行柱状声源形成的Y方向进行路线上的调整，在X轴方向延续其扩散的方向。这样就达到了在Y的方向上可以有效相位调整，同时保证了X轴方向少的抵消，又具有宽幅度覆盖。

在一些实施方式中，声波输入口可以呈圆形，声波输出口呈方形，声波输出口的边长大于所述声波输入口的直径。由此，圆形的声波输入口可以与扬声器的输出口匹配，也可以前加声号角组合使用，方形的声波输出口既有效的定义了声波的扩展趋势又可以根据需要定义低频截止下限。

在一些实施方式中，每个通道的出口可以呈方形，每个所述通道的出口宽度与所述声波输出口的宽度相同，每个通道的出口高度相同，多个通道两两相对于声波输出口水平对称轴线所在的水平面对称分布。由此，每个通道的出口形状相同以及两两相对于声波输出口水平对称轴线所在的水平面对称分布可以最大程度地确保每个通道的出口处声波的相位相同。

在一些实施方式中，通道的数量为偶数个，每个通道呈扩展弯曲形状，多个通道两两相对于声波输出口水平对称轴线的水平面对称分布。由此，呈弯曲状的通道两两对称分布可以确保声波在每个通道中的传播路径距离一致。

在一些实施方式中，通道的数量可以为六个。由此，声波输出口水平对称轴线的水平面上方有三个声波输出口，下方也有三个声波输出口，两两对称分布。

在一些实施方式中，还可以包括两个第一分割体、两个第二分割体和第三分割体，通道包括第一通道、第二通道、第三通道、第四通道、第五通道和第六通道，第一通道和第二通道之间靠近声波输出口位置设有第一分割体，第二通道和第三通道之间设有第二分割体，第三通道和第四通道之间设有第三分割体，第四通道和第五通道之间设有第二分割体，第五通道和第六通道之间靠近声波输出口位置设有第一分割体，第一分割体靠近声波输入口的一端呈尖锐状，另一端呈横向收缩趋势至声波输出口所在平面，第二分割体呈弯曲的板状，第二分割体靠近声波输入口的一端呈尖锐状，另一端与声波输出口所在面平齐，第三分割体靠近声波输入口的一端呈尖锐状，另一端呈横向收缩趋势至声波输出口所在平面，两个第一分割体相对于声波输出口水平对称轴线所在的水平面对称分布，两个第二分割体相对于声波输出口水平对称轴线所在的水平面对称分布，第三分割体相对于声波输出口水平对称轴线所在的水平面对称。由此，分割第一通道和第二通道的第一分割体靠近声波输入口的一端呈尖锐状可以减少声波的反射量和损耗，另一端呈横向收缩趋势至声波输出口所在平面可以确保两个通道出口之间的间隔最小化，提高声波的耦合性；分割第二通道和第三通道的呈弯曲板状的第二分割体靠近声波输入口的一端呈尖锐状可以减少声波的反射量和损耗，另一端呈板状可以确保两个通道出口之间的间隔最小化，提高声波的耦合性；分割第三通道和第四通道的第三分割体靠近声波输入口的一端呈尖锐状可以减少声波的反射量和损耗，另一端呈横向收缩趋势至声波输出口所在平面可以确保两个通道出口之间的间隔最小化，提高声波的耦合性。

在一些实施方式中，第一分割体、第二分割体和第三分割体靠近声波输入口的一端呈逐渐垂直于声波输出口所在平面的趋势。由此，可以引导声波从通道出口传出时形成近似平面的声波。

在一些实施方式中，第一分割体、第二分割体和第三分割体可以均为实体。由此，可以减少声波在通道中的穿透损耗。

在一些实施方式中，声波输入口的外沿可以设有第一法兰边，声波输出口的外沿可以设有第二法兰边。由此，第一法兰边可以将声波传导装置与扬声器进行密封固定连接，使用扩散号角时，第二法兰边可以将声波传导装置与扩散号角密封固定连接。

