CN104969570B - 具有并联分频器的相统一扬声器 - Google Patents

具有并联分频器的相统一扬声器 Download PDF

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Abstract

公开了互补分频器，所述互补分频器(典型地，一对分频器)使得扬声器系统中的相位失真减少。在基本实施方案中，每个扬声器均具有两个驱动器，即低音喇叭和高音喇叭。右侧扬声器上的“有效三阶”分频器保持为“对称的”，而左侧扬声器上的“有效三阶”分频器呈现“非对称性”，如所描述。其他实施方案将这一原理应用于更高分频器阶数和更多数量的驱动器。这种技术可与其他电路像Zobel结合起来，典型地用于阻抗校正。“相统一”扬声器的一些配置要求将Zobel应用于除所述高音喇叭外的所有驱动器。因此，建立了将有效分频器阶数和手偏性结合起来的规则。

Description

具有并联分频器的相统一扬声器
说明性现有技术分频器设计在美国专利第3457370号(Boner)、美国专利第4031321号(Bakgaard)、美国专利第4198540号(Cizek)、美国专利第4897879号(Geluk)、美国专利第5937072号(Combest)和美国专利第6381334号(Alexander)中公开。附加背景信息可在High Performance Loudspeakers，第六版，Martin Colloms，Wiley出版社，2005年；和Loudspeaker Design Handbook第七版，Vance Dickason，Amateur Audio出版社，2006年中找到。
背景技术
针对扬声器设计的先前方法没有考虑到两个扬声器(一个在左边，一个在右边)之间的潜在干扰效应，包括立体声再现。这两个扬声器组合形成“扬声器系统”，该扬声器系统还包括但不限于四声道或立体声系统。由于这两个扬声器的输出组合产生立体声图像，因此可能出现干扰；这两个扬声器并联操作。为了简单地演示这个概念，将在立体声扬声器系统中使用双声道扬声器。除了用于左声道或右声道的任一扬声器中的低音喇叭与高音喇叭之间的干扰效应和相位效应外，在右高音喇叭与左低音喇叭之间以及在左高音喇叭与右低音喇叭之间也可能存在干扰效应和相位效应。这些概念可以扩展到在超过两个声道中的声音再现，如同四声道再现或家庭影院一样。虽然对扬声器设计中的相位和干扰的讨论看上去是深奥难懂的，但这些效应是完全可听见的。
已使用各种分频器电路和配置开发出能够再现接近整个音频带的扬声器。为了扩展扬声器的频率响应和功率处理能力，采用多个驱动器，其中每个驱动器均在频谱的的特定部分中占据主导地位。因此，扬声器可具有低音喇叭、高音喇叭和中音喇叭，其中高音喇叭再现较高的频率，低音喇叭再现较低的频率并且中音喇叭再现它们之间的频率。低音喇叭、中低音喇叭、中音喇叭、中高音喇叭或高音喇叭被称为“驱动器”。典型的双声道扬声器具有用于驱动器的低音喇叭或高音喇叭。因此，2.5声道扬声器是具有低音喇叭、中低音喇叭和高音喇叭的现代化设计。现代化设计可以使用中低音喇叭和高音喇叭，但为简单起见，这在以下也被称为低音喇叭和高音喇叭，除非另有说明。三声道扬声器具有低音喇叭、中音喇叭和高音喇叭。选择这些驱动器中的每一个以便在频谱的特定部分具有最好的表现，并且应用分频器电路来调整该部分中的驱动器响应。分频器网络典型地通过使驱动器响应在不期望的情况下衰减来实现这一效果。绝大多数的分频器网络使这些驱动器并联连接，并且随后对分频器网络的引用是指并联电路，除非另有说明。申请人将名词“分频器网络”、“分频器电路”或“分频器”定义为是指将输入信号的不同频带分配到整个扬声器的不同驱动器的网络。名词“滤波器”是指将输入信号的给定频带分配到整个扬声器中的单一驱动器的较小网络。
将信号输送至在相邻频率范围内操作的两个驱动器的频率被称为分频器频率。分频器使得驱动器的响应在分频器频率下，以称为分频器衰减度的速率衰减。分频器衰减度以每倍频程的衰减(dB)进行计算，其中衰减度越陡，所显示的衰减越多。分频器衰减度的陡度主要是由所使用的电容器和电感器的数量来确定。例如，对于分频器中的每个滤波器来说，双声道扬声器中具有6dB/倍频程的分频器衰减度的无源分频器一般具有一个电感器L或电容器C。这些滤波器共同形成1阶电子分频器。对于分频器中的每个滤波器来说，双声道扬声器中具有12dB/倍频程的分频器衰减度的无源分频器一般具有一个L和一个C，在分频器中总共两个电感器和两个电容器。这两个滤波器共同形成2阶电子或半节分频器网络。类似地，4阶电子分频器电路被称为整节分频器。这些分频器具有24dB/倍频程的分频器衰减度并且在双声道扬声器中，对于分频器中的每个滤波器来说，一般具有两个电感器和两个电容器，总共四个电感器和四个电容器。
尽管如此，扬声器驱动器仍然使得波再现并且来自超过一个驱动器的、在给定频率下的同时再现会产生干扰效应。当不同大小和形状的两个驱动器被安装在常规平面挡板上时，这些驱动器的深度不同，以使得这些驱动器的音圈的正面位于不同的平面上。例如，高音喇叭典型地比低音喇叭更小并且高音喇叭锥体典型地比低音喇叭锥体显著更浅。因此，当高音喇叭和低音喇叭再现同一频率时，相应声波离听众耳朵的距离不同，从而引起干扰。分频器使得这些干扰效应减少，但引入了其自身的干扰效应。低音喇叭与高音喇叭之间的分频器电路使得低音喇叭响应以分频器频率滚降，但当接近分频器频率时，使得高音喇叭响应逐渐增加。因此，分频器频率下的低音喇叭响应和高音喇叭响应在一定程度上是异相的。这些分频的低音喇叭响应和高音喇叭响应以某些频率基本重叠，其中这些响应在一定程度上也是异相的。
干扰效应听起来令人不快。美国专利No.3457370(Boner)中所描述的原始分频器是2阶电子的并且因此不管驱动器是同相连接还是异相连接都引起频率响应出现异常现象，这是偶数阶电子分频器的缺陷特征。许多听众感觉异相2阶电子分频器使具有鼻音的人声再现。因此，他将阻抗校正网络引入了这些分频器中。
已经提出了许多其他技术来改进扬声器的频率响应和相行为。可以将多个驱动器之间的干扰效应作为同相或异相操作的传送。给定扬声器中存在的驱动器越多，存在的可能的驱动器对就越多，并且因此更多的异相响应是可能的。使不希望的相位效应减少的扬声器配置的示例是d’Appolito配置，其中应用了在安装挡板上与特定分频器类型组合在一起的特定驱动器配置。极坐标响应图揭示了受欢迎的d’Appolito配置的益处。尽管如此在驱动器和分频器配置之中仍然存在某些变化，从而产生特有的d’Appolito相行为。或者，扬声器可以配置有阶梯式挡板，以使得这些驱动器是时间对准的。与常规配置相比，这种配置通常使更多的三维立体声图像再现。
理论上，减少扬声器干扰效应的另一种方法是利用至少一个辅助驱动器扩增扬声器以改进扬声器的传递功能。针对给定分频器阶数的低音喇叭和高音喇叭的传递功能不同，以使得扬声器传递功能相对于除1阶电子分频器之外的所有电子分频器的输入缺乏保真度。当辅助驱动器加入有适当的分频器衰减度时，扬声器传递功能的保真度恢复。分频器阶数越高，辅助驱动器越多并且分频器衰减度的选择更加复杂。每个分频器频率都需要至少一个辅助驱动器，这暴露了这种方法所产生的问题。首先，辅助驱动器会干扰双声道扬声器中的低音喇叭与高音喇叭，低音喇叭和高音喇叭在未扩增的双声道扬声器中已经相互干扰了。分频器网络会调节这种干扰，但不会完全消除干扰。未扩增扬声器中的更多的驱动器只会产生更多可能的干扰效应。在建议方法中利用辅助驱动器扩增这些扬声器只会使得可能的干扰效应混合。此外，这种方法还会校正分频器网络的传递功能而不是该网络以及这些驱动器的传递功能。尽管如此，没有应用滤波器的驱动器仍会使频率以特有的衰减度滚降。典型的低音喇叭使得高的频率以大约12dB/倍频程滚降，并且典型的高音喇叭从共振开始以大约6dB/倍频程达到全输出。这些特征用于确定“有效的”分频器阶数，分频器阶数是指由分频器进行滤波的驱动器所实际显示的频率响应中的滚降衰减度。这与分频器中电子滤波器的衰减度区别开来。有效的分频器阶数使得针对扬声器设计的建议方法复杂化并且提供与双声道系统中的存在更多不同的低音喇叭和高音喇叭相对应的传递功能。因此，辅助驱动器的适当滤波器的设计变得更加困难，通常要求使用有源分频器网络。有源分频器可用于使传递功能最优化，但与使用了辅助驱动器的方法一样，是在不存在驱动器及其阻抗的情况下开发出来的，这取决于频率。
近似无限的分频器衰减度也导致辅助方法更加困难。这些分频器典型地将许多连续的分频段应用到扬声器中的每个驱动器。因此，每对具有连续频率的驱动器将需要很多辅助驱动器。然而，可以将设计具有近似无限的分频器衰减度的扬声器视为充分的改进。一对具有连续频率的驱动器之间的干扰会减少，因为它们的频率响应几乎不存在重叠。虽然这些系统中的绝对数量的分频器元件可能被认为是昂贵的，但这些扬声器可以通过使相邻电感器耦合以便在成本减小的情况下增大衰减度而得到增强。此外，还可以使用有源分频器，但花费甚至更大。
上述扬声器设计使得这些驱动器并联连接。扬声器中的驱动器可以串联连接以使某些干扰效应和相位效应最小化。具有串联分频器的扬声器的可能缺陷是分频器衰减度选择有限、效率降低以及可能的设计减少。具有串联分频器的扬声器通常需要具有类似阻抗的驱动器。可以将变压器结合到串联分频器网络中以使衰减度增大到至少2阶。最近，已使用传统的分频器元件开发出2阶、3阶和4阶串联拓扑结构。
大多数情况下，即便不是全部，上述分频器电路和方法也可包括阻抗补偿网络以使阻抗平滑并且改进相行为。可在单独驱动器上视情况而定或在整个扬声器上应用这些网络。
本发明的技术减少了声音再现中的相位效应和干扰效应并且减轻了扬声器之间的包括扬声器系统的成瓣控制误差。扬声器的垂直极坐标响应揭示了波瓣结构。扬声器使得频谱再现并且波瓣结构很大程度上取决于频率。分频器阶数的增加使得驱动器重叠以及因此成瓣误差(以下缩写为“成瓣”)减少。尽管如此，成瓣仍保持为高的分频器阶数。此外，扬声器的包括扬声器系统的波瓣结构相互影响。
本发明的技术适用于成对扬声器的使用了分频器电路的现有技术。本发明的目的是与现有技术的分频器，包括受欢迎的1阶电子分频器相比，减少相位失真并且减少干扰效应。
本发明的另一个目的是结合有对称性概念，所述对称性通过一对立体声扬声器中的有效分频器阶数的非对称性进行补充以减少相位失真，而不会显著增加成本。
本发明的又一个目的是结合有手偏性概念以使有效的奇数分频器阶数和有效的偶数分频器阶数与现有技术区分开来。这个概念还与指定极性结合使用。
发明内容
本发明的实施方案的垂直极坐标响应(VPR)揭示了与现有技术中的一对扬声器相比，扬声器系统中的两个扬声器之间的耦合。如果用于右声道和左声道的对应扬声器具有同一种波瓣结构，那么在这些声道之间存在成瓣效应和可能的效应。如果用于右声道和左声道的对应扬声器具有互补波瓣结构，那么这些声道之间的成瓣效应和可能的效应减少并且可能被消除。虽然成瓣取决于分频器阶数，但不管分频器阶数如何都会出现这种减少。例如，当分频器阶数增加时，驱动器重叠以及因此成瓣减少。然而，在分频的两个驱动器之间保持有相角，因为在分频器频率和相邻频率下，一个驱动器的响应上升而另一个驱动器的响应下降。
在低于挡板步频率νb的频率下，再现变成全方向的并且成瓣减少以使得垂直极坐标响应接近理想球形。高音喇叭在上两个倍频程的再现中占据主导地位，以使得VPR接近理想半球形。然而，接近νb的再现基本上成瓣。因此，选择接近νb的分频器频率使得相统一最优化，如以下所讨论。
如所描述，在本技术的示例中，右侧扬声器上的有效的三阶分频器保持为对称的，而左侧扬声器上的有效的三阶分频器呈现非对称性。然而，扬声器系统仅仅是立体声系统的使声音再现或产生声音的一部分。组合来像这样起作用的接收器、集成放大器或单独的组件在扬声器的输入上施加音频信号的整个频谱。电源诸如集成放大器等将来自音频信号源诸如光盘播放机、其他数字源、麦克风或磁带播放机的音频信号放大。优选音频分频器电路将来自音频信号源的音频信号传递到扬声器系统中的每个扬声器(典型地，一对扬声器)，以减少相位失真。这种分频器电路包括超过一个滤波器并且本领域技术人员将了解，可将多个滤波器提供用于多个驱动器。可以将电阻器R适当地应用于每个驱动器，以使得每个扬声器的频率响应近似平坦。在该示例中，每个扬声器都是双声道的，具有两个驱动器，即低音喇叭和高音喇叭。这两个驱动器同相地连接并且高音喇叭的负端子连接至用于每个声道的电源的负端子。如前所述，典型的低音喇叭使得高的频率以大约12dB/倍频程滚降，并且典型的高音喇叭使低的频率从共振开始以大约6dB/倍频程滚降。因此，如果1阶电子滤波器被应用于右侧低音喇叭，那么总衰减为
-6dB-12dB
并且该低音喇叭使得有效三阶滤波器以18dB/倍频程有效地滚降。此外，如果2阶滤波器被应用于右侧扬声器中的高音喇叭，那么右侧高音喇叭上的总衰减为
-12dB-6dB
并且该高音喇叭也以18dB/倍频程有效地滚降。这样一种低音喇叭和高音喇叭利用对称有效三阶分频器进行滤波，因为这两种驱动器的有效分频器衰减度相同。对称有效三阶分频器也可被称为三阶声学分频器，但本申请中并不使用后一种表示法。在双声道扬声器中，对称“有效n阶”分频器具有应用于高音喇叭的较高阶数的电子滤波器。
然而，左侧扬声器上的有效三阶分频器呈现非对称性。如果2阶滤波器被应用于左侧(LHS)低音喇叭，那么总衰减为
-12dB-12dB
并且该低音喇叭以24dB/倍频程有效地滚降。然而，如果1阶电子滤波器被应用于LHS高音喇叭，那么总衰减为
-6dB-6dB
