CN106257934B - 单腔式立体声音箱内置中高频隔离器 - Google Patents

Abstract

关于单腔式立体声音箱的音质和立体声效果改善提高的一种改良设计。提出一种新的设计思路，在不影响低频段两声道共用一个腔体一个被动辐射器的前提下，对腔体内的不同声道的中高频声波进行隔离，减小串扰，进而改善音质和声场。

Description

单腔式立体声音箱内置中高频隔离器

技术领域

属于音箱设计，具体属于单腔式立体声音箱的设计。

背景技术

随着音响的小型化，各种小型、微型音响日益普及。而因为结构和模具的限制，目前普遍的设计是采用单腔体的立体声双声道的音箱的方式，两个声道的扬声器共用一个音腔，并且一般还共用一套倒相管或一个(或一个以上)被动辐射器。该种设计沿用经久，自美国著名品牌使用以来，已经成为业内公认的经典设计。该种结构具有结构简单，安装方便和可以小型化的优点。但是存在一定的缺点：两个声道互相串扰，漏音严重，影响音质和立体声效果或声像定位不好。但是由于其结构和安装的优点而大行其道，大家对其音质上的缺点熟视无睹，或者讲视而不见，未见有提出其音质有缺陷的文献，更未见对上述缺点进行任何改进的企图。

发明目的

希望能够在保持单腔式的优点的同时，对其缺点进行改善，提高声道间的隔离度，改善音质，改善声像定位或立体声效果。

发明内容

首先对现有设计进行分析，可以看出左右两声道的扬声器的背后是共用的一个腔体以及一个被动辐射器。因而当一个扬声器发声振动时，其后向声波在腔体内会直接加载到另一声道的扬声器上，此时另一声道的扬声器相当于另一个被动辐射器，而且是未经很好调谐的被动辐射器，因而会辐射一些不需要的声波，破坏整体响应。除非是两个声道馈入的是完全相同的信号，此时两个扬声器相当于单声道双单元设计；否则，两个声道的串扰就不可避免。实际听感证实了这种串扰的严重性和存在，明显音乐中夹杂了很多杂散噪音，背景不干净。

如果采用隔成两个腔体的话，腔体结构复杂，安装也十分不方便，更不利于产品的小型化。为此，提出一种新的设计思路，在不影响低频段两声道共用一个腔体一个被动辐射器的前提下，对腔体内的中高频声波进行隔离，减小串扰，进而改善音质。

参考附图2，在腔体内，在扬声器与辐射器之间加入了两个多孔隙材料如棕丝板等制成的中高频隔离器5.1和5.2，把腔体内空间分隔成三个部分：两个扬声器后面的部分4.1和4.2，以及辐射器后面部分4.3。扬声器的低频后向声波的波长远大于隔离器的板厚，可以穿过此隔离器，衰减很少，仅有阻尼效果而已，扬声器的低频后向声波推动被动辐射器振动而不受隔离期的影响。由于低频信号没有方向性，一般低频信号两个声道是相同的，两个扬声器同时工作，推动辐射器振动。可以说在低频段，隔离器仅起到阻尼作用，不破坏腔体的原有调谐和响应。而在中高频段，隔离器的厚度与声波的波长可以比拟，腔内后向声波在穿过隔离器时衰减较大，而且在到达另一声道扬声器处前，后向声波要经过两个隔离器的衰减，因而声道间的串扰会大大降低。

为进一步改善隔离效果，参考附图3，可以在附图2的隔离器之间加多隔离器5.3，在5.3前留有足够的空间给辐射器作为振幅之用。如此设计，后向声波大部分要经过隔离器5.1、5.2和5.3，被大幅衰减，只有少部分可以经过辐射器后部的空间，经过两个隔离器5.1和5.2的衰减，到达另一声道扬声器处，因而串扰被进一步减少。

在本设计中，腔体内被隔离器分割成两种分空间，一是扬声器后的分空间，如附图中的4.1和4.2；一是被动辐射器后的分空间4.3。而这种分割对于低频声波影响很小，仅对中高频声波有影响，并且频率越高，隔离效果越好，声道间串扰就越小。而隔离器可以选用多种多孔隙材料，如棕丝压制成的薄板，通孔海绵，羊毛毡等，也可以多种材料混用。材料选取的原则是：对低频段声波穿透无大衰减而有良好的阻尼效果，同时对中高频声波的穿透有良好的衰减效果；材料具有一定的硬度，可以在腔体内保持形状不变形，因为隔离器变形后可能破坏与腔体内壁的紧密贴合，产生间隙进而引致隔离衰减效果减弱。