附图说明

图1为本发明一种实施方式的声波传导装置的结构示意图；

图2为图1所示的声波传导装置沿A-A线的剖视结构示意图；

图3为图1所示的声波传导装置沿B方向的结构示意图；

图4为图2所示的声波传导装置的立体图；

图5为图1所示的声波传导装置沿C-C线的剖视结构示意图；

图6为图1所示的声波传导装置沿D-D线的剖视结构示意图；

图7为图1所示的声波传导装置沿E-E线的剖视结构示意图；

图8为图1所示的声波传导装置的使用状态图；

图9为图1所示的声波传导装置组成垂直阵列的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细地说明。

图1至图7示意性地显示了本发明一种实施方式的声波传导装置的结构。

如图1至图7所示，声波传导装置，包括主体1。此外，声波传导装置还可以包括第一分割体2、第二分割体3、第四分割体4、第一法兰边5和第二法兰边6。

如图1和图2所示，主体1的一侧成型有声波输入口11，另一侧成型有声波输出口12，主体1沿声波输入口11至声波输出口12的中心线方向(如图1和图2所示的Z方向)呈三维扩散趋势，减少声波在主体1内部的反射量。

本实施例中，声波输出口12的面积是声波输入口11的面积的十二倍，即保证声波在主体1内部的传输呈三维扩散趋势。在其它实施例中，声波输出口12的面积必须大于声波输入口11的面积。

本实施例中，声波输入口11呈圆形，声波输出口12呈方形，圆形的声波输入口11可以与扬声器的输出口匹配，方形的声波输出口12既能有效定义声波的扩展趋势又可以根据需要定义低频截止下限，以及很好的与前加声号角组合使用。在其它实施例中，声波输入口11的形状可以根据扬声器的输出口形状变更，声波输出口12的形状可以根据传输声波中低频截止频率和前加号角的形状进行变更。

如图4所示，声波输出口12的边长大于声波输入口11的直径。

本实施例中，主体1内部有六个通道，分别为第一通道13、第二通道14、第三通道15、第四通道16、第五通道17和第六通道18，第一通道13、第二通道14、第三通道15、第四通道16、第五通道17和第六通道18的入口均起始于声波输入口11，第一通道13、第二通道14、第三通道15、第四通道16、第五通道17和第六通道18的出口相互独立、面积相同，并终止于声波输出口12。在其它实施例中，主体1内部也可以有其它数量的通道。

第一通道13、第二通道14、第三通道15、第四通道16、第五通道17和第六通道18均呈扩展弯曲状，扩展是指声波的传输趋势，并非收敛，是扩散趋势。弯曲是指为了使主体1的整体长度尺寸变小，所以可以有一定的曲线状。第一通道13和第六通道18相对于声波输出口12水平对称轴线所在的水平面对称分布，第二通道14和第五通道17相对于声波输出口12水平对称轴线所在的水平面对称分布，第三通道15和第四通道16相对于声波输出口12水平对称轴线所在的水平面对称分布，第一通道13、第二通道14、第三通道15、第四通道16、第五通道17和第六通道18的路径相同，即声波在第一通道13、第二通道14、第三通道15、第四通道16、第五通道17和第六通道18中的传播距离相同，且第一通道13、第二通道14、第三通道15、第四通道16、第五通道17和第六通道18的同一位置(如图1中沿C-C线、沿D-D线和沿E-E线)的截面相同(如图5至图7所示)，即在垂直于第一通道13、第二通道14、第三通道15、第四通道16、第五通道17和第六通道18的母线方向的相同距离做截面，各个截面的面积相同。

第一通道13、第二通道14、第三通道15、第四通道16、第五通道17和第六通道18的出口均呈方形，每个通道的出口宽度与声波输出口12的宽度相同，每个通道的出口高度相同，确保每个通道的出口面积相同。

本实施例中，每个通道的出口高度小于传输声波中最高频率声波波长的一半。

如图5至图7所示，每个通道的同一位置(如图1中沿C-C线、沿D-D线和沿E-E线)的截面相同，出口面积相同，即在垂直于第一通道13、第二通道14、第三通道15、第四通道16、第五通道17和第六通道18的母线方向的相同距离做截面，各个截面的面积相同，从而可以确保每个通道出口处传出的声波的相位基本相同，使声波经过声波传导装置后具有良好的同频叠加。