并且该高音喇叭以12dB/倍频程有效地滚降。因此，这是非对称有效三阶分频器，因为这两个驱动器的有效分频器衰减度不同。然而，左侧扬声器中的这两个驱动器的平均衰减为
(12+24)dB/2
或18db/倍频程，与左侧扬声器相同，并且也是有效三阶的。在双声道扬声器中，非对称有效n阶分频器具有应用于低音扬声器的较高阶数的电子滤波器。
其他实施方案将这一原理应用于更高分频器阶数和更多数量的驱动器。例如，在由扬声器组成的具有三个驱动器即低音喇叭、中音喇叭和高音喇叭的扬声器系统中，右侧扬声器上的有效三阶分频器保持为对称的，并且左侧扬声器上的有效三阶分频器保持为非对称的，如前所述。因此，建立了将有效分频器阶数和手偏性结合起来的规则。奇数有效分频器阶数在针对上述极性的右侧扬声器中具有对称性。
然而，偶数有效分频器阶数在针对上述极性的左侧扬声器中具有对称性。例如，在由扬声器组成的具有两个驱动器即低音喇叭和高音喇叭的扬声器系统中，右侧扬声器上的有效的四阶分频器呈现非对称性，如所述，而左侧扬声器上的有效的四阶分频器是对称的。在该示例中，与前述示例相同，这两个驱动器同相地连接并且高音喇叭的负端子连接至用于每个声道的电源的负端子。因此，如果2阶电子滤波器被应用于左侧低音喇叭，那么总衰减为
-12dB-12dB
并且该低音喇叭使得有效四阶滤波器以24dB/倍频程有效地滚降。然而，如果3阶电子滤波器被应用于LHS高音喇叭，那么总衰减为
-6dB-18dB
并且该高音喇叭也以24dB/倍频程有效地滚降。这样一种低音喇叭和高音喇叭利用对称有效四阶分频器进行滤波并且以同一个有效衰减度滚降。另外，在双声道扬声器中，对称有效n阶分频器具有应用于高音喇叭的较高阶数的电子滤波器。此外，如果3阶电子滤波器被应用于右侧(RHS)低音喇叭，那么总衰减为
-18dB-12dB
并且该低音喇叭以30dB/倍频程有效地滚降。此外，如果2阶滤波器被应用于RHS扬声器中的高音喇叭，那么总衰减为
-12dB-6dB
并且该高音喇叭以18dB/倍频程有效地滚降。右侧扬声器上的有效四阶分频器呈现非对称性，如前所述，其中RHS扬声器中的两个驱动器的平均衰减为
(30+18)dB/2
或24db/倍频程，与左侧扬声器相同并且也是有效四阶的。可对是否存在以下情况即未滤波的低音喇叭典型地使高的频率以12dB/倍频程滚降以及未滤波的高音喇叭典型地使低的频率以6dB/倍频程滚降进行某种程度的讨论。例如，未滤波的低音喇叭可能典型地使高的频率以18dB/倍频程滚降并且未滤波的高音喇叭典型地使低的频率以12dB/倍频程滚降。该讨论并没有进一步深入下去，因为用于使扬声器相统一的突出特征是，未滤波的低音喇叭典型地使高的频率以比未滤波的高音喇叭典型地使低的频率滚降的衰减度陡6dB/倍频程的衰减度滚降。
这种技术可以与其他电路相结合。例如，可以将RL电路串联地应用于典型地正好位于滤波器前面的低音喇叭，以使挡板步衰减，该挡板步使得在再现的波长接近扬声器挡板的宽度时，低音喇叭响应增加。此类具有较高阶数分频器的电路是受欢迎的。
这种技术也可与其他辅助电路相结合。例如，Zobel是典型地用于在低音喇叭或中音喇叭上进行阻抗校正的电路。当频率增加时，低音喇叭、中低音喇叭、中音喇叭和中高音喇叭表现出阻抗的上升和输出的减少。这些驱动器的音圈通常是足够大的以展示出相当大的电感。此外，这些驱动器比高音喇叭更重且更慢并且当频率增加时，经受锥体破裂模式。当频率增加时，Zobel使得阻抗变平并且使得这些驱动器的滚降平滑。因此，Zobel电路妨碍了在降低的低音喇叭响应中，锥体破裂模式引起成峰度。Zobel也可被称为相位校正电路并且由电阻器R与电容器C串联组成，其中Zobel与所感兴趣的驱动器并联应用。Zobel电阻器和电容器(以下分别表示为Rz和Cz)的值通过以下等式给出：
Rz＝1.25Re (1)
Cz＝Le/Rz 2 (2)
其中Re是驱动器的DC电阻并且Le是驱动器音圈的电感。针对Rz和Cz所选择的值应当分别等于或超过根据等式(1)和(2)计算出的值。
相统一扬声器的很多配置要求将Zobel应用于除高音喇叭之外的所有驱动器。然而，当分频器频率降低到接近Zobel被调整的频率时，有时可以省略Zobel。另外，还可以将Zobel视为1阶低通滤波器并且本发明偶尔可以通过消除与驱动器串联连接的电感器来利用该Zobel。虽然假设LCR电路(典型地应用于高音喇叭)也将工作，但下面的附图使用RCZobel电路。可以将经过恰当调整的LCR电路利用使阻抗中的输出峰或共振峰变平的开凹口动作并联连接到驱动器以形成电路：“凹口滤波器”，如同其通常被称为的那样。
有源分频器网络和应用了数字信号处理的电路以及它们的组合也可以实现本发明。以下展示了如何使用有源分频器以及其中的电容器、电阻器、运算放大器和功率放大器来使扬声器相统一。有源分频器对于扬声器设计来说可能更加笨拙，因为它们典型地比等效无源分频器使用更多的元件。然而，与并联分频器在某种程度上相似，可以加入连续的段以增加有源分频器的阶数。可以根据本技术使用这一原理来在有源分频器中开发更高的有效阶数。
有时，当仅应用于具有超过两个驱动器的扬声器系统中的一个分频器点时，本发明大大改进了再现。当本发明被应用于在约500Hz至2000Hz范围(与挡板步的典型频率相对应的频率范围)内的分频器频率时，这种简化更为有效。挡板步频率值取决于扬声器外壳的几何形状和尺寸并且可以针对各种几何形状和尺寸利用软件诸如“Edge”进行计算。对于矩形平行六面体外壳来说，当外壳宽度增大时，νb的值减小。例如，如果，则νb在所述外壳为11”宽的情况下1125Hz，但在这个外壳为9”宽的情况下增加到1500Hz。建议使用在约500Hz至2000Hz范围内的分频器频率来使具有典型尺寸的矩形平行六面体外壳的双声道扬声器相统一。
相统一扬声器具有近似相同的分频器频率。然而，恰当设计的分频器针对扬声器中的不同驱动器来调整分频器频率和电路类型。在技术上，当在图上针对频率响应绘制驱动器的输出曲线时，分频器频率是使较低频率再现的驱动器的频率响应与使较高频率再现的驱动器的频率响应相互影响的频率。分频器等式通常不会指定这样一个分频器频率，但指定νf，在该频率下，给定驱动器的输出通常减小3dB。因此，双声道扬声器中的低音喇叭的νf可能不同于这个扬声器中的高音喇叭的νf，其中整个扬声器的分频器频率通常降低为在它们之间。调查表明，两个倍频程构成RHS和LHS扬声器的每个分频器频率之间的最大差异以使相统一最大化。νf的另一个名称是滤波器频率。
本技术的详细说明描述了具有各种大小和分频器设计的立体声扬声器系统的多个实施方案，以呈现更平滑的极坐标响应，这进一步减少了相位效应以便显著地改进成像和再现。这些原理也可适用于诸如立体声耳机的装置，这些立体声耳机每个声道使用超过一个驱动器并且将这些驱动器利用并联电路分频。相统一扬声器与超低音喇叭一起使用，因为超低音喇叭在其中输出是全方向的频率范围内操作和分频。
附图说明
在阅读以下结合附图进行的详细说明时，本发明的许多其他目的、特征和优点现在应当变得显而易见，附图中：
图1示出根据现有技术的用于双声道扬声器系统的1阶分频器电路；
图2示出根据现有技术的用于双声道扬声器系统的2阶分频器电路；
图3示出根据现有技术的用于双声道扬声器系统的3阶电子分频器电路；
图4示出根据现有技术的用于双声道扬声器系统的4阶电子分频器电路；
图5示出根据现有技术的用于双声道扬声器系统的有效三阶分频器电路；
图6示出根据本发明的第一可替代实施方案的用于双声道扬声器系统的有效三阶分频器电路。请注意，高音喇叭的负端子连接到电源的负端子；
图7示出根据本发明的优选实施方案的用于双声道扬声器系统的有效三阶分频器电路，其中Zobel电路应用于低音喇叭；
图8示出根据本发明的第二可替代实施方案的用于双声道扬声器系统的等效三阶分频器电路，其中Zobel电路和凹口滤波器应用于低音喇叭；
图9示出根据本发明的第三可替代实施方案的用于双声道扬声器系统的有效三阶分频器电路，其中Zobel电路应用于低音喇叭并且因为Zobel电容器在分路C存在的情况下是多余的，因此在LHS低音喇叭上省略Zobel电容器；
图10示出根据本发明的第四可替代实施方案的用于双声道扬声器系统的有效三阶分频器电路，其中Zobel电路应用于低音喇叭并且其中使用电阻器加载的并联电感器应用于高音喇叭；
图11示出根据本发明的第五可替代实施方案的用于双声道扬声器系统的有效三阶分频器电路，其中Zobel电路应用于低音喇叭并且扭转器电路应用在这两个驱动器上；
图12示出根据本发明的第六可替代实施方案的用于双声道扬声器系统的有效三阶分频器电路，其中RL衰减电路和Zobel电路应用于低音喇叭；
图13示出根据本发明的第七可替代实施方案的用于双声道扬声器系统的等效三阶分频器电路，其中Zobel电路应用于低音喇叭。请注意，电子分频器电路的手偏性与图6-12相比已切换，因为高音喇叭的负端子连接到电源的正端子；
图14示出根据现有技术的用于双声道扬声器系统的有效四阶分频器电路；
图15示出根据本发明的第八可替代实施方案的用于双声道扬声器系统的有效四阶分频器电路。请注意，电子分频器电路的手偏性与图7-12相比已切换，因为该分频器是偶数阶数的；
图16示出根据本发明的第九可替代实施方案的用于双声道扬声器系统的有效四阶分频器电路，其中Zobel电路应用于低音喇叭；
图17示出用于双声道扬声器系统的有效四阶分频器电路，其中Zobel电路应用于低音喇叭。根据本发明的第十可替代实施方案，任一串联C或L都连接到任一驱动器的负端子；
图18示出用于双声道扬声器系统的有效四阶分频器电路，其中Zobel电路应用于低音喇叭。根据本发明的第十一可替代实施方案，任一分路C或L都在与任一驱动器并联放置之前连接到衰减电阻器；
图19示出根据现有技术的用于双声道扬声器系统的有效五阶分频器电路；
图20示出根据本发明的第十二可替代实施方案的用于双声道扬声器系统的有效五阶分频器电路；
图21示出根据本发明的第十三可替代实施方案的用于双声道扬声器系统的等效五阶分频器电路，其中Zobel电路应用于低音喇叭；
图22示出根据现有技术的用于三声道扬声器系统的1阶分频器电路；
图23示出根据现有技术的用于三声道扬声器系统的2阶分频器电路；
图24示出根据现有技术的用于三声道扬声器系统的有效三阶分频器电路；
图25示出根据本发明的第十四可替代实施方案的用于三声道扬声器系统的有效三阶分频器电路；
图26示出根据本发明的第十五可替代实施方案的用于三声道扬声器系统的有效三阶分频器电路，其中Zobel电路应用于低音喇叭并且一个Zobel电路应用于中音喇叭；
图27示出根据本发明的第十六可替代实施方案的用于三声道扬声器系统的有效三阶分频器电路，其中Zobel电路应用于低音喇叭，一个Zobel电路应用于中音喇叭，并且因为Zobel电容器在分路C存在的情况下是多余的，因此在LHS中音喇叭上省略Zobel电容器；
图28示出根据本发明的第十七可替代实施方案的用于三声道扬声器系统的有效三阶分频器电路，其中Zobel电路应用于低音喇叭，一个Zobel电路应用于中音喇叭，并且因为串联L在Zobel电容器存在的情况下是多余的，因此在RHS中音喇叭上省略串联L；
图29示出根据本发明的用于三声道扬声器系统的有效三阶分频器电路，其中分频器位于低音喇叭与中音喇叭之间，以构成本发明的第十八可替代实施方案。在任一中音喇叭与高音喇叭之间的分频器都是根据现有技术的，这里为了简便起见仅仅是1阶电子的；
图30示出根据本发明的用于三声道扬声器系统的有效三阶分频器电路，其中分频器位于低音喇叭与中音喇叭之间，以构成本发明的第十九可替代实施方案。将Zobel电路应用于低音喇叭，并且因为Zobel电容器在分路C存在的情况下是多余的，因此在LHS低音喇叭上省略Zobel电容器。在任一中音喇叭与高音喇叭之间的分频器都是根据现有技术的，这里为了简便起见仅仅是1阶电子的；
图31示出根据本发明的用于三声道扬声器系统的有效三阶分频器电路，其中分频器位于中音喇叭与高音喇叭之间，以构成本发明的第二十可替代实施方案。将Zobel电路应用于中音喇叭和低音喇叭。在任一个中音喇叭与高音喇叭之间的分频器都是根据现有技术的，这里为了简便起见仅仅是1阶电子的。
图32示出根据本发明的第二十一可替代实施方案的用于2.5声道扬声器系统的有效三阶分频器电路；
图33示出根据本发明的第二十二可替代实施方案的用于2.5声道扬声器系统的有效三阶分频器电路，其中Zobel电路应用于中音喇叭；
图34示出根据现有技术的呈现为具有有源电路的有效三阶分频器；
图35示出根据本发明的第二十三可替代实施方案的呈现为具有有源电路的有效三阶分频器；
图36示出根据现有技术的呈现为具有有源电路的有效四阶分频器；
图37示出根据本发明的第二十四可替代实施方案的呈现为具有有源电路的有效四阶分频器；
图38示出对具有1阶电子分频器以及正常极性或反转极性的双声道扬声器的垂直极坐标响应(从现有技术再现，Loudspeaker Design Cookbook，2006年)；
图39示出根据本发明的对具有有效三阶分频器的双声道扬声器系统的在νb下的垂直极坐标响应。RHS分频器是对称的(实线)，而LHS分频器是非对称的(虚线)；
图40示出在使用了d’Appolito配置而不是各种分频器的2.5声道扬声器中的在2000Hz下的关于高音喇叭的垂直极坐标响应，(从现有技术再现，High PerformanceLoudspeakers，2005年)；
图41示出根据本发明的对具有有效五阶分频器的双声道扬声器系统的在νb下的垂直极坐标响应。RHS分频器是对称的(实线)，而LHS分频器是非对称的(虚线)；以及
