CN105393555A - 声相位插件 - Google Patents

Abstract

一种用于具有从动隔膜的扬声器的相位插件，其中在使用中设置成邻近隔膜的相位插件的表面的至少一部分沿两个正交方向是大体上环形的，且具有沿第三正交方向的轴线，且其中前述环形表面的至少一部分成形使得在穿过环形表面的连续径向截面通过使平面围绕轴线旋转而生成时，相位插件的表面的截面形状随旋转角增大而定期变化。

Description

声相位插件

技术领域

本发明涉及一种在用于将电信号转换成声音的系统中使用的声相位插件，诸如用于压缩驱动器或扬声器的相位插件。

背景技术

相位插件在使用中通常设置成邻近隔膜，隔膜被沿轴向驱动以生成声波；这些声波由相位插件导送，以便增强隔膜的声性能。常规的相位插件具有接近地遵循相关联的隔膜的几何形状的轴对称的表面。隔膜与相位插件之间的包围的空气体积必须足够小，以避免由于声顺引起的高频率输出损失。为了实现最大低频输出，隔膜必须以最大可能的位移移动。

已经进行了一些尝试来沿轴向方向成形隔膜，以便提高其刚度，且因此改善其声性能；然而，此形状的引入不可避免地减小相位插件与隔膜之间的空隙(这是不期望的，因为它令隔膜在操作期间有冲击相位插件的风险，这对声音质量具有巨大的不利效果)，或其增大隔膜与相位插件之间的腔的容积，这也是非期望的。由于此，以及其它实际的约束，轴向成形的大小在面对隔膜的相位插件的部分中严重受限。

发明内容

因此，本发明提供了一种用于具有从动隔膜的扬声器的相位插件，其中使用中设置成邻近隔膜的相位插件的表面的至少一部分在两个正交方向上是大体上环形的，且具有沿第三正交方向的轴线，且其中前述环形表面的至少一部分成形使得在穿过环形表面的连续径向截面通过围绕轴线旋转平面生成时，横穿前述平面的相位插件的表面的截面形状随旋转角增大而变化。截面的变化可为定期的。

此布置便于沿轴向方向将隔膜成形至显著的程度，允许了优化隔膜的刚度，同时避免隔膜/相位插件冲击和不必要且非期望地增大隔膜与相位插件之间的容积的问题。

相位插件的表面可还包括包绕定期变化形状的部分的一个或更多个轴对称面积。大体上环形的表面可还包括环形部分内的轴对称部分，且/或相位插件的表面可包括大体上环形部分内的凹面部分。可在轴线上定心(且基本轴对称)的该凹面部分可大体上为圆顶形，例如，作为球、椭圆体、抛物面或双曲面的一部分的凹圆顶形。

相位插件可包括用于由设置成邻近相位插件的隔膜生成的声波经过的至少一个通道，该通道或各个通道终止于邻近相位插件表面的定期变化形状的部分。

非轴对称的部分可围绕凹面沿周向延伸，该凹面可为轴对称的。变化形状的部分可围绕轴对称的表面平稳和/或基本不间断地延伸。除(多个)定期变化形状的部分之外的相位插件的表面的部分可为轴对称的；除相位插件的表面的可选的中心部分之外，可存在形成变化形状的部分内侧和/或外侧的环带的基本平的或平面的表面。

相位插件表面的定期改变形状的部分可包括形成在大体上环形表面中的一系列轴向腔：该系列腔可形成为分离的但基本上类似的独立腔，其大体上围绕大体上环形表面沿周向设置(这些腔可围绕圆周均匀地分布)，或其可包括单个的、弯曲形状的腔。定期变化形状的部分可围绕环形表面基本不间断地延伸，且/或其可为光滑的且与表面的包围部分平稳混合，或其可包括一系列腔，腔自身是光滑的，但在它们混合到相位插件的大体上环形表面中处是间断的。备选地或此外，(多个)定期改变形状的部分可为一连串起伏的形式，或基本连续不断的曲线的形式，这可具有正弦的外形。起伏可从环形表面的总体平面沿轴向方向的任一方向或两者突出。

本发明认识到改善的声性能可通过使用用于相位插件的表面的几何形状实现，该几何形状不是总体上轴对称的，但在环形区域中具有变化的径向截面形状，以便提供凹面和变化形状的区域来允许用于由该处的隔膜生成的声波的通道的终止。该区域可形成为表面中的一系列光滑形状的有规则的腔(例如，圆形/圆顶形、三角形或基本上任何直线或曲线形状)，或作为相位插件的表面的大体上环形部分的一连串周向的起伏。用于给定腔容积的最大输出可通过将相位插件制作成与转移隔膜表面形状相同来获得。该途径允许了在周向起伏和其大小的选择中的更大自由。例如，周向起伏可甚至大于相位插件与隔膜的间距。