第一通道13、第二通道14、第三通道15、第四通道16、第五通道17和第六通道18的内壁均为光滑的，从而可以减少声阻，减少声波损耗。

如图2和图4所示，第一通道13和第二通道14靠近声波输入口11位置为一体，第一通道13和第二通道14靠近声波输出口12位置被第一分割体2隔开，第一分割体2靠近声波输入口11的一端(左端)呈尖锐状，另一端(右端)呈收缩趋势并与声波输出口12所在面平齐，横向收缩趋势至声波输出口12所在平面，第一分割体2左端呈尖锐状可以减少声波的反射量和损耗，另一端呈横向收缩趋势可以确保第一通道13和第二通道14出口之间的间隔最小化，提高声波的耦合性。

如图3所示，位于上方的第一分割体2的左右两侧与主体1一体连接，或者第一分割体2的左右两侧可以焊接在主体1上。

如图2和图4所示，第二通道14和第三通道15靠近声波输入口11位置为一体，第二通道14和第三通道15靠近声波输出口12位置被第二分割体3隔开，第二分割体3呈弯曲的板状，第二分割体3靠近声波输入口11的一端(左端)呈尖锐状，另一端(右端)与声波输出口12所在面平齐，第二分割体3左端呈尖锐状可以减少声波的反射量和损耗，另一端呈板可以确保第二通道14和第三通道15出口之间的间隔最小化，提高声波的耦合性。

如图3所示，位于上方的第二分割体3的左右两侧与主体1一体连接，或者第二分割体3的左右两侧可以焊接在主体1上。

如图2和图4所示，第三通道15和第四通道16靠近声波输入口11位置为一体，第三通道15和第四通道16靠近声波输出口12位置被第三分割体4隔开，第三分割体4靠近声波输入口11的一端(左端)呈尖锐状，另一端(右端)呈收缩趋势并与声波输出口12所在面平齐，第三分割体4左端呈尖锐状可以减少声波的反射量和损耗，另一端呈横向收缩趋势可以确保第三通道15和第四通道16出口之间的间隔最小化，提高声波的耦合性。

如图3所示，第三分割体4的左右两侧与主体1一体连接，或者第三分割体4的左右两侧可以焊接在主体1上。

如图2和图4所示，第四通道16和第五通道17靠近声波输入口11位置为一体，第四通道16和第五通道17靠近声波输出口12位置被第二分割体3隔开，第二分割体3呈弯曲的板状，第二分割体3靠近声波输入口11的一端(左端)呈尖锐状，另一端(右端)与声波输出口12所在面平齐，第二分割体3左端呈尖锐状可以减少声波的反射量和损耗，另一端呈板可以确保第四通道16和第五通道17出口之间的间隔最小化，提高声波的耦合性。

如图3所示，位于下方的第二分割体3的左右两侧与主体1一体连接，或者第二分割体3的左右两侧可以焊接在主体1上。

如图2和图4所示，第五通道17和第六通道18靠近声波输入口11位置为一体，第五通道17和第六通道18靠近声波输出口12位置被第一分割体2隔开，第一分割体2靠近声波输入口11的一端(左端)呈尖锐状，另一端(右端)呈横向收缩趋势至声波输出口12所在平面，第一分割体2左端呈尖锐状可以减少声波的反射量和损耗，另一端呈横向收缩趋势可以确保第五通道17和第六通道18出口之间的间隔最小化，提高声波的耦合性。

如图3所示，位于下方的第一分割体2的左右两侧与主体1一体连接，或者第一分割体2的左右两侧可以焊接在主体1上。

两个第一分割体2相对于声波输出口12水平对称轴线所在的水平面对称分布，两个第二分割体3相对于声波输出口12水平对称轴线所在的水平面对称分布，第三分割体4相对于声波输出口12水平对称轴线所在的水平面对称。

两个第一分割体2、两个第二分割体3和第三分割体4靠近声波输入口11的一端呈逐渐垂直于声波输出口12所在平面的趋势，从而可以引导声波从每个通道出口传出时形成近似平面的声波。

两个第一分割体2、两个第二分割体3和第三分割体4均为实体，从而可以减少声波在每个通道中的穿透损耗。

声波输入口11的外沿成型有第一法兰边5，声波输出口12的外沿成型有第二法兰边6，第一法兰边5可以将声波传导装置与扬声器进行密封固定连接，使用扩散号角时，第二法兰边6可以将声波传导装置与扩散号角密封固定连接。