图42示出根据本发明的对具有有效四阶分频器的双声道扬声器系统的在νb下的垂直极坐标响应。RHS分频器是非对称的(虚线)，而LHS分频器是对称的(实线)。
具体实施方式
因此，互补分频器网络用于RHS扬声器和LHS扬声器以使它们的再现相统一。用于一个声道中的扬声器的对称有效分频器和用于另一个声道中的扬声器的典型地具有相同阶数的非对称有效分频器包括所述互补分频器网络，从而根据下文所描述的手偏性规则使得再现相统一。通常，有效分频器可以是三阶的也可以具有更高的阶数，这在理论上是无限的，仅仅取决于所用分频器元件的数量。
具有并联分频器的相统一扬声器，其在下文简称为“并联相统一扬声器”，包括但不限于立体声扬声器系统、家庭影院和四声道扬声器系统。可以假设的是，在包括具有并联相统一扬声器的立体声系统的这两个扬声器中使用相同的驱动器，定义扩展为包括立体声成像的驱动器。此外，每个扬声器都具有两个或更多个驱动器，为它们选择明确的极性并且这些驱动器包括使较低频率再现的至少一个驱动器和使较高频率再现的至少一个驱动器。通常，这对扬声器中的每个扬声器还将具有相同的机柜、低音加载、配置、分频器阶数。用于给定扬声器的所有驱动器均同相地连接。另外，应理解，集成放大器等的右声道被连接到RHS扬声器并且集成放大器等的左声道被连接到LHS扬声器，这是与用于相统一相比，更多是为了清楚的一种条件。
不仅仅是低音喇叭、中低音喇叭、中音喇叭、中高音喇叭或高音喇叭各自被称为驱动器，每个驱动器还存在很多类型。例如，高音喇叭包括但不限于静电高音喇叭、锥体高音喇叭、带式高音喇叭和圆顶状高音喇叭。存在软圆顶状高音喇叭和硬圆顶状高音喇叭。软圆顶状高音喇叭包括但不限于具有织物圆顶、纸张圆顶或聚合物圆顶的高音喇叭，而硬圆顶状高音喇叭通常涂布有金属，像铝、铍或钛。存在软圆顶状中音喇叭和硬圆顶状中音喇叭。存在具有纸张锥体、聚合物锥体或金属锥体的中音喇叭。对于具有金属锥体的中音喇叭来说，锥体破裂模式发出特别刺耳的声音。这些中音喇叭中的一些可以用作中低音喇叭。甚至存在涂布有金刚石的高音喇叭和中音喇叭。低音喇叭包括但不限于具有纸张锥体、聚丙烯锥体、Kevlar锥体或金属锥体的低音喇叭。存在具有锥体的低音喇叭，这些锥体具体来说通过计算机设计撕裂以抑制锥体断裂模式。
扬声器驱动器以各种阻抗(典型地，4Ω至16Ω)出现。虽然某些放大器可以驱动阻抗低达2Ω的扬声器，但电源通常更喜欢驱动4Ω至8Ω的阻抗。阻抗超过16Ω的扬声器显著降低了电源可以向它们提供的功率。驱动器的阻抗取决于频率，以使得包含超过一个驱动器的成品扬声器的阻抗也取决于频率。
相统一并不取决于扬声器取向，并且相统一系统中的所有扬声器都指向听众。在本定义中包含包括面向同一方向的一对扬声器的这两个扬声器，该方向是与听众相对的方向，听众坐在扬声器之间，但离扬声器有明显的距离。或者，如果优选的话，这两个扬声器均包括朝向如前所述端坐的听众“瘪口”的一对扬声器。虽然更多的机密扬声器配置像d’Appolito配置或线阵列配置并不遵循惯例，但扬声器的常规取向是高音喇叭位于扬声器的顶部并且低音喇叭位于底部。例如，如果这样一位听众离此类常规取向的扬声器的前面有10英尺，那么建议为了进行实质性的相统一，听众的耳朵位于高音喇叭轴线上方大约2英尺处。使得扬声器系统中的任一扬声器背向听众都会使相统一明显中断。
扬声器配置包括立体声成像配置、d’Appolito配置和时间对准配置。例如，一对立体声成像扬声器典型地将一个扬声器的高音喇叭朝向前挡板的最上内侧角放置，而将另一个扬声器的高音喇叭放置成使得至少其高音喇叭配置是立体声配置或镜像配置(第一扬声器的图像)。最常见的是，将受欢迎的d’Appolito配置或WTW配置应用于具有两个低音喇叭和一个高音喇叭的扬声器。将这些低音喇叭朝向前挡板的顶部和底部放置并且将高音喇叭放置在它们之间：即WTW配置。时间对准配置使用了阶梯式的(或有时倾斜的)前挡板并且采用了不同驱动器的不同物理配置。例如，高音喇叭典型地比低音喇叭更小并且更浅。因此，当这样一个高音喇叭和低音喇叭被安装在常规的平面前挡板上时，高音喇叭音圈的前部位于低音喇叭音圈前部的前面：这两个驱动器不是时间对准的。使前挡板步进以使得高音喇叭音圈和低音喇叭音圈的前部位于同一个平面上使得这些驱动器与扬声器时间对准。对于任何配置来说，建议在挡板上使用合理的驱动器布局。
在本技术中，对于构成并联相统一扬声器的这两个扬声器来说，对分频器进行计算以产生相当平坦的频率响应，通常为±4dB。对于所有实施方案来说，一个声道的分频器频率近似等于其他声道的分频器频率。相统一系统中的这两个扬声器具有在两个倍频程范围内的近似相同的分频器频率。人耳听到超出10倍频程范围的响应，以使得变化一个或两个倍频程的分频器频率是近似相等的。本技术使得扬声器再现相统一，而不管驱动器类型、制造或阻抗如何。对于不同的挡板配置及其组合来说，本技术使得扬声器再现相统一。
具有无源分频器的双声道相统一扬声器
图1-4分别展示了现有技术的1阶至4阶电子分频器。在图1中，电感器43与低音喇叭50串联连接并且电容器44与高音喇叭60串联连接，并且类似地，43与低音喇叭70串联连接并且44与高音喇叭80串联连接。在用于双声道扬声器100的无源1阶电子分频器中，串联连接到50的第一电感器是43并且串联连接到60的第一电容器是44。在下文中，分频器被认为是无源的，除非另外说明。在图1-4中，RHS分频器与LHS分频器相同。在图2中，在用于双声道扬声器101的2阶电子分频器中，串联连接到50的第一电感器是45并且并联连接到50的第一电容器是46。在101中，串联连接到60的第一电容器是47并且并联连接到60的第一电感器是48。类似地，45与低音喇叭70串联连接，与46并联连接，并且47与高音喇叭80串联连接，与48并联连接。3阶电子分频器网络向应用于每个驱动器的电路添加元件。图3相应地示出，在用于双声道扬声器102的3阶电子分频器中，串联连接到50的第一电感器是49并且串联连接到60的第一电容器是55。在102中，并联连接到50的第一电容器是53并且并联连接到60的第一电感器是56。在102中，串联连接到50的第二电感器是54并且串联连接到60的第二电容器是57。图4展示了4阶电子分频器网络。因此，在用于双声道扬声器103的4阶电子分频器中，串联连接到50的第一电感器是58并且串联连接到60第一电容器是74。在103中，并联连接到50的第一电容器是59并且并联连接到60的第一电感器是75。在103中，串联连接到50的第二电感器是69并且串联连接到60的第二电容器是76；并联连接到50的第二电容器是73并且并联连接到60的第二电感器是77。“第一电容器”、“第二电感器”和类似表示仅仅是指在对应驱动器上构成低通滤波器、带通滤波器或高通滤波器的那些分频器元件。
现有技术的背景阐明了对本技术的讨论。与图1-4相同，现有技术中的LHS有效三阶分频器网络与RHS分频器网络相同。因此，图5表明，43是串联连接到50的第一电感器，47是串联连接到60的第一电容器并且48是并联连接到60的第一电感器。因此，图5构成用于双声道扬声器200的对称有效三阶分频器：即，1阶滤波器已被应用于低音喇叭，而2阶滤波器已被应用于高音喇叭。
因此，本技术的RHS分频器网络是根据现有技术的，但图6表明，LHS分频器网络不是根据现有技术的。图6表明，在用于双声道扬声器200的对称有效三阶分频器中，43是串联连接到50的第一电感器，47是串联连接到60的第一电容器并且48是并联连接到60的第一电感器。此外，第一串联电感器45因此连接到低音喇叭70，该低音喇叭还连接有第一并联电容器46，并且第一串联电容器44连接到高音喇叭80。这构成用于双声道扬声器201的非对称有效三阶分频器，这是相当罕见的并且此外之前从未通过用于右声道中的双声道扬声器的对称有效三阶分频器加以补充。因此，2阶滤波器已被应用于LHS低音喇叭，而1阶滤波器已被应用于LHS高音喇叭。
分频器组件值是根据常规等式计算出的，这些常规等式定义了用于设计具有给定阶数的电子滤波器的半功率或-3dB点，(即，衰减)频率νf。例如，对于1阶电子滤波器(例如，Butterworth)来说(图1)，等式为
C＝1/(2πZνf) (3)
L＝Z/(2πνf) (4)
其中L是等式(3)-(6)描述的分频器网络中所使用的电感器，C是其中所使用的电容器并且Z是在νf下驱动器的阻抗。几乎所有奇数阶数的电子滤波器都是Butterworth滤波器并且对水平驱动器偏移相对不敏感。偶数阶数的电子滤波器取决于它们的阻尼以不同的方式命名并且对水平驱动器偏移敏感。对于偶数阶数的电子滤波器来说，对νf的规定不同，因为阻尼不同。例如，用于2阶电子Linkwitz-Riley滤波器的νf是使驱动器响应衰减6dB的频率。用于设计第二Butterworth电子滤波器(图2)的常规等式为
C＝1/(2πZνf√2) (5)
L＝Z√2/(2πνf) (6)
并且用于在必要时计算分频器组件值。其他滤波器等式可以用于在用户认为合适时，增加阻尼(例如，Linkwitz-Riley)或减少阻尼(例如，Chebychev)。在相统一扬声器中，使高音喇叭的负端子连接到电源的负端子，除非另外说明。在图6中以及在本发明的其他实施方案中，典型地对所使用的电容器、电阻器和电感器编号以对应于现有技术中所指示的特定滤波器。本规定是必要的，因为用于RHS扬声器的分频器网络中所使用的给定分频器元件的值与用于LHS扬声器的分频器网络中所使用的元件的值典型地不相等。例如，在图6中，应用于50的第一串联电感器的值由等式(4)给出，但应用于70的第一串联电感器的值由等式(6)给出。在图1-21中，用于右声道的双声道扬声器具有并联连接的低音喇叭50和高音喇叭60并且用于左声道的双声道扬声器具有也并联连接的低音喇叭70和高音喇叭80。
图7示出根据本发明的优选实施方案的用于双声道扬声器系统的有效三阶分频器，其中阻抗校正电路典型地被称为应用于低音喇叭的“Zobel”：电容器Cz和电阻器Rz串联连接以形成Zobel 61，Zobel与低音喇叭50并联连接并且类似地连接到低音喇叭70。可替代实施方案使用辅助电路、电路短路、更多的驱动器和/或不同的有效分频器阶数。例如，图6示出无Zobel的相同分频器网络，以形成本发明的第一可替代实施方案。虽然大多数并联相统一双声道扬声器将Zobel电路应用于低音喇叭，但第一可替代实施方案将使某些扬声器相统一，尤其是那些使用了没有严重遭受锥体破裂和以较高频率到达响应峰的低音喇叭的扬声器。
请注意，除了Zobel电路外，还可将凹口滤波器应用于低音喇叭以补偿响应峰并且形成本发明的第二可替代实施方案(图8)。可以得到凹口滤波器(即对相位效应非常敏感的电路)的超过一种配置。凹口滤波器62通常由并联的电阻器、电感器和电容器组成，在图8中分别示为Rn、Ln和Cn，它们的值根据常规等式计算出来，注意减轻可能的、严重的相位效应。随后在构成低通滤波器、带通滤波器或高通滤波器的分频器元件恰当运行后，将该凹口滤波器串联应用于图8中所感兴趣的驱动器50和70。可以再次在低通滤波器、带通滤波器或高通滤波器恰当运行后，利用并联应用于另一个驱动器的LCR(串联连接的元件)电路来使高音喇叭或该驱动器的阻抗中的猛烈振铃共振峰最小化。
根据等式(3)，与驱动器串联连接的电容器形成1阶电子高通滤波器。然而，与电容器串联连接的L(L在电容器之前或在电容器与驱动器之间)形成使驱动器响应以6dB/倍频程的衰减度滚降的带通滤波器。在该带通滤波器中，等式(3)和(4)定义两个分频器元件的νf以及因此驱动器在完全输出下再现的频率范围。
根据戴维南(Thevenin)等效物，与驱动器并联连接的电感器根据等式(4)形成1阶电子高通滤波器。然而，此外，与驱动器并联连接的C形成使驱动器响应以6dB/倍频程的衰减度滚降的带通滤波器。在该带通滤波器中，等式(3)和(4)再次定义两个分频器元件的νf以及因此驱动器在完全输出下再现的频率范围。在以下相统一3声道扬声器上的段应用了带通滤波器。
凹口滤波器的构造不同于带通滤波器的构造。例如，在一种类型的凹口滤波器中，电感器与驱动器并联连接。此外，电容器与电感器串联连接并且暗中与驱动器并联连接。这在驱动器响应中形成与峰相对的凹口。将电阻器与包含该凹口滤波器的分频器元件并联加入使得能够控制在凹口滤波器上流动的电流量。例如，在无穷大的电阻下，没有电流流过这个滤波器。该凹口滤波器被典型地应用来停止可能以驱动器共振频率出现的振铃。因此，凹口滤波器中的电感器、电容器和电阻器的值取决于驱动器的电子因数和机械阻尼因数以及取决于它的DC电阻和共振频率。
在另一种类型的凹口滤波器中，电感器与驱动器串联连接。此外，电容器与电感器并联连接，并且暗中与驱动器串联连接。这在驱动器响应中形成与峰相对的凹口。将电阻器与包含该凹口滤波器的分频器元件并联加入使得能够控制在凹口滤波器上流动的电流量。例如，在零电阻下，没有电流流过这个滤波器。这个凹口滤波器通常被应用来根除驱动器频率响应中可能由于锥体破裂模式而出现的峰。因此，这个凹口滤波器中的电感器、电容器和电阻器的值取决于该峰上升的频率。
也可以得到用于凹口滤波器的其他拓扑结构。例如，当电感器串联连接到低音喇叭或中音喇叭时，可以形成凹口滤波器。电容器与该电感器并联连接，但电阻器与电容器串联连接以便在电感器上形成RC电路。这个电感器经历了近似6dB/倍频程的常规滚降，但电容器显示了可以取决于无穷大到零电阻的施加发生变化的滚降。这个推理可以延伸开来以调整滤波器中的单独电抗元件的滚降衰减度。可以将电阻器放在与驱动器串联连接的电感器或电容器上以使滚降衰减度根据需要从6dB/倍频程衰减到0dB/倍频程。可以将电阻器串联连接到与驱动器并联连接的电感器或电容器以使滚降衰减度从6dB/倍频程连续地衰减到0dB/倍频程。