按常规，相位插件将具有用于由隔膜生成的声波的一个或更多个通道。这些通道可为径向或环形或一系列圆形孔或其它形状。这些通道中的至少一个可终止于或邻近相位插件表面的定期变化形状部分处。

另一方面，本发明还包含一种并入如本文所描述的相位插件的扬声器。

为了方便起见，本发明主要在本文中参照圆形相位插件描述，然而本发明同样适用于非圆形相位插件，诸如椭圆形或跑道形状，或沿两个正交方向对称且位于相位插件表面的总体平面中的任何形状，相位插件表面在使用中意图位于邻近声音驱动的隔膜。因此或除非清楚另外指出，用语“环形”、“圆周”、“周向的”、“周向地”、“同心的”或“围绕”在本描述或权利要求中的任何使用不应当解释为仅限于圆形形状，也不看作是需要在单个轴线上定心，而是简单地包绕边界。类似地，用语"看起来为正弦曲线"不应当解释为限于严格的正弦形状，而是宽泛地解释为包含任何基本光滑的一系列基本连续不断和基本循环的曲线。

附图说明

现在将通过举例参照附图来描述本发明的实施例，在附图中：

图1为按照本发明的设置成结合隔膜使用的相位插件的一部分的示意性透视图；

图2为图1的隔膜的透视图；

图3为与图1的相位插件类似的相位插件的凹面的透视图，以及

图4为由图1的箭头4-4指出的平面的局部截面视图。

具体实施方式

图1中所示的相位插件1示为其将在压缩驱动件，或扬声器中使用时，设置成邻近隔膜3，隔膜3由音圈5驱动(音圈5通过线轴6连接到隔膜3上，见图4)。相位插件1包括三个件7,9,11，其如本领域中已知那样连接，并设置以便向由隔膜3生成的声波提供两个同心的环形通道13,15；这些通道的长度和形状是确保压缩驱动件是有效的和声音再生的高质量的重要因素，然而如将变得显而易见的是，通道并未形成本发明自身的一部分，相位插件的精确组分，或者除邻近隔膜之外且与一个声波通道有关的它的形状和构造也不会形成本发明自身的一部分。

如在图2中可见，隔膜3具有圆顶形中心部分17，其延伸至平面区域19，其反面附接有音圈5，并且音圈5布置成平行于X轴线振动隔膜3(图1示出了正交的X,Y和Z轴线)。转接半径20在中心圆顶形部分17与平面区域19之间。包绕平面区域19的是大体上平的环形部分21，多个圆顶形凸起23沿周向围绕该平面区域19设置，使得隔膜的环形部分21关于X轴线是非轴对称的，其中在穿过环形表面的连续的径向截面通过使平面围绕X轴线旋转生成时，相位插件的表面的截面形状随旋转角增大而定期变化。图2示出了具有围绕大体上环形的部分21的平面均匀地分布的总共13个凸起23的隔膜，且互补的相位插件将具有对应数目和分布的腔。

相位插件1的表面相对于隔膜3构造和设置，以便在它们之间提供空气腔25(见图4)，其尺寸是最重要的：为了将扬声器效率维持在高频率下，空气腔25的容积必须小，但隔膜3与相位插件1的相邻面之间的距离(即，沿附图中的X方向)必须足够大，使得在隔膜被驱动时，没有隔膜部分冲击相位插件。因此，意图在使用中邻近隔膜3的相位插件1的表面在其中心为凹面的圆顶形，带有窄平面环形区域27以匹配隔膜/驱动线圈的区域19，且然后具有大体上平面的环形部分29，其中存在凹入的凹部或腔31(更容易在图3中看到)以容纳凸起23。腔围绕环带29均匀地分布。如在图1和4中可见，声道中的一个(最内通道15)终止于相位插件/隔膜的圆顶形部分处，而另一个、最外通道13终止于环形部分29处。通道13在部分29的终止(见图4)出现在与圆顶形腔31一致的点处。因此，可从图4推断出的是，尽管内通道15的末端形成围绕圆顶的圆周的轴对称的环带，但是邻近隔膜的外通道13的末端为非轴对称的，且形成一系列起伏。优选地，除凸起23与环形部分21的交点(其相当尖锐(且如附图中所示，具体是图3))之外，这些起伏相对光滑。备选地，这些交点可以是相对光滑地弧型的。