图8示意性地显示了图1所示的声波传导装置的使用状态。

如图8所示，将声波传导装置的声波输入口11和扬声器7的输出口对接，并通过第一法兰边5将声波传导装置与扬声器7固定牢固(螺钉紧固)；将声波传导装置的声波输出口12和扩散号角8的输入口对接，并通过第二法兰边6将声波传导装置与扩散号角8固定牢固(螺钉紧固)。

扬声器7产生的声波经过声波传导装置后，从每个通道出口处传出的声波的相位基本相同，使声波经过声波传导装置后具有良好的同频叠加，减少驻波失真；从声波传导装置的声波输出口12传出的声波经过扩散号角8可以有效控制声波的指向性能。

图9示意性地显示了图1所示的声波传导装置组成垂直阵列的结构示意图。

如图9所示，四个声波传导装置的第二法兰边6依次垂直排布连接。

四个声波传导装置垂直排布可以提高声波传输的同频叠加。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.声波传导装置，其特征在于，包括主体(1)，所述主体(1)的一侧设有声波输入口(11)，另一侧设有声波输出口(12)，所述主体(1)沿声波输入口(11)至声波输出口(12)的中心线方向呈三维扩散趋势，所述声波输出口(12)的面积大于声波输入口(11)的面积，所述主体(1)内设有多个通道，每个所述通道的入口起始于所述声波输入口(11)，每个所述通道的出口相互独立，终止于所述声波输出口(12)，每个所述通道的路径相同，每个所述通道的同一位置的截面相同。

2.根据权利要求1所述的声波传导装置，其特征在于，所述声波输入口(11)呈圆形，所述声波输出口(12)呈方形，所述声波输出口(12)的边长大于所述声波输入口(11)的直径。

3.根据权利要求2所述的声波传导装置，其特征在于，每个所述通道的出口呈方形，每个所述通道的出口宽度与所述声波输出口(12)的宽度相同，每个所述通道的出口高度相同，多个所述通道两两相对于所述声波输出口(12)水平对称轴线所在的水平面对称分布。

4.根据权利要求3所述的声波传导装置，其特征在于，所述通道的数量为偶数个，每个所述通道呈扩展弯曲形状，多个所述通道两两相对于所述声波输出口(12)水平对称轴线所在的水平面对称分布。

5.根据权利要求4所述的声波传导装置，其特征在于，所述通道的数量为六个。

6.根据权利要求5所述的声波传导装置，其特征在于，还包括两个第一分割体(2)、两个第二分割体(3)和第三分割体(4)，所述通道包括第一通道(13)、第二通道(14)、第三通道(15)、第四通道(16)、第五通道(17)和第六通道(18)，所述第一通道(13)和第二通道(14)之间靠近声波输出口(12)位置设有第一分割体(2)，所述第二通道(14)和第三通道(15)之间设有第二分割体(3)，所述第三通道(15)和第四通道(16)之间设有第三分割体(4)，所述第四通道(16)和第五通道(17)之间设有第二分割体(3)，所述第五通道(17)和第六通道(18)之间靠近声波输出口(12)位置设有第一分割体(2)，所述第一分割体(2)靠近声波输入口(11)的一端呈尖锐状，另一端呈横向收缩趋势至声波输出口(12)所在平面，所述第二分割体(3)呈弯曲的板状，所述第二分割体(3)靠近声波输入口(11)的一端呈尖锐状，另一端与声波输出口(12)所在面平齐，所述第三分割体(4)靠近声波输入口(11)的一端呈尖锐状，另一端呈横向收缩趋势至声波输出口(12)所在平面，两个所述第一分割体(2)相对于声波输出口(12)水平对称轴线所在的水平面对称分布，两个所述第二分割体(3)相对于声波输出口(12)水平对称轴线所在的水平面对称分布，所述第三分割体(4)相对于声波输出口(12)水平对称轴线所在的水平面对称。

7.根据权利要求6所述的声波传导装置，其特征在于，所述第一分割体(2)、第二分割体(3)和第三分割体(4)靠近声波输入口(11)的一端呈逐渐垂直于声波输出口(12)所在平面的趋势。

8.根据权利要求7所述的声波传导装置，其特征在于，所述第一分割体(2)、第二分割体(3)和第三分割体(4)均为实体。

9.根据权利要求1～8中任一项权利要求所述的声波传导装置，其特征在于，所述声波输入口(11)的外沿设有第一法兰边(5)，所述声波输出口(12)的外沿设有第二法兰边(6)。