可以使这些概念结合到合适的电子滤波器中以将滚降和开凹口动作组合起来。例如，Cauer椭圆滤波器使驱动器响应滚降，也在很大程度上用作凹口滤波器，并且可以被应用于本技术以构成其他可替代实施方案。Cauer椭圆滤波器具有独立可调的滚降和凹口功能，但也具有相当大的相位效应。这些滤波器被进一步区分开，因为对于给定的电子阶数来说，它们以与它们的不那么复杂的相对物的衰减度相比实质上更大的衰减度滚降。.例如，4阶电子Cauer椭圆滤波器的衰减度实质上大于4阶电子Butterworth或Bessel滤波器展现出的24dB/倍频程的衰减度。因此，必须注意测量Cauer椭圆滤波器引出的有效分频器衰减度并且使用该衰减度来实施本技术。通常，这些滤波器限于较高的分频器阶数并且相对无阻尼，这可能使得某些驱动器振铃。
另外，在本发明的第三可替代实施方案中，典型地当分路电容器和Zobel电容器的值非常相似时，应用于低音喇叭的分路电容器的值可以避免对应用低音喇叭Zobel电容器的需要(图9)。在这种情况下，可以使用Cz并且省略46，但利用Rz使Cz阻尼，从而减少滤波器衰减度的幅值，这一点将在下文进一步研究。因此，如果46等于或超过Cz，那么一般可以省略低音喇叭Zobel。类似地，在双声道系统中，如果分频器频率被选择为与低音喇叭Zobel的频率一致，那么偶尔可以省略用于右侧低音喇叭的L。
此外，请注意，在201中，可以将与左侧高音喇叭串联的电容器更换为戴维南(Thevenin)等效物63，该戴维南(Thevenin)等效物使第一串联电阻器R1l和戴维南(Thevenin)等效电感器LT并联连接到高音喇叭(图10)，以取代44。这构成本发明的第四可替代实施方案。某些高音喇叭实质上振铃并且63被应用来减小振铃或减少劣质电容器向提供给高音喇叭的信号加入的失真。通常，优质电容器(在聚丙烯至银、金和油的组合的质量范围内)与高音喇叭串联使用以减少失真，但这个戴维南(Thevenin)等效物消除了与高音喇叭串联的电抗分频器元件以更进一步减少失真。该戴维南(Thevenin)等效物还降低了扬声器成本，因为优质电容器可能是非常贵的。可以在低音喇叭滤波器中进行类似替换(或当中音喇叭存在时，包括对电感器的替换)，并且在较高的分频器阶数中进行类似替换。这些以及类似的替换均被归入诺顿戴维南(Norton-Thevenin)等效物。
本发明的第五可替代实施方案将“扭转器”电路应用到先前实施方案中的任一个，如所示应用于图11的优选实施方案。在整个扬声器的负端子和正端子上应用扭转器电路。扭转器电路64由串联的电阻器、电感器和电容器组成，在图11中分别示为Rt、Lt和Ct，它们的值根据常规等式计算出来。
通常，扭转器电路包括凹口滤波器，对于2声道扬声器来说，该凹口滤波器被调整到阻抗峰，即接近νx的频率。因此，扭转器电路校正整个2声道扬声器的阻抗，以使得放大器具有更易于驱动的负载并且接近νx的驱动器性能更平滑。在由多个驱动器组成的3声道或更好的扬声器中，仍可以应用扭转器电路，但必须选择将这该电路调整到哪个νx。在本技术中，这典型地将是最接近νb的分频器频率。
本发明的第六可替代实施方案应用RL电路以减少低音喇叭的挡板步响应(图12)。该挡板步的频率取决于扬声器外壳的宽度并且按照惯例进行计算。低音喇叭响应以νb增加到高达6dB，以使再现在某种程度上膨胀。典型地实施挡板步校正(BSC)的RL电路65由并联连接的电感器和电阻器组成并且典型地被串联应用于低音喇叭，在任何其他分频器元件之前。使用用于1阶电子低通滤波器的Butterworth等式，通过针对挡板步频率的三分之一所设定的电感器的值给出BSC电感器的值。该滤波器使得高的频率以6dB/倍频程滚降，以使得通过在0-6dB/倍频程之间不管选择哪个衰减度以校正挡板步来给出BSC电阻器的值。挡板步校正对于较高的分频器阶数是特别有用的，这是用于使应用于50的65(其由BSC电感器Lbr和BSC电阻器Rbr组成)与应用于70的66(其由Lbl和Rbl组成)区分开的特征。在本技术的给定实施方案中，通常将具有不同衰减度的低通滤波器应用于50和70，以使得65和66中的电感器和电阻器必须被选择成使给定扬声器中的频率响应最优化。在应用于低音喇叭的较高阶数的电子滤波器中，还可以利用分路C来实施挡板步校正，从而应用B戴维南(Thevenin)等效物(未示出)。因此使用等式(3)将分路电容器调整为νb/3。例如，将省略图12的66，但与46串联加入Rbl，从而选择衰减电阻器Rbl的值以显示已选择的BSC衰减度。将利用等式(3)将46调整为νb/3。
本发明的第七可替代实施方案使得高音喇叭连接反转，以使得电源的正端子连接到高音喇叭的负端子以改变手偏性，使得非对称有效三阶分频器现在被应用于右声道的扬声器系统并且对称有效三阶分频器被应用于左声道的扬声器系统(图13)。例如，现在第一串联电感器45与RHS低音喇叭50连接，该RHS低音喇叭通常连接有第一并联电容器46，并且第一串联电容器44连接至高音喇叭60。因此，右侧扬声器使得2阶滤波器应用于低音喇叭，而1阶滤波器应用于高音喇叭，以改变用于双声道扬声器201的非对称有效三阶分频器。Cz和Rz的串联电路形成61，其并联应用于这两个低音喇叭以进行阻抗校正。
LHS双声道扬声器现在具有连接到低音喇叭70的第一串联电感器43和连接到高音喇叭80的第一串联电容器47，该高音喇叭还连接有第一并联电感器48。这构成用于双声道扬声器200的对称有效三阶分频器：即，1阶滤波器已被应用于低音喇叭，而2阶滤波器已被应用于高音喇叭。可以调节应用于先前实施方案的电路短路和辅助电路并且将它们应用于第七可替代实施方案。
当有效分频器阶数是偶数以用于相统一时，手偏性改变。图14提供了现有技术中的有效四阶分频器的示意图，该有效四阶分频器将2阶滤波器应用于低音喇叭，而将3阶滤波器应用于高音喇叭以构成用于双声道扬声器202的对称有效四阶分频器。因此，串联连接到50的第一电感器是45并且串联连接到60的第一电感器是55。在202中，并联连接到50的第一电容器是46，并联连接到60的第一电感器是56，并且串联连接到60的第二电容器是57。在图14中，用于RHS扬声器和LHS扬声器的分频器相同。图15提供了本发明的第八可替代实施方案的相统一有效四阶分频器的示意图。因此，串联连接到50的第一电感器是49并且串联连接到60的第一电容器是47。并联连接到50的第一电容器是53，串联连接到50的第二电感器是54，并且并联连接到60的第一电感器是48。这构成用于双声道扬声器203的非对称有效四阶分频器：即，3阶滤波器已被应用于低音喇叭，而2阶滤波器已被应用于高音喇叭。此外，串联连接到70的第一电感器是45并且串联连接到80的第一电容器是55。在用于双声道扬声器202的对称有效四阶分频器中，并联连接到70的第一电容器是46，并联连接到80的第一电感器是56，并且串联连接到80的第二电容器是57。电容器值和电感器值是根据常规等式计算出的，用于设计2阶和3阶电子滤波器(分别是图2和3)，例如，Bessel和Butterworth。另外，其他滤波器等式也可以用于在用户任何合适时增加阻尼(例如Linkwitz-Riley)或减少阻尼(例如Chebychev)。
图16展现了本发明的第九可替代实施方案，其中在应用了有效四阶分频器的相统一扬声器系统中，将Zobel电路61应用于每个低音喇叭。可以调节应用于先前实施方案的电路短路和辅助电路并且将它们应用于第九或第十可替代实施方案，包括变化的高音喇叭极性。
在到目前为止所提供的电路示意图中，串联连接到驱动器的分频器元件按照惯例最终连接到放大器的正端子，虽然应了解到串联连接到驱动器的分频器元件存在相统一协议，但这些分频器元件连接到放大器的负端子。具体来说，针对给定有效分频器阶数的手偏性规定与相统一再现保持相同，而不管串联连接到驱动器的分频器元件是连接到放大器的正端子还是负端子。图17中的第十实施方案演示了这一原理。在图17中，任何串联C或L都连接至任何驱动器的负端子。因此，49和54适当地连接到50的负端子，47连接到60的负端子，45连接到70的负端子并且55和57适当地连接到80的负端子。
图18提供了本发明的第十一可替代实施方案，其使用衰减电阻器(针对凹口滤波器或挡板步校正所引入的概念)来接近连续地减少相统一的量。因此，衰减电阻器串联连接到电抗分路元件，这些电抗分路元件并联连接到图16中所应用的电子滤波器中的每个驱动器。因此，电阻器Rw1串联连接到53，其中该RC电路并联连接到50，如图18所示。此外，电阻器Rv1因此串联连接到48，其中该RC电路并联连接到用于RHS扬声器的60，如图18所示。将Rw1设定为等于νf下50的阻抗，以使并联连接到50的这个RC电路的衰减度从6dB/倍频程衰减到3dB/倍频程。类似地，将Rv1设定为等于νf下60的阻抗，以使连接到60的这个RL分路的衰减度从6dB/倍频程衰减到3dB/倍频程。此外，电阻器Rw2因此串联连接到46，其中该RC电路并联连接到用于LHS扬声器的70，如图18所示。电阻器Rv2还串联连接到56，其中该RL电路并联连接到80。可以推广这些概念以将衰减电阻器并联应用于电抗串联元件，这些电抗串联元件被串联应用于图16中的电子滤波器中的每个驱动器，但未示出。相同的低音喇叭用于50和70；通常，这两个低音喇叭具有相同的阻抗并且Rw1等于Rw2。相同的高音喇叭用于60和80；通常，这两个高音喇叭具有相同的阻抗并且Rv1等于Rv2。在现有技术中，衰减电阻器的值通常是有限的以将电子滤波器的衰减度仅仅调整1dB/倍频程或2dB/倍频程。Rw1与50的阻抗的关系应当等于Rv1与60的阻抗的关系以使相统一平滑地衰减。应保持并联连接到串联连接的电抗串联元件的衰减电阻器之间的类似关系，这些电抗串联元件串联应用于给定驱动器。不建议减少相统一，但这种减少在本技术中是可能的。
针对奇数有效分频器阶数的手偏性保持相同以使扬声器再现相统一。因此，右侧扬声器上的有效五阶分频器保持为对称的，而左侧扬声器上的有效五阶分频器呈现非对称性，如图所示(图20)。图19展示了现有技术，其中电感器49与低音喇叭50串联连接，与电容器53并联连接，后面跟着与低音喇叭50串联的另一个电感器54。电容器74与高音喇叭60串联连接，该高音喇叭并联连接有电感器75，后面跟着与高音喇叭60串联连接的另一个电容器76，在该高音喇叭后面的是与高音喇叭60串联的另一个电感器77。这构成用于双声道扬声器204的对称有效五阶分频器：即3阶滤波器已被应用于低音喇叭，而4阶滤波器已被应用于高音喇叭。重复一下，49是串联连接的第一电感器，53是并联连接的第一电容器并且54是串联连接到50的第二电感器。在用于双声道扬声器204的对称有效五阶分频器中，针对到60，74是串联连接到它的第一电容器，75是并联连接到它的第一电感器，76是串联连接到它的第二电容器并且77是并联连接到它的第二电感器。
相统一有效五阶分频器例示了本发明的第十二可替代实施方案。用于RHS声道的分频器网络是对称的并且与图19描述的网络相同。然而，用于LHS声道的分频器网络是非对称的。图20因此描述了与低音喇叭70串联连接的电感器58，该低音喇叭并联连接有电容器59，后面跟着串联连接到70的另一个电感器69，进而跟着并联连接的另一个电容器73。电容器55与高音喇叭80串联连接，该高音喇叭还并联连接有电感器56，后面跟着与高音喇叭80串联连接的另一个电容器57。因此，左侧扬声器使得4阶滤波器应用于低音喇叭，而3阶滤波器应用于高音喇叭。重复一下，58是串联连接的第一电感器，59是并联连接的第一电容器，69是串联连接的第二电感器并且73是并联连接到70的第二电容器。在用于双声道扬声器205的非对称有效五阶分频器中，针对80，55是串联连接到它的第一电容器，56是并联连接到它的第一电感器并且57是串联连接到它的第二电容器。
低音喇叭Zobel的应用通常有助于相统一(图21)并且包括本发明的第十三可替代实施方案。当Zobel电容器和分路电容器的值类似时(如前所述)，低音喇叭Zobel是不需要的。可以通过适当地增大与每个低音喇叭串联的第1电感器的值来校正挡板步，从而使得滚降衰减度衰减，如前所述。电容器值和电感器值是根据常规等式计算出的，用于设计3阶和4阶电子滤波器(分别是图3和4)，例如，Bessel和Butterworth。可以调节应用于先前实施方案的电路短路和辅助电路并且将它们应用于第十一、第十二或第十三可替代实施方案，包括变化的高音喇叭极性。戴维南(Thevenin)等效物适用。
可以得到本技术的有效二阶型式(未示出)，但其具有非常有限的应用。以其备用形式，该可替代实施方案具有用于RHS或LHS双声道扬声器的简单分频器，这里在高音喇叭的负端子连接至用于每个声道的电源的负端子时进行展示。例如，等式(3)确定串联连接到LHS扬声器中的80以形成对称有效二阶分频器网络的第一电容器的值：即，没有将滤波器应用于低音喇叭，而是将1阶滤波器应用于高音喇叭。此外，等式(4)确定串联连接到RHS扬声器中的50以形成非对称有效二阶分频器网络的第一电感器的值：即，已将1阶滤波器应用于低音喇叭，而没有将滤波器应用于高音喇叭。非对称有效二阶分频器网络揭示了对该可替代实施方案的主要限制中的一个。高保真度扬声器中所使用的未滤波高音喇叭总的来说具有严格受限的功率处理能力，这是高音喇叭滤波器的主要基础理论。未滤波高音喇叭的突出功率处理能力为10W。然而，高保真度扬声器可以取决于应用处理200W以上，以使得该实施方案通常不能非常大声地播放。