参看图3，这示出了备选的相位插件1'，其具有中心圆顶形凹入凹部33，其带有用于由隔膜(未示出)的圆顶形部分生成的声波的三个分离的通道。沿周向腔31的线终止的通道并未在图3中示出，使得可更深地认识到腔31。还将理解的是，腔和通道的数目和安置可变化，且通道的数目、形状和构造可变化；对于本发明的目的，重要的是邻近隔膜的相位插件具有本质上环形部分21(但其不一定是平面的，或实际上一点也不具有任何平面的部分)，其成形为以便如已经描述的那样在截面改变，以便提供至少一个声波通道终止于其上的非轴对称的表面。我们已经发现相位插件表面的此形状有助于高频效率和跨过宽的带宽的声音质量；另外，调整相位插件中的通道的末端处的起伏的大小和/或数目允许本领域中公知的“调节”过程，以例如最小化模态刺激和/或干扰，同时维持或改善效率。

典型地，相位插件与隔膜的间距可在0.1mm到1.2mm的区域中，且有效隔膜辐射面积与相位插件的进入面积之比(也称为压缩比)在5到12之间。音圈的平均通量由铁杆的饱和度限制，且取决于磁铁大小和成本在1.2特斯拉到2.1特斯拉之间。大部分压缩驱动器使用钛隔膜和铝音圈，其常常覆盖有铜，以改善电连接性。

图3示出了具有围绕大体上环形的部分29的平面均匀地分布的总共45个腔的相位插件；将认识到的是，各个腔因此对向总的旋转圆的8度。

当然，将理解的是，对上述实施例可作出许多变型而不脱离本发明的范围。例如，尽管附图示出了一系列圆顶形的腔31，但这些可为任何光滑的凹形(例如，椭圆形、卵形体、矩形、菱形等)，或甚至由具有径向和/或周向起伏的连续不断地弯曲表面形成，其可看起来为正弦曲线，且其可定期或循环地弯曲。可存在任何数目的腔，且这些可布置在一个或更多个周向排中，其可根据相关声学要求对准、交错或对称地布置。类似地，尽管附图中的相位插件具有大体上圆顶形或球形中心腔，但这可为任何光滑的弯曲形状，诸如椭圆体、双曲面体或抛物面，或源自圆环面的表面的一部分的表面，且尽管示为轴对称的，但此腔的形状可为非轴对称的。腔示为围绕圆均匀地间隔开，然而对于一些应用，腔可非均匀地间隔开，且/或任何曲线的圆都可变化。此外，尽管上文描述了不同变型或备选布置，但应当理解的是，本发明的实施例可以以任何适合的组合并入此类变型和/或备选方案。

Claims (13)

1.一种用于具有从动隔膜的扬声器的相位插件，其中在使用中设置成邻近所述隔膜的所述相位插件的表面的至少一部分沿两个正交方向是大体上环形的，且具有沿第三正交方向的轴线，且其中所述环形表面的至少一部分成形使得在穿过所述环形表面的连续径向截面通过使平面围绕所述轴线旋转生成时，所述相位插件的所述表面的截面形状随旋转角增大而定期变化。

2.根据权利要求1所述的相位插件，其特征在于，所述相位插件的所述表面还包括包绕所述定期变化形状的部分的轴对称的面积。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的相位插件，其特征在于，所述大体上环形表面还包括所述环形部分内的轴对称部分。

4.根据权利要求1、2或3所述的相位插件，其特征在于，所述相位插件的所述表面还包括所述环形部分内的凹面部分。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的相位插件，其特征在于，所述相位插件具有用于由设置成邻近所述相位插件的隔膜生成的声波的通路的至少一个通道，该通道终止于邻近所述相位插件表面的所述定期变化形状的部分。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的相位插件，其特征在于，所述定期变化形状的部分包括形成在所述相位插件的所述环形表面部分中的腔。

7.根据权利要求1至5中的任一项所述的相位插件，其特征在于，所述定期改变形状的部分围绕所述环形表面平滑地且/或基本不间断地延伸。

8.根据权利要求7所述的相位插件，其特征在于，所述定期变化形状的部分包括形成在所述相位插件的所述环形表面部分中形成的起伏。

9.根据权利要求8所述的相位插件，其特征在于，所述起伏在沿所述轴线看时形成一连串的基本连续不断的曲线。

10.根据权利要求9所述的相位插件，其特征在于，所述曲线沿周向看起来是正弦曲线。

11.根据权利要求8、9或10所述的相位插件，其特征在于，所述起伏在沿所述轴线的任一或两个方向上从所述相位插件的所述大体上环形表面突出。

12.一种扬声器，包括根据前述权利要求中的任一项所述的相位插件。

13.一种基本如上文描述且参照附图的相位插件。