对该实施方案的其他限制包括对低音喇叭和高音喇叭性质的严格限制。例如，该可替代实施方案使用滤波器来确定滚降衰减度，而非νx。因此，被选择来实施该实施方案的低音喇叭和高音喇叭的自然滚降典型地需要以接近νx的频率发生，以提供平坦的频率响应和精确的再现。辅助电路或戴维南(Thevenin)等效物可以与该可替代实施方案一起使用以形成更多的可替代实施方案。中音喇叭和其他驱动器可被结合以形成N声道扬声器并且开发更多的可替代实施方案。
尽管如此，扬声器设计者仍可以在辅助电路不恰当地应用到分频器中的情况下，将成瓣引入扬声器的VPR中。因此，必须注意减少这种成瓣。因此建议，如果给定辅助电路例如凹口滤波器被应用于RHS驱动器，那么将同一个辅助电路应用于同一个LHS驱动器。可能的例外包括Zobel电路、扭转器电路以及(偶尔)BSC电路。例如，如果分路电容器几乎等于Cz，那么可以如前所述消除Zobel。如果扭转器电路被应用于给定的νx，那么需要更加注意的是，用于RHS和LHS的这个νx几乎相等。
具有无源分频器的三声道至N声道相统一扬声器
图22和23展示了现有技术中的分别用于三声道扬声器的1阶和2阶电子分频器网络。在具有较高偶数阶数的驱动器的三声道扬声器中，未滤波的中音喇叭典型地使高的频率以12dB/倍频程滚降，但典型地使低的频率以6dB/倍频程滚降。以上为任何驱动器的滚降特征，分别用于高频率和低频率的单独滤波器被应用于该驱动器。在图22中，在用于三声道扬声器104的1阶电子分频器中，串联连接到50的第一电感器是43并且串联连接到60的第一电容器是44。此外，串联连接到中音喇叭90的第一电感器是78并且串联连接到90的第一电容器是79，以将带通滤波器应用于90。RHS分频器电路与LHS分频器电路相同。在图23中，串联连接到50的第一电感器是45并且并联连接到50的第一电容器是46。串联连接到中音喇叭90的第一电感器是91并且并联连接到90的第一电容器是92。串联连接到90的第一电容器是93并且并联连接到90的第一电感器是94。总之，在用于三声道扬声器105的2阶电子分频器中，串联连接到60的第一电容器是47并且并联连接到60的第一电感器是48。在图23中，RHS分频器电路与LHS分频器电路也相同。
图24展示了根据现有技术的用于三声道扬声器的有效三阶分频器网络。因此，电感器43与低音喇叭50串联连接；电感器78和电容器93与中音喇叭90串联连接，该中音喇叭还并联连接有电感器94；并且电容器47与高音喇叭60串联连接，该高音喇叭还具有电感器48与其并联连接。这构成用于三声道扬声器206的对称有效三阶分频器：即，1阶滤波器已被应用于低音喇叭，而2阶滤波器已被应用于高音喇叭。此外，已将1阶滤波器应用于中音喇叭以使高的频率滚降，并且已将2阶滤波器应用于中音喇叭以使低的频率衰减。重复一下，图22因此示出连接到低音喇叭50的第一串联电感器43。串联连接到中音喇叭90的第一电感器是78，串联连接到90的第一电容器是93并且并联连接到90的第一电感器是94。为使206完整，串联连接到高音喇叭60的第一电容器是47并且并联连接到60的第一电感器是48。RHS分频器电路与LHS分频器电路相同。
图25展示了根据本发明的第十四可替代实施方案的用于三声道扬声器的相统一有效三阶分频器网络。右声道具有与图24相同的分频器电路，但用于左声道的分频器电路不同。因此，第一串联电感器45连接到低音喇叭70并且该低音喇叭连接有第一并联电容器46。串联连接到中音喇叭95的第一电感器是91，串联连接到95的第一电容器是79并且并联连接到95的第一电容器是92。串联连接到高音喇叭80的第一电容器是44。这构成用于三声道扬声器207的非对称有效三阶分频器。2阶滤波器已被应用于低音喇叭，而1阶滤波器已被应用于高音喇叭。此外，已将2阶滤波器应用于中音喇叭以使高的频率滚降，并且已将1阶滤波器应用于中音喇叭以使高的频率衰减。对于RHS扬声器，图25示出连接到低音喇叭50的第一串联电感器43。串联连接到90的第一电感器是78，串联连接到90的第一电容器是93并且并联连接到90的第一电感器是94。为使用于三声道扬声器206的对称有效三阶分频器完整，串联连接到60的第一电容器是47并且并联连接到60的第一电感器是48。
将Zobel电路应用于低音喇叭和中音喇叭通常改进了相统一的效率，并提供了根据本发明的第十五可替代实施方案(图26)。中音喇叭的音圈电感和DC电阻不同于低音量喇叭的音圈电感和DC电阻，以使得形成中音喇叭Zobel电路67的电容器Czm和电阻器Rzm的值典型地不同于Cz和Rz。电容器Czm和电阻器Rzm串联连接以形成67，其与中音喇叭90并联连接并且类似地连接到中音喇叭95。
图27表明，如果用于LHS中音喇叭的Zobel电容器和分路电容器的值类似，那么可以省略Zobel电容器，以提供本发明的第十六可替代实施方案。本发明的第十七可替代实施方案还包括电路短路，并且图28表明，如果用于RHS中音喇叭的Zobel电容器和串联电容器被调整为类似的频率，那么通常可以省略串联电感器。可以调节应用于先前实施方案的电路短路和辅助电路并且将它们应用于第十五、第十六或第十七可替代实施方案，以开发更多的可替代实施方案，包括变化的高音喇叭极性。戴维南(Thevenin)等效物适用。先前的想法和附图还应当使得能够开发和修改根据本发明的前述实施方案的用于双声道、三声道、四声道、五声道等声道数的扬声器的有效三阶、四阶、五阶、六阶等阶数的分频器网络。
有时，只需要将本技术应用于具有超过两个驱动器的扬声器系统的一个分频器频率以相当大地改进再现。图29-31在三声道系统中演示了这个概念。在图29中，使低音喇叭至中音喇叭滤波器相统一，但不使中音喇叭至高音喇叭滤波器相统一，以形成本发明的第十八可替代实施方案。因此对于RHS扬声器来说，第一串联电感器43连接到低音喇叭50。串联连接到90的第一电感器是78，串联连接到90的第一电容器是93并且并联连接到90的第一电感器是94。串联连接到60的第一电容器是44，完全用于在三声道扬声器中的两个驱动器208之间形成对称有效三阶分频器。表示208用于使图29-31与仅展示双声道扬声器的200区分开。类似地，表示209用于使图29-31与201区分开。在左声道中，连接到低音喇叭70的第一串联电感器是45并且并联连接到70的第一电容器是46。串联连接到95的第一电感器是78并且串联连接到95的第一电容器是79。串联连接到80的第一电容器是44，完全用于在三声道扬声器中在两个驱动器209之间形成非对称有效三阶分频器。因此，图29中的低音喇叭与中音喇叭之间的分频器频率还可被称为“相统一频率”。对于除相统一频率之外的分频器频率，还建议一阶电子滤波器，以使麻烦的相位效应最小化。在图29-31中，在中音喇叭与高音喇叭之间应用一阶电子滤波器。虽然1阶电子滤波器不是必要的，但它们可以减少偶数阶数的分频器遇到的成瓣。
图30和31实施前述阻抗补偿电路和具有这种简化的组合以提供本发明的其他可替代实施方案。例如，第十九可替代实施方案将61应用于RHS低音喇叭，而不应用于LHS低音喇叭，该LHS低音喇叭省略了61，因为分路电容器和Zobel电容器的值类似(图30)。此外，第二十可替代实施方案将67应用于每个中音喇叭(图31)。可以将上述短路和辅助电路应用于第十九和第二十可替代实施方案以开发更多的可替代实施方案。在将本技术如所预期应用于在约500Hz至2000Hz范围内的分频器频率时，多个分频器频率中的仅一个分频器频率的相统一更加有效，因为这些分频器频率是其中挡板步典型地形成的频率。在较低的频率下，扬声器输出基本上是全方向的。然而，当挡板步开始时，扬声器输出变得局限于位于扬声器前面的半球形并且显示成瓣行为。这个原理可以扩展到具有较高分频器阶数、三个或更多个驱动器以及大于一个相统一频率的扬声器。
以音频频谱的频率极值执行的驱动器在扬声器系统中展现出几乎理想的极坐标响应。因此，当在具有超过两个驱动器的扬声器系统中仅应用于一个分频器点时，本发明改进了再现。挡板步将显著的成瓣引入驱动器的显示了挡板步的极坐标响应中。然而，在扬声器中，低音喇叭具有远低于挡板步的几乎完美的极坐标响应并且高音喇叭具有从挡板步移除很远的对最上面两个倍频程的几乎完美的极坐标响应。因此，尽管如此，用于从νb远远移除的低音喇叭或高音喇叭的具有νf的N声道扬声器会使再现相统一并且相统一技术被应用于最接近νb的νx。
如果不同的有效分频器阶数两者都是奇数或两者都是偶数，那么这些阶数将在一定程度上相统一。此外，即使右侧扬声器和左侧扬声器具有不同数量的驱动器，这种关系也可以保持。例如，有效五阶双声道RHS系统(来自图21的RHS)将利用有效三阶LHS系统(来自图26的LHS)在一定程度上相统一。实际上，有效五阶双声道RHS系统(来自图21的RHS)将利用有效三阶LHS系统在一定程度上相统一，其中仅仅中音喇叭至低音喇叭分频器根据本技术进行配置(来自图30的LHS)。因此可以设计有效四阶、五阶、六阶等阶数的三声道系统以及前述系统的四声道、五声道、六声道等声道数的型式，以产生其他可替代实施方案，尤其考虑到了辅助电路的加入和电路短路的结合。
具有无源分频器的2.5声道至N.5声道相统一扬声器
图32示出本发明的第二十一可替代实施方案的电路示意图：即，用于2.5声道扬声器系统的相统一有效三阶分频器。因此，用于右声道的2.5声道扬声器具有并联连接的低音喇叭50、中低音喇叭51和高音喇叭60并且用于左声道的2.5声道扬声器具有也并联连接的低音喇叭70、中低音喇叭71和高音喇叭80。低音喇叭和中低音喇叭通常是相同的驱动器。然而，在2.5声道扬声器中，通常使高音喇叭分频到中低音喇叭，其中低音喇叭以较低的频率滚降以提供低音增强并且校正挡板步。因此，在本发明的第二十一可替代实施方案中，低音喇叭表示用于低音喇叭上的低通滤波器，而中音喇叭表示用于中低音喇叭上的低通滤波器。因此对于RHS扬声器来说，第一串联电感器43连接到低音喇叭50。与中低音喇叭51串联连接的第一电感器是78。串联连接到60的第一电容器是47并且并联连接到60的第一电感器是48。这构成根据现有技术的在2.5声道扬声器中的中低音喇叭与高音喇叭210之间的对称有效三阶分频器：即，1阶滤波器已被应用于中低音喇叭，而2阶滤波器已被应用于高音喇叭。此外，第一串联电感器43连接到低音喇叭70。串联连接到中低音喇叭71的第一电感器是91并且并联连接到71的第一电容器是92。串联连接到80的第一电容器是44。这构成在2.5声道扬声器中的中低音喇叭与高音喇叭211之间的非对称有效三阶分频器。2阶滤波器已别应用于左侧中低音喇叭，而1阶滤波器已被应用于左侧高音喇叭。计算电容器值和电感器值，如通过等式(3)-(6)给出。如果如图32和33所示使用了1阶滤波器，那么低音喇叭分频器频率比挡板步频率低约2.5倍频程。针对中低音喇叭可以选择不同的分频器阶数，以使得不同的分频器阶数和频率更适用于低音喇叭。例如，如果使用了2阶电子滤波器，那么低音喇叭分频器频率比νb低约1.5倍频程。简而言之，可将滤波器应用于每个低音喇叭，以使得在相统一频率下，用于给定声道的低音喇叭的输出比用于该声道的中低音喇叭的输出低约12dB。对于如前所述的2.5声道系统来说，可以将电路短路和辅助电路应用于本发明的第二十一和第二可替代实施方案以开发更多的可替代实施方案；这包括戴维南(Thevenin)等效物和变化的高音喇叭极性。例如，虽然中低音喇叭68上的Zobel电路通常是形成本发明的第二十二可替代实施方案所需的全部，但可以将Zobel应用于所有驱动器(图33)。这里，虽然这个Zobel与61相同，但为了清楚起见，列举应用于中低音喇叭68的Zobel电路。
2.5声道扬声器的概念可以扩展到其他设计。例如，相反，2.5声道扬声器可以具有两个高音喇叭和一个低音喇叭。在该设计中，将这些高音喇叭中的一个安装在前挡板如同低音喇叭上，这典型地通过将第二高音喇叭安装在后挡板上来实现。第二高音喇叭被称为“后射”并且具有从扬声器后面的壁向前反射出的输出以改进扬声器的整体扩散。2.5声道扬声器的前述概念可适用于后射2.5声道扬声器。例如，该2.5声道扬声器中的低音喇叭的滤波器频率显著低于中低音喇叭的滤波器频率。低音喇叭并不经历挡板步并且因此未能影响相统一。相比之下，后射高音喇叭的滤波器频率典型地显著高于安装在前挡板上的高音喇叭的滤波器频率。后射高音喇叭因此未能影响相统一
虽然现代化高音喇叭通常显示良好的扩散性，但后射2.5声道扬声器因为驱动器输出随着频率变得越来越定向而改进了扩散性。因此，现代化高音喇叭的扩散性可能需要增大仅仅最高的两个音频倍频程即5000Hz及以上。因此，后射高音喇叭的滤波器频率典型地为5000Hz及以上，大大高于νb。这些关系意味着以仅仅一个νx使3声道扬声器相统一提供了利用后射高音喇叭使2.5声道扬声器相统一所需的概念。在后一种情况下，仅仅使安装在挡板前面的高音喇叭与低音喇叭之间的分频器相统一。
因此可以设计有效四阶、五阶、六阶等阶数的2.5声道扬声器以及3.5声道、4.5声道、5.5声道等声道数的扬声器来产生其他的可替代实施方案。请注意，对于高于2.5声道的每个d’Appolito配置，可以得到多种排列，并且本技术可以适用于这些排列。例如，3.5声道扬声器具有至少三种排列。在一种排列中，中低音喇叭和低音喇叭位于高音喇叭和中音喇叭上面和下面以形成WTMW配置。在另一种排列中，中低音喇叭和中音喇叭位于高音喇叭上方，并且低音喇叭和中音喇叭位于高音喇叭下方以形成WMTMW配置。在另一种排列中，中音喇叭位于高音喇叭上方，并且低音喇叭和中音喇叭位于高音喇叭下方以形成MTMW配置。给定的排列典型地被选择成使d’Appolito配置和常规分频器的约束内的成瓣结构最优化，这是取决于分频器频率、机柜几何形状、尺寸等的方法。中音喇叭可以显示挡板步而不是低音喇叭或中低音喇叭，该低音喇叭或中低音喇叭是更加典型的。因此，该方法的示例是扬声器设计，其中中音喇叭的带通为200Hz至2000Hz，并且中音喇叭显示了挡板步。
具有优选或数字分频器或具有其与无源分频器的组合的双声道相统一扬声器
有源分频器电路通常包含与它们的无源相对物相比更多的元件。在下面的附图中，为清楚起见，省略通常发现于有源分频器电路中的功率放大器与实际滤波器之间的任选的均衡电路或延迟电路。同样省略了功率放大器和增益/灵敏度控制匹配。此外，图34-37使用矩形而不是先前附图中所使用的更常规的符号来展示电阻器。用于确定Rk和Ck(其分别是2阶电子有源分频器的高通滤波器中所使用的第k电阻器和电容器的值)的Butterworth等式为
Ck＝1/(2πRkνf√2) (7)。
图34、35和37并不使用这个高通滤波器，但相反使用使得阻尼增大的Linkwitz-Riley高通滤波器。图34-37中所使用的电容器和电阻器的值可以变化以改变νf以及(此外)阻尼量。因为现有技术中的无源1阶、2阶和3阶电子分频器先前已分别在图1-3中进行了展示，因此对现有技术中的有源分频器的详细描述将跳过前面以展示在现有技术与本技术中的有效三阶和四阶分频器。图34示出根据现有技术212的对称有源有效三阶分频器。1阶滤波器被应用于低音喇叭，而2阶滤波器被应用于高音喇叭。因此，有源1阶电子低通滤波器串联连接到低音喇叭50。为使RHS分频器完整，Sallen-Key配置(其受欢迎50多年)实施有源2阶电子滤波器。Sallen-Key配置中的高通滤波器串联连接到高音喇叭60。如果该配置中的这两个电阻器是相等的，那么该配置形成等式(7)所展示的Butterworth高通滤波器。在图34中，用于右声道的分频器电路和用于左声道的分频器电路是相同的。
图35示出呈现本发明的第二十三可替代实施方案的有源有效三阶分频器。因此，用于RHS声道的分频器电路是用于双声道扬声器212的有源对称有效三阶分频器并且与图34相同。用于双声道扬声器213的有源非对称有效三阶分频器不同并且用于LHS声道。因此，2阶滤波器被应用于LHS低音喇叭，而1阶滤波器被应用于LHS高音喇叭。例如，Sallen-Key配置中的低通滤波器串联连接到低音喇叭70。此外，有源1阶电子高通滤波器串联连接到高音喇叭80。
在选择了分频器频率后，用于1阶滤波器的Butterworth等式确定分频器组件R1、C1、R4和C4的值。因此，可以加入连续的段以增大有源分频器网络的阶数。例如，连续的2阶Sallen-Key低通滤波器或高通滤波器可以串联连接以分别形成更高偶数阶数的电子低通滤波器或高通滤波器。这在本文没有进行演示，其中图35中的用于高音喇叭80上的1阶高通滤波器连续连接三次以形成图36中的高音喇叭60和80上的3阶高通滤波器，图36展示了用于现有技术中的双声道扬声器214的有源对称有效四阶分频器。2阶滤波器被应用于低音喇叭，而3阶滤波器被应用于高音喇叭。Sallen-Key配置中的低通滤波器串联连接到低音喇叭50和70以使该分频器完整。
图37示出根据本发明的第二十四可替代实施方案的呈现为具有有源电路的有效四阶分频器。RHS声道不同于图36，以使得图34中的连接到低音喇叭50的1阶滤波器连续地连接三次以形成图37中的串联连接到低音喇叭50的3阶滤波器。为使RHS分频器完整，使Sallen-Key配置中的高通滤波器串联连接到高音喇叭60。因此，形成用于双声道扬声器215的有源非对称有效四阶分频器。3阶滤波器被应用于低音喇叭，而2阶滤波器被应用于高音喇叭。用于LHS声道的分频器电路是用于双声道扬声器214的有源对称有效四阶分频器并且与图36相同。
有源分频器网络缺乏具有驱动器反应性的很多问题，包括它们的无源对应物所具有的高音喇叭振铃和不稳定的低音喇叭阻抗。尽管如此，有源分频器网络仍然以与它们的无源对应物相比更容易的方式操作相位、时延、共振和分频器成形、取轮廓和均衡化。Zobel电路可以利用本发明的第二十三和第二十四可替代实施方案中的
R-j/(ωC)
有源等效电路来实施。还可以将高频和低频均衡电路连接到运算放大器以调整驱动器响应。有源分频器还可以实施更复杂的设计像Cauer椭圆滤波器。此外，可以调节应用于先前实施方案的电路短路和辅助滤波器并且将它们应用于第二十三和第二十四可替代实施方案以开发更多的可替代实施方案，包括变化的高音喇叭极性。这些原理可以扩展到具有较高有源分频器阶数、两个或更多个驱动器以及大于一个相统一频率的扬声器。
可以将本技术中的前述无源电子分频器和有源电子分频器组合以形成具有复合分频器的并联相统一扬声器。为在本技术中形成更多的复合分频器，可以随后将由无源组件和有源组件组成的分频器与数字信号处理(DSP)或任何类型的DSP电路组合起来。DSP可以用于实施具有对应于现有技术或本技术的衰减度的任何分频器。DSP还可以用于实施具有84dB/倍频程或甚至更高衰减度的分频器。
双声道相统一扬声器的垂直极坐标响应
图38-42示出对现有技术和本技术的垂直极坐标响应以区分本技术的声学特性。这些附图基本上展示了进入扬声器前面的半球形中的给定扬声器响应的垂直截面图。附图提供了给定扬声器的、范围为-10dB至+10dB的输出电平。位于给定扬声器前面的半球形的垂直截面形成如除图40以外的所有附图所示的半圆形，并且这些角度被计算为从-90度至+90度，以便于评价VPR的倾斜度。驱动器，通常是低音喇叭，以远远低于νb的频率操作，将会展现出突出的垂直极坐标响应，该垂直极坐标响应近似图38-42中沿着0dB电平的半圆形。与突出VPR的主要区别是成瓣，这是由于驱动器之间的干扰所引起的VPR在高于0dB与低于0dB的电平之间波动的行为。VPR极值的幅值越大，成瓣越大。
将在高音喇叭的负端子连接至电源的负端子的情况下展示本发明，以进行此讨论。为了继续执行，现有技术中的具有1阶电子分频器的2声道扬声器在其垂直极坐标响应中具有向下倾斜度，而反转极性使得该响应向上倾斜(图38)。偶数分频器阶数具有未倾斜的垂直极坐标响应。例如，4阶电子分频器和对称有效四阶分频器的垂直极坐标响应是未倾斜的并且对于双声道扬声器来说是非常类似的。对本技术中的有效三阶分频器的分析表明，用于双声道扬声器的RHS声道具有对称分频器并且以νb显示了向下倾斜的垂直极坐标响应(图39)。该分频器将18dB/倍频程的衰减度应用于每个驱动器，这反映了3阶分频器(奇数阶数)的衰减度。在本技术中，用于该扬声器的LHS声道具有非对称有效三阶分频器并且显示不具有倾斜度的垂直极坐标响应。相比之下，该分频器将12dB/倍频程的衰减度应用于高音喇叭，而将24dB/倍频程的衰减度应用于低音喇叭，这反映了对应2阶分频器和4阶分频器(偶数阶数)的衰减度。这两个声道的极坐标响应配合在一起以使再现相统一，这通过修改如图所示波瓣结构的有效分频器阶数来促进。当RHS VPR中的波瓣振幅增大时，LHS VPR中的波瓣振幅典型地减小，反之亦然。
图40示出关于使用了d’Appolito配置的2.5声道扬声器中的中央高音喇叭的垂直极坐标响应。这些垂直极坐标响应取决于所使用分频器而有所不同。例如，4阶电子Linkwitz-Riley分频器(L-R)产生了显著的成瓣。这种不希望的行为使用3阶电子分频器Butterworth(B3)进行改善，该分频器类型常规地用于d’Appolito配置。将分频器改变成是对称有效四阶的(12/+18dB/OCT)甚至进一步改变了波瓣结构。具体来说，与位于扬声器正前方的波瓣结构相比，位于一对扬声器之间的这种波瓣结构扩增。本技术中的对称有效分频器和非对称有效分频器在两个单独的扬声器之间引入了大量输出，作为进行相统一的基础。
对本技术中的其他有效分频器阶数的垂直极坐标响应以相关方式进行描述。例如，当分频器阶数改变时，奇数电子分频器阶数以振荡趋势改变了它们的倾斜度。因此，1阶电子分频器在其垂直极坐标响应中具有向下倾斜度，3阶电子分频器在其垂直极坐标响应中具有向上倾斜度，而五阶电子分频器恢复了垂直极坐标响应中的向下倾斜度。因此，用于2声道扬声器的RHS声道在本技术中具有对称有效五阶分频器并且以νb显示了向上倾斜的垂直极坐标响应(图41)。用于这个扬声器系统的LHS声道具有非对称有效五阶分频器并且显示了缺乏倾斜度的垂直极坐标响应。本技术中的经过修改的波瓣结构使得具有不同数量的驱动器的不同奇数有效阶数的扬声器能够在一定程度上彼此相统一，因为RHS声道中的VPR将倾斜并且LHS声道中的VPR不会倾斜，以使得在两个单独的扬声器之间引入互补的大量输出。请注意，增加分频器阶数会使得成瓣减小。
与本技术中的偶数有效分频器阶数一样，针对偶数电子分频器阶数的垂直极坐标响应是未倾斜的。对后面的扬声器系统的垂直极坐标响应修改它们的波瓣结构以产生相统一。图42针对根据本技术的有效四阶双声道扬声器系统演示了这种情况。因此，用于该扬声器系统的LHS声道具有对称有效四阶分频器并且以νb显示了不具有倾斜度的垂直极坐标响应。该分频器将24dB/倍频程的衰减度应用于每个驱动器，这反映了4阶分频器(偶数阶数)的衰减度。在本技术中，用于2声道扬声器系统的RHS声道具有非对称四阶分频器并且显示了向上倾斜的垂直极坐标响应，只要高音喇叭在高于分频器频率的频率下主导VPR。在本技术中，具有不同数量的驱动器的不同偶数有效阶数的分频器由于修改的波瓣结构而在一定程度上彼此相统一。
在本技术中，使有效阶数从奇数转换为偶数会使得对对称分频器的垂直极坐标响应从倾斜转换为未倾斜并且使非对称分频器的VPR从未倾斜转换为倾斜。这解释了用于在从奇数有效分频器阶数转换为偶数有效分频器阶数时进行相统一所需的手偏性的变化。这还解释了用于在从使负的高音喇叭端子连接到电源的负端子转换为使正的高音喇叭端子连接到电源的负端子时进行相统一的手偏性转换图38表明，使给定扬声器和分频器的极性反转会使倾斜反转。
其他概念
可以将相统一应用于不一般的扬声器或挡板(已变得受欢迎的配置)。例如，d’Appolito配置通常被应用于2.5声道扬声器并且可以以直接的方式相统一。如果左侧扬声器具有在其中低音喇叭与高音喇叭之间是反对称有效三阶的分频器并且左侧扬声器具有在其中低音喇叭与高音喇叭之间是对称有效三阶的分频器并且如果高音喇叭的负端子连接到电源的负端子(均如前所述)，那么具有d’Appolito配置的两个2.5声道扬声器将是相统一的。当应用于这些新颖配置时，本技术典型地赋予优于或超过对应配置的性能的性能。
最终，不一般的挡板配置的应用预示相统一的家庭影院和四声道扬声器系统，其中每个扬声器中的驱动器的数量和类型可以不同。例如，已经确定，如果高音喇叭的负端子连接到电源的负端子，那么具有d’Appolito配置的2.5声道扬声器和2阶电子分频器将与RHS2声道扬声器并且与对称有效三阶分频器在一定程度上相统一。使这个2.5声道扬声器与不同的扬声器相统一意味着规则。因此，对于较高的RHS分频器阶数来说，具有d’Appolito配置和4阶电子分频器的2.5声道扬声器将与具有对称有效五阶分频器等的RHS 2声道扬声器在一定程度上相统一。使使用了对称有效分频器和奇数阶数的分频器的RHS 2声道扬声器与使用了d’Appolito配置和明确偶数阶数的电子分频器的2.5声道扬声器相统一存在规则。这一规则的存在意味着使使用了非对称有效分频器和偶数阶数的分频器的RHS 2声道扬声器与使用了d’Appolito配置和明确奇数阶数的电子分频器的2.5声道扬声器相统一存在规则。d’Appolito配置的垂直极坐标相同对于这些规则来说是负责的。例如，如果2.5声道扬声器中的中低音喇叭与高音喇叭之间的滤波器根据前述规则是偶数阶数的，那么用于2.5声道扬声器系统的d’Appolito配置的在νb下的对称垂直极坐标响应模拟具有非对称分频器和奇数有效阶数分频器的LHS 2声道扬声器的在νb下的对称垂直极坐标响应。
此外还意味着，使使用了对称有效分频器和奇数阶数的分频器的RHS 3声道扬声器与使用了d’Appolito配置和明确的偶数阶数电子分频器的3.5声道扬声器相统一存在规则，并且使具有奇数阶数的电子分频器的3.5声道d’Appolito扬声器相统一存在规则。进一步意味着，使RHS N声道扬声器与N.5声道d’Appolito扬声器相统一存在规则，这取决于N.5声道d’Appolito扬声器中的电子分频器的阶数。
基本概念审查
设计实例
将相统一有效三阶分频器应用于一对双声道扬声器系统，第一双声道扬声器系统使用了具有外尺寸22”(H)x 12”(W)x 9.5”(D)的机柜。将Acoustic Research8”低音喇叭(AR1210132-1A)与Audax 0.375”高音喇叭(TIW60A4)一起安装在带端口的这个立方英尺外壳上。将Zobel电路应用于每个低音喇叭，如所建议(图7)。
第二个这样的双声道扬声器系统使用了具有外尺寸20.5”(H)x9”(W)x 11”(D)的机柜。将Peerless 6.5”低音喇叭(TP165R)与Vifa高音喇叭(D19TD-00)一起安装在这个带端口的外壳上。使用RHS低音喇叭上的经过恰当调节的典型RL电路对挡板步进行校正(图14)并且将LHS低音喇叭上的Zobel C更换为较大的C(图12)。LHS高音喇叭上的1阶电子分频器是并联的电感器，适当地加载有与高音喇叭串联的电阻器(图10)。
将相统一有效四阶分频器应用于双声道扬声器系统，其中每个扬声器还使用具有外尺寸22”(H)x 12”(W)x 9.5”(D)的机柜。将Acoustic Research8”低音喇叭(AR1210132-1A)与Audax 0.375”高音喇叭(TIW60A4)一起安装在带端口的这个立方英尺外壳上。将Zobel电路应用于每个低音喇叭，如所建议(图16)。
将相统一有效四阶分频器应用于双声道扬声器系统，其中每个扬声器都使用了具有外尺寸18.25”(H)x 9.75”(W)x 8.25”(D)的机柜。Vifa 1”高音喇叭(27TBF/G)与Scanspeak原型7”低音喇叭(18W/8542-XX)一起用于RHS扬声器。Vifa 1”高音喇叭(27TBF/G)还与Scanspeak 7”低音喇叭(18W/8535)一起用于LHS扬声器，因为另一个18W/8542-XX不可得。这两个外壳都是密封的。将Zobel电路应用于每个中低音喇叭(如所建议)，此外任何串联的L或C都附接到驱动器的负端子并且与任何L或C串联的衰减电阻器都附接到驱动器(图17和18)。
将相统一有效五阶分频器应用于双声道扬声器系统，其中每个扬声器都使用了具有外尺寸18.25”(H)x 9.75”(W)x 8.25”(D)的机柜。将Vifa 6.5”低音喇叭(P17WJ-00)与Audax 0.375”高音喇叭(TW010F1)一起安装在这个密封外壳上。通过增大与每个低音喇叭串联的第一电感器的大小来校正挡板步。将与用于该扬声器的典型RL电路中的L并联的R省略，因为R仅仅减小了L滚降的衰减度。将Zobel电路应用于每个低音喇叭。
将相统一有效三阶分频器应用于三声道扬声器系统，其中每个扬声器都使用了具有外尺寸22”(H)x 12”(W)x 9.5”(D)的机柜。将Acoustic Research 8”低音喇叭(AR1210132-1A)与未知的3.5”中音喇叭和Audax 0.375”高音喇叭(TIW60A4)一起安装在这个密封外壳上。将Zobel电路应用于每个中音喇叭和低音喇叭，如所建议。将RHS中音喇叭上的串联L省略，因为这个L在中音喇叭Zobel存在的情况下是多余的(图28)。
将相统一有效三阶分频器仅应用于三声道扬声器系统中的低音喇叭到中音喇叭分频器，其中每个扬声器都使用了具有外尺寸24”(H)x 13”(W)x 11.5”(D)的机柜。将Acoustic Research 10”低音喇叭与Acoustic Research 3.5”中音喇叭和Audax 0.375”高音喇叭(AMTIW74A8)一起安装在这个密封外壳上。将Zobel电路应用于每个低音喇叭，如所建议(图29)。
结论和范围
描述了使扬声器系统中的相位失真减小的互补分频器。在基本实施方案中，将该技术应用于一对扬声器，其中每个扬声器都具有两个驱动器，即低音喇叭和高音喇叭。右侧扬声器上的有效三阶分频器保持为对称的，而左侧扬声器上的有效三阶分频器呈现非对称性，如所描述。其他实施方案将这一原理应用于更高分频器阶数和更多数量的驱动器。例如，在具有两个驱动器即低音喇叭和高音喇叭的扬声器中，右侧扬声器上的有效四阶分频器呈现非对称性(如所描述)，而左侧扬声器上的有效四阶分频器保持为对称的。这种技术可与其他电路像Zobel结合起来，典型地用于阻抗校正。相统一扬声器的某些配置要求将Zobel电路应用于除高音喇叭之外的所有驱动器。因此，建立了将有效分频器阶数和手偏性结合起来的规则。
在已详细描述了本发明后，本领域技术人员将了解到，可对本发明做出修改，而不脱离本发明的精神。因此，并不意图将本发明的范围限于所图示和描述的具体实施实施方案。相反，意图通过所附权利要求及其等效物来确定本发明的范围。在随附权利要求的等效物的含义和范围内的所有变化都将包含在随附权利要求的范围内。

Claims (25)

1.一种在立体声或其他具有两个或更多个扬声器的音频再现系统中改进声音再现、减少相位失真并且改进极坐标响应的方法，所述扬声器中的每一个均具有两个或更多个驱动器，所述驱动器包括使较低频率再现的至少一个驱动器和使较高频率再现的至少一个驱动器，所述方法包括与所述扬声器组合形成两个或更多个互补并联分频器网络，
其中所述改进声音再现、减少相位失真并且改进极坐标响应的方法进一步包括通过在所述分频器网络中以并联的方式使用等效阶数来使所述扬声器相统一，步骤包括：
为所述驱动器中的任一个选择极性；
为所述驱动器中的每一个指定同一极性；以及
将所述扬声器设计成具有近似等效的分频器频率。
2.如权利要求1所述的改进声音再现、减少相位失真并且改进极坐标响应的方法，其进一步包括使右侧双声道扬声器和左侧双声道扬声器相统一，所述右侧双声道扬声器和所述左侧双声道扬声器每一个至少具有低音喇叭和高音喇叭，并且所述高音喇叭的负端子连接至电源的负端子，所述右侧双声道扬声器具有对称有效三阶分频器并且所述左侧双声道扬声器具有非对称有效三阶分频器，
所述右侧双声道扬声器和所述左侧双声道扬声器中的至少一个可选地具有以下各项中的至少一个：
(a)应用于至少一个低音喇叭的Zobel电路；
(b)凹口滤波器、扭转器电路或用于校正所应用的挡板步的电路；
(c)戴维南(Thevenin)等效电路。
3.如权利要求1所述的改进声音再现、减少相位失真并且改进极坐标响应的方法，其进一步包括使右侧双声道扬声器和左侧双声道扬声器相统一，所述右侧双声道扬声器和所述左侧双声道扬声器每一个至少具有低音喇叭和高音喇叭，并且所述高音喇叭的负端子连接至电源的正端子，所述右侧双声道扬声器具有非对称有效三阶分频器并且所述左侧双声道扬声器具有对称有效三阶分频器，
所述右侧双声道扬声器和所述左侧双声道扬声器中的至少一个可选地具有以下各项中的至少一个：
(a)应用于至少一个低音喇叭的Zobel电路；
(b)凹口滤波器、扭转器电路或用于校正所应用的挡板步的电路；
(c)戴维南(Thevenin)等效电路。
4.如权利要求1所述的改进声音再现、减少相位失真并且改进极坐标响应的方法，其进一步包括使用于右侧双声道扬声器和左侧双声道扬声器的有效四阶分频器相统一，所述右侧双声道扬声器和所述左侧双声道扬声器每一个至少具有低音喇叭和高音喇叭，并且所述高音喇叭的负端子连接至电源的负端子，所述右侧双声道扬声器具有非对称有效四阶分频器并且所述左侧双声道扬声器具有对称有效四阶分频器，
所述右侧双声道扬声器和所述左侧双声道扬声器中的至少一个可选地具有以下各项中的至少一个：
(a)应用于至少一个低音喇叭的Zobel电路；
(b)凹口滤波器、扭转器电路或用于校正所应用的挡板步的电路；
(c)戴维南(Thevenin)等效电路。
5.如权利要求1所述的改进声音再现、减少相位失真并且改进极坐标响应的方法，其包括使用于右侧双声道扬声器和左侧双声道扬声器的有效四阶分频器相统一，所述右侧双声道扬声器和所述左侧双声道扬声器每一个至少具有低音喇叭和高音喇叭，并且所述高音喇叭的负端子连接至电源的正端子，其中所述右侧双声道扬声器具有对称有效四阶分频器并且所述左侧双声道扬声器具有非对称有效四阶分频器，
所述右侧双声道扬声器和所述左侧双声道扬声器中的至少一个可选地具有以下各项中的至少一个：
(a)应用于至少一个低音喇叭的Zobel电路；
(b)凹口滤波器、扭转器电路或用于校正所应用的挡板步的电路；
(c)戴维南(Thevenin)等效电路。
6.如权利要求1所述的改进声音再现、减少相位失真并且改进极坐标响应的方法，其包括使用于右侧双声道扬声器和左侧双声道扬声器的有效五阶分频器相统一，所述右侧双声道扬声器和所述左侧双声道扬声器每一个至少具有低音喇叭和高音喇叭，并且所述高音喇叭的负端子连接至电源的负端子，所述右侧双声道扬声器具有对称有效五阶分频器并且所述左侧双声道扬声器具有非对称有效五阶分频器，
所述右侧双声道扬声器和所述左侧双声道扬声器中的至少一个可选地具有以下各项中的至少一个：
(a)应用于至少一个低音喇叭的Zobel电路；
(b)凹口滤波器、扭转器电路或用于校正所应用的挡板步的电路；
(c)戴维南(Thevenin)等效电路。
7.如权利要求1所述的改进声音再现、减少相位失真并且改进极坐标响应的方法，其进一步包括使用于右侧双声道扬声器和左侧双声道扬声器的有效五阶分频器相统一，所述右侧双声道扬声器和所述左侧双声道扬声器每一个至少具有低音喇叭和高音喇叭，并且所述高音喇叭的负端子连接至电源的正端子，所述右侧双声道扬声器具有非对称有效五阶分频器并且所述左侧双声道扬声器具有对称有效五阶分频器，
所述右侧双声道扬声器和所述左侧双声道扬声器中的至少一个可选地具有以下各项中的至少一个：
(a)应用于至少一个低音喇叭的Zobel电路；
(b)凹口滤波器、扭转器电路或用于校正所应用的挡板步的电路；
(c)戴维南(Thevenin)等效电路。
8.如权利要求1所述的改进声音再现、减少相位失真并且改进极坐标响应的方法，其进一步包括使用于右侧三声道扬声器和左侧三声道扬声器的有效三阶分频器相统一，所述右侧三声道扬声器和所述左侧三声道扬声器每一个至少具有低音喇叭、中音喇叭和高音喇叭，并且所述高音喇叭的负端子连接至电源的负端子，其中所述右侧三声道扬声器具有对称有效三阶分频器并且所述左侧三声道扬声器具有非对称有效三阶分频器；
所述右侧三声道扬声器和所述左侧三声道扬声器中的至少一个可选地具有以下各项中的至少一个：
(a)应用于至少一个中音喇叭或低音喇叭的Zobel电路；
(b)凹口滤波器、扭转器电路或用于校正所应用的挡板步的电路；
(c)戴维南(Thevenin)等效电路。
9.如权利要求1所述的改进声音再现、减少相位失真并且改进极坐标响应的方法，其进一步包括使用于右侧三声道扬声器和左侧三声道扬声器的有效三阶分频器相统一，所述右侧三声道扬声器和所述左侧三声道扬声器每一个至少具有低音喇叭、中音喇叭和高音喇叭，并且所述高音喇叭的负端子连接至电源的正端子，所述右侧三声道扬声器具有非对称有效三阶分频器并且所述左侧三声道扬声器具有对称有效三阶分频器，
所述右侧三声道扬声器和所述左侧三声道扬声器中的至少一个可选地具有以下各项中的至少一个：
(a)应用于至少一个中音喇叭或低音喇叭的Zobel电路；
(b)凹口滤波器、扭转器电路或用于校正所应用的挡板步的电路；
(c)戴维南(Thevenin)等效电路。
10.如权利要求1所述的改进声音再现、减少相位失真并且改进极坐标响应的方法，其进一步包括使用于右侧三声道扬声器和左侧三声道扬声器的有效三阶分频器事实上相统一，所述右侧三声道扬声器和所述左侧三声道扬声器每一个至少具有低音喇叭、中音喇叭和高音喇叭，并且所述高音喇叭的负端子连接至电源的负端子，其中所述右侧三声道扬声器具有接近挡板步频率应用的对称有效三阶分频器并且所述左侧三声道扬声器具有接近挡板步频率应用的非对称有效三阶分频器；所述右侧三声道扬声器和所述左侧三声道扬声器通常具有但不限于以剩余分频器频率应用的1阶电子分频器；
所述右侧三声道扬声器和所述左侧三声道扬声器中的至少一个可选地具有以下各项中的至少一个：
(a)应用于至少一个中音喇叭或低音喇叭的Zobel电路；
(b)凹口滤波器、扭转器电路或用于校正所应用的挡板步的电路；
(c)戴维南(Thevenin)等效电路。
11.如权利要求1所述的改进声音再现、减少相位失真并且改进极坐标响应的方法，其进一步包括使用于右侧三声道扬声器和左侧三声道扬声器的有效三阶分频器事实上相统一，所述右侧三声道扬声器和所述左侧三声道扬声器每一个至少具有低音喇叭、中音喇叭和高音喇叭，并且所述高音喇叭的负端子连接至电源的正端子，其中所述右侧三声道扬声器具有接近挡板步频率应用的非对称有效三阶分频器并且所述左侧三声道扬声器具有接近挡板步频率应用的对称有效三阶分频器；所述右侧三声道扬声器和所述左侧三声道扬声器通常具有但不限于以剩余分频器频率应用的1阶电子分频器；
所述右侧三声道扬声器和所述左侧三声道扬声器中的至少一个可选地具有以下各项中的至少一个：
(a)应用于至少一个中音喇叭或低音喇叭的Zobel电路；
(b)凹口滤波器、扭转器电路或用于校正所应用的挡板步的电路；
(c)戴维南(Thevenin)等效电路。
12.如权利要求1所述的改进声音再现、减少相位失真并且改进极坐标响应的方法，其进一步包括使用于右侧2.5声道扬声器和左侧2.5声道扬声器的有效三阶分频器相统一，所述右侧2.5声道扬声器和所述左侧2.5声道扬声器每一个至少具有低音喇叭、中低音喇叭和高音喇叭，并且所述高音喇叭的负端子连接至电源的负端子，其中用于给定右侧2.5声道扬声器或左侧2.5声道扬声器的所述低音喇叭的输出比用于所述扬声器的在所述相统一频率下的所述中低音喇叭低近似12dB，并且其中所述右侧2.5声道扬声器具有对称有效三阶分频器并且所述左侧2.5声道扬声器具有非对称有效三阶分频器；
所述右侧2.5声道扬声器和所述左侧2.5声道扬声器中的至少一个可选地具有以下各项中的至少一个：
(a)应用于至少一个中低音喇叭的Zobel电路；
(b)凹口滤波器、扭转器电路或用于校正所应用的挡板步的电路；
(c)戴维南(Thevenin)等效电路。
13.如权利要求1所述的改进声音再现、减少相位失真并且改进极坐标响应的方法，其进一步包括使用于右侧2.5声道扬声器和左侧2.5声道扬声器的有效三阶分频器相统一，所述右侧2.5声道扬声器和所述左侧2.5声道扬声器每一个至少具有低音喇叭、中低音喇叭和高音喇叭，并且所述高音喇叭的负端子连接至电源的正端子，其中用于给定右侧2.5声道扬声器或左侧2.5声道扬声器的所述低音喇叭的输出比用于所述扬声器的在所述相统一频率下的所述中低音喇叭低近似12dB，并且其中所述右侧2.5声道扬声器具有非对称有效三阶分频器并且所述左侧2.5声道扬声器具有对称有效三阶分频器；
所述右侧2.5声道扬声器和所述左侧2.5声道扬声器中的至少一个可选地具有以下各项中的至少一个：
(a)应用于至少一个中低音喇叭的Zobel电路；
(b)凹口滤波器、扭转器电路或用于校正所应用的挡板步的电路；
(c)戴维南(Thevenin)等效电路。
14.如权利要求1所述的改进声音再现、减少相位失真并且改进极坐标响应的方法，其进一步包括使用于右侧N声道扬声器和左侧N声道扬声器的有效三阶分频器、五阶分频器、七阶分频器、九阶分频器、十一阶分频器或更高奇数阶数的分频器相统一，其中N为大于1的整数，所述右侧N声道扬声器和所述左侧N声道扬声器每一个至少具有低音喇叭和高音喇叭，并且所述高音喇叭的负端子连接至电源的负端子，所述右侧N声道扬声器具有与所述左侧N声道扬声器相同奇数阶数的对称有效分频器，所述左侧N声道扬声器具有非对称有效分频器，
所述右侧N声道扬声器和所述左侧N声道扬声器中的至少一个可选地具有以下各项中的至少一个：
(a)应用于至少一个中音喇叭或低音喇叭的Zobel电路；
(b)凹口滤波器、扭转器电路或用于校正所应用的挡板步的电路；
(c)戴维南(Thevenin)等效电路。
15.如权利要求1所述的改进声音再现、减少相位失真并且改进极坐标响应的方法，所述步骤进一步包括使用于右侧N声道扬声器和左侧N声道扬声器的有效三阶分频器、五阶分频器、七阶分频器、九阶分频器、十一阶分频器或更高奇数阶数的分频器相统一，其中N为大于1的整数，所述右侧N声道扬声器和所述左侧N声道扬声器每一个至少具有低音喇叭和高音喇叭，并且所述高音喇叭的负端子连接至电源的正端子，其中所述右侧N声道扬声器具有非对称有效奇数阶数的分频器并且所述左侧N声道扬声器具有与所述右侧N声道扬声器相同奇数阶数的对称有效分频器；
所述右侧N声道扬声器和所述左侧N声道扬声器中的至少一个可选地具有以下各项中的至少一个：
(a)应用于至少一个中音喇叭或低音喇叭的Zobel电路；
(b)凹口滤波器、扭转器电路或用于校正所应用的挡板步的电路；
(c)戴维南(Thevenin)等效电路；或
(d)其任何组合。
16.如权利要求1所述的改进声音再现、减少相位失真并且改进极坐标响应的方法，其进一步包括使用于右侧N声道扬声器和左侧N声道扬声器的有效四阶分频器、六阶分频器、八阶分频器、十阶分频器或更高偶数阶数的分频器相统一，其中N为大于1的整数，所述右侧N声道扬声器和所述左侧N声道扬声器每一个至少具有低音喇叭和高音喇叭，并且所述高音喇叭的负端子连接至电源的负端子，其中所述右侧N声道扬声器具有非对称有效偶数阶数的分频器并且所述左侧N声道扬声器具有与所述右侧N声道扬声器相同偶数阶数的对称有效分频器；
所述右侧N声道扬声器和所述左侧N声道扬声器中的至少一个可选地具有以下各项中的至少一个：
(a)应用于至少一个中音喇叭或低音喇叭的Zobel电路；
(b)凹口滤波器、扭转器电路或用于校正所应用的挡板步的电路；
(c)戴维南(Thevenin)等效电路。
17.如权利要求1所述的改进声音再现、减少相位失真并且改进极坐标响应的方法，其进一步包括使用于右侧N声道扬声器和左侧N声道扬声器的有效四阶分频器、六阶分频器、八阶分频器、十阶分频器或更高偶数阶数的分频器相统一，其中N为大于1的整数，所述右侧N声道扬声器和所述左侧N声道扬声器每一个至少具有低音喇叭和高音喇叭，并且所述高音喇叭的负端子连接至电源的正端子，其中所述右侧N声道扬声器具有对称有效偶数阶数的分频器并且所述左侧N声道扬声器具有与所述右侧N声道扬声器相同偶数阶数的非对称有效分频器；
所述右侧N声道扬声器和所述左侧N声道扬声器中的至少一个可选地具有以下各项中的至少一个：
(a)应用于至少一个中音喇叭或低音喇叭的Zobel电路；
(b)凹口滤波器、扭转器电路或用于校正所应用的挡板步的电路；
(c)戴维南(Thevenin)等效电路。
18.如权利要求1所述的改进声音再现、减少相位失真并且改进极坐标响应的方法，其进一步包括使用于右侧N声道扬声器和左侧N声道扬声器的有效三阶分频器、五阶分频器、七阶分频器、九阶分频器、十一阶分频器或更高奇数阶数的分频器事实上相统一，其中N为大于2的整数，所述右侧N声道扬声器和所述左侧N声道扬声器每一个至少具有低音喇叭、中音喇叭和高音喇叭，并且所述高音喇叭的负端子连接至电源的负端子，其中所述右侧N声道扬声器至少具有以接近挡板步频率的分频器频率被应用的对称有效奇数阶数的分频器，并且所述左侧N声道扬声器至少具有与以接近挡板步频率的分频器频率被应用的所述右侧N声道扬声器相同阶数的非对称有效分频器；所述右侧N声道扬声器和所述左侧N声道扬声器通常具有但不限于以剩余分频器频率应用的1阶电子分频器；
所述右侧N声道扬声器和所述左侧N声道扬声器中的至少一个可选地具有以下各项中的至少一个：
(a)应用于至少一个中音喇叭或低音喇叭的Zobel电路；
(b)凹口滤波器、扭转器电路或用于校正所应用的挡板步的电路；
(c)戴维南(Thevenin)等效电路。
19.如权利要求1所述的改进声音再现、减少相位失真并且改进极坐标响应的方法，其进一步包括使用于右侧N声道扬声器和左侧N声道扬声器的有效三阶分频器、五阶分频器、七阶分频器、九阶分频器、十一阶分频器或更高奇数阶数的分频器事实上相统一，其中N为大于2的整数，所述右侧N声道扬声器和所述左侧N声道扬声器每一个至少具有低音喇叭、中音喇叭和高音喇叭，并且所述高音喇叭的负端子连接至电源的正端子，其中所述右侧N声道扬声器至少具有以接近挡板步频率的分频器频率被应用的非对称有效奇数阶数的分频器，并且所述左侧N声道扬声器至少具有与以接近挡板步频率的分频器频率被应用的所述右侧N声道扬声器相同阶数的对称有效分频器；所述右侧N声道扬声器和所述左侧N声道扬声器通常具有但不限于以剩余分频器频率应用的1阶电子分频器；
所述右侧N声道扬声器和所述左侧N声道扬声器中的至少一个可选地具有以下各项中的至少一个：
(a)应用于至少一个中音喇叭或低音喇叭的Zobel电路；
(b)凹口滤波器、扭转器电路或用于校正所应用的挡板步的电路；
(c)戴维南(Thevenin)等效电路。
20.如权利要求1所述的改进声音再现、减少相位失真并且改进极坐标响应的方法，其进一步包括使用于右侧N声道扬声器和左侧N声道扬声器的有效四阶分频器、六阶分频器、八阶分频器、十阶分频器或更高偶数阶数的分频器事实上相统一，其中N为大于2的整数，所述右侧N声道扬声器和所述左侧N声道扬声器每一个至少具有相应数量的驱动器，包括高音喇叭，其中所述高音喇叭的负端子连接至电源的负端子，其中所述右侧N声道扬声器至少具有以接近挡板步频率的分频器频率被应用的非对称有效偶数阶数的分频器，并且所述左侧N声道扬声器至少具有与以接近挡板步频率的分频器频率被应用的所述右侧N声道扬声器相同阶数的对称有效分频器；所述右侧N声道扬声器和所述左侧N声道扬声器通常具有但不限于以剩余分频器频率应用的1阶电子分频器；
所述右侧N声道扬声器和所述左侧N声道扬声器中的至少一个可选地具有以下各项中的至少一个：
(a)应用于至少一个中音喇叭或低音喇叭的Zobel电路；
(b)凹口滤波器、扭转器电路或用于校正所应用的挡板步的电路；
(c)戴维南(Thevenin)等效电路。
21.如权利要求1所述的改进声音再现、减少相位失真并且改进极坐标响应的方法，其进一步包括使用于右侧N声道扬声器和左侧N声道扬声器的有效四阶分频器、六阶分频器、八阶分频器、十阶分频器或更高偶数阶数的分频器事实上相统一，其中N为大于2的整数，所述右侧N声道扬声器和所述左侧N声道扬声器每一个至少具有相应数量的驱动器，包括高音喇叭，其中所述高音喇叭的负端子连接至电源的正端子，其中所述右侧N声道扬声器至少具有以接近挡板步频率的分频器频率被应用的对称有效偶数阶数的分频器，并且所述左侧N声道扬声器至少具有与以接近挡板步频率的分频器频率被应用的所述右侧N声道扬声器相同阶数的非对称有效分频器；所述右侧N声道扬声器和所述左侧N声道扬声器通常具有但不限于以剩余分频器频率应用的1阶电子分频器；
所述右侧N声道扬声器和所述左侧N声道扬声器中的至少一个可选地具有以下各项中的至少一个：
(a)应用于至少一个中音喇叭或低音喇叭的Zobel电路；
(b)凹口滤波器、扭转器电路或用于校正所应用的挡板步的电路；
(c)戴维南(Thevenin)等效电路。
22.如权利要求1所述的改进声音再现、减少相位失真并且改进极坐标响应的方法，其进一步包括使用于右侧N.5声道扬声器和左侧N.5声道扬声器的有效三阶分频器、五阶分频器、七阶分频器、九阶分频器、十一阶分频器或更高奇数阶数的分频器事实上相统一，其中N为大于1的整数，所述右侧N.5声道扬声器和所述左侧N.5声道扬声器每一个至少具有相应数量的驱动器，包括高音喇叭，并且所述高音喇叭的负端子连接至电源的负端子，其中除非低音喇叭显示挡板步，用于给定右侧N.5声道扬声器和左侧N.5声道扬声器的低音喇叭的输出比用于所述扬声器的以所述相统一频率显示挡板步的所述驱动器的输出低近似12dB，并且其中所述右侧N.5声道扬声器至少具有以接近挡板步频率的分频器频率被应用的对称有效奇数阶数的分频器，并且所述左侧N.5声道扬声器至少具有与以接近挡板步频率的分频器频率被应用的所述右侧N.5声道扬声器相同奇数阶数的非对称有效分频器；所述右侧N.5声道扬声器和所述左侧N.5声道扬声器通常具有但不限于以剩余分频器频率应用的1阶电子分频器；
所述右侧N.5声道扬声器和所述左侧N.5声道扬声器中的至少一个可选地具有以下各项中的至少一个：
(a)应用于至少一个中音喇叭、中低音喇叭或低音喇叭的Zobel电路；
(b)凹口滤波器、扭转器电路或用于校正所应用的挡板步的电路；
(c)戴维南(Thevenin)等效电路。
23.如权利要求1所述的改进声音再现、减少相位失真并且改进极坐标响应的方法，其进一步包括使用于右侧N.5声道扬声器和左侧N.5声道扬声器的有效三阶分频器、五阶分频器、七阶分频器、九阶分频器、十一阶分频器或更高奇数阶数的分频器事实上相统一，其中N为大于1的整数，所述右侧N.5声道扬声器和所述左侧N.5声道扬声器每一个至少具有相应数量的驱动器，包括高音喇叭，并且所述高音喇叭的负端子连接至电源的正端子，其中除非低音喇叭显示挡板步，用于给定右侧N.5声道扬声器和左侧N.5声道扬声器的低音喇叭的输出比用于所述扬声器的以所述相统一频率显示挡板步的所述驱动器的输出低近似12dB，并且其中所述右侧N.5声道扬声器至少具有以接近挡板步频率的分频器频率被应用的非对称有效奇数阶数的分频器，并且所述左侧N.5声道扬声器至少具有与以接近挡板步频率的分频器频率被应用的所述右侧N.5声道扬声器相同奇数阶数的对称有效分频器；所述右侧N.5声道扬声器和所述左侧N.5声道扬声器通常具有但不限于以剩余分频器频率应用的1阶电子分频器；
所述右侧N.5声道扬声器和所述左侧N.5声道扬声器中的至少一个可选地具有以下各项中的至少一个：
(a)应用于至少一个中音喇叭、中低音喇叭或低音喇叭的Zobel电路；
(b)凹口滤波器、扭转器电路或用于校正所应用的挡板步的电路；
(c)戴维南(Thevenin)等效电路。
24.如权利要求1所述的改进声音再现、减少相位失真并且改进极坐标响应的方法，其进一步包括使用于右侧N.5声道扬声器和左侧N.5声道扬声器的有效四阶分频器、六阶分频器、八阶分频器、十阶分频器或更高偶数阶数的分频器事实上相统一，其中N为大于1的整数，所述右侧N.5声道扬声器和所述左侧N.5声道扬声器每一个至少具有相应数量的驱动器，包括高音喇叭，并且所述高音喇叭的负端子连接至电源的负端子，其中除非低音喇叭显示挡板步，用于给定右侧N.5声道扬声器和左侧N.5声道扬声器的低音喇叭的输出比用于所述扬声器的以所述相统一频率显示挡板步的所述驱动器的输出低近似12dB，并且其中所述右侧N.5声道扬声器至少具有以接近挡板步频率的分频器频率被应用的非对称有效偶数阶数的分频器，并且所述左侧N.5声道扬声器至少具有与以接近挡板步频率的分频器频率被应用的所述右侧N.5声道扬声器相同偶数阶数的对称有效分频器；所述右侧N.5声道扬声器和所述左侧N.5声道扬声器通常具有但不限于以剩余分频器频率应用的1阶电子分频器；
所述右侧N.5声道扬声器和所述左侧N.5声道扬声器中的至少一个可选地具有以下各项中的至少一个：
(a)应用于至少一个中音喇叭、中低音喇叭或低音喇叭的Zobel电路；
(b)凹口滤波器、扭转器电路或用于校正所应用的挡板步的电路；
(c)戴维南(Thevenin)等效电路。
25.如权利要求1所述的改进声音再现、减少相位失真并且改进极坐标响应的方法，其进一步包括使用于右侧N.5声道扬声器和左侧N.5声道扬声器的有效四阶分频器、六阶分频器、八阶分频器、十阶分频器或更高偶数阶数的分频器事实上相统一，其中N为大于1的整数，所述右侧N.5声道扬声器和所述左侧N.5声道扬声器每一个至少具有相应数量的驱动器，包括高音喇叭，并且所述高音喇叭的负端子连接至电源的正端子，其中除非低音喇叭显示挡板步，用于给定右侧N.5声道扬声器和左侧N.5声道扬声器的低音喇叭的输出比用于所述扬声器的以所述相统一频率显示挡板步的所述驱动器的输出低近似12dB，并且其中所述右侧N.5声道扬声器至少具有以接近挡板步频率的分频器频率被应用的对称有效偶数阶数的分频器，并且所述左侧N.5声道扬声器至少具有与以接近挡板步频率的分频器频率被应用的所述右侧N.5声道扬声器相同偶数阶数的非对称有效分频器；所述右侧N.5声道扬声器和所述左侧N.5声道扬声器通常具有但不限于以剩余分频器频率应用的1阶电子分频器；
所述右侧N.5声道扬声器和所述左侧N.5声道扬声器中的至少一个可选地具有以下各项中的至少一个：
(a)应用于至少一个中音喇叭、中低音喇叭或低音喇叭的Zobel电路；
(b)凹口滤波器、扭转器电路或用于校正所应用的挡板步的电路；
(c)戴维南(Thevenin)等效电路。
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