实际使用中，本设计不仅改善了串扰噪音问题，也改善了立体声效果或者说声像定位和声场宽度。因为声像定位决定于声道间的信号差异，声像在左边时，信号在左声道，右声道信号很小。但如附图1的现有设计，左声道的后向声波经过腔室无衰减的到达右声道扬声器的后面，策动右声道扬声器振动，此时声像会从原本的左侧移向中间，因而现有技术设计的单腔式立体声音箱的声像集中在中间，音场宽度欠奉。而且由于串扰噪音的干扰，声像定位的清晰度降低。采用本设计方案后，到达右声道的后向声波的高中频部分衰减很大，右声道扬声器受到很小地策动，对声像定位的干扰影响很小，音场的宽度可以达到与音箱的宽度相当的理想效果。而且串扰噪音少了后，背景干净，声像定位清晰度也大为提高。

本设计针对已经市场化很长时间的经典设计进行优化，创造性地提出声道间的中高频串扰影响音质的技术问题，并进而使用简单易用的设计有效地解决了该技术问题而且保持了原设计单腔式的原有优点，获得显著的技术效果。可以视为是克服了“单腔式设计肯定有其固有缺点无法避免”的技术偏见，达到意想不到的技术效果的具有创造性的设计。

附图说明

附图1是现有技术的示意。可见一个腔体3上安装有两个声道的扬声器1.1和1.2和一个被动辐射器2，左右声道的扬声器共用一个腔内空间4和辐射器2。

附图2是本设计的一种方案的示意。在类似附图1的结构上，增加了两个中高频声波隔离器5.1和5.2，把腔体3内部空间分割为三个部分：分空间4.1、4.2和4.3。

附图3是对附图2设计的进一步改良。在隔离器5.1和5.2之间增加了隔离器5.3，进一步加强隔离效果。

附图4是针对采用前后两个辐射器2的结构采用隔离器的示意。三个隔离器5.1、5.2和5.3把腔体3内部空间分割为四个部分：扬声器后面部分的两个分空间4.1和4.2，以及两个辐射器2后面的两个分空间4.3。

具体实施方式

实施例1

参考附图2，左右声道扬声器1.1和1.2，被动辐射器2，两个隔离器5.1、5.2。采用多孔隙材料棕丝板材制成的隔离器5.1和5.2，其尺寸刚好或略大于腔体横截面内尺寸，放入腔体后，隔离器的侧面与腔体3各内壁紧密接触，把腔内空间4分隔成三个部分：4.1、4.2和4.3，三个分空间4.1、4.2和4.3之间的声波相互传递必须穿过隔离器5.1和5.2。当左声道扬声器馈入中高频信号时，产生前后声波，其中后向声波经过分空间4.1，穿过隔离器5.1并被衰减进入分空间4.3，再经过4.3后遇到隔离器5.2，穿过隔离器5.2并被衰减后到达分空间4.2，此时声波穿过两个隔离器经过两次衰减，已经很弱，策动右声道扬声器只能产生很小的串扰信号，对声像定位的影响大为降低。而当左声道扬声器馈入低频信号时，产生前后声波，其中后向声波经过分空间4.1，到达并穿过隔离器5.1，由于隔离器5.1的厚度小于此时声波的波长，衰减很小，后向声波顺利到达分空间4.3并策动辐射器振动发声，因而本设计对低频的影响很小，可以视作不破坏音箱的低频设计。本实施例中被动辐射器可以是两个或两个以上，比如在图中辐射器的对面腔壁上可以安装一个额外的被动辐射器，形成前后两个被动辐射器。

实施例2

参考附图3，在附图2的设计基础上，加入多孔隙材料制成的隔离器5.3，5.3的平行于图面的侧面与腔体3的内壁紧密贴合。分空间4.3的设置是保证辐射器2的正常振动，留下足够的振幅空间。此时左声道的后向声波大部分要经过隔离器5.1、5.3和5.2的衰减，只有少部分可以经过分空间4.3绕过隔离器5.3经过隔离器5.1和5.2的衰减到达右声道扬声器处。由于隔离器5.3的宽度很大，一部分后向声波经过5.1、5.2和5.3的衰减后到达另一声道扬声器，强度可以忽略；另一部分声波经过空间4.3绕过隔离器5.3，经过5.1和5.2隔离器的衰减后，也大为减弱。到达右声道扬声器处的总的后向声波小于附图2的设计。因而本设计方案可以改善附图2设计。这里的隔离器5.1、5.3和5.2实际制作可以是一体的，安装加工都更为方便。

实施例3

参考附图4，本方案是针对采用前后两个被动辐射器的结构的改善设计。左右声道扬声器1.1和1.2，前后两个被动辐射器2，三个隔离器5.1、5.2和5.3构成一个“工”字形，其中5.1和5.2的侧面与腔体3内壁紧密贴合，5.3的平行于图面的两个侧面也与腔体3内壁紧密接触，使得声波在被隔成的空间4.1、4.2和4.3之间传递时，必须穿过隔离器。左声道的后向声波的中高频部分，大部分经过隔离器5.1、5.2和5.3的严重衰减，到达右声道扬声器处的分量很小；而另外小部分后向声波经过隔离器5.1和5.2，经过空间4.3绕过隔离器5.3，但经过两个隔离器5.1、5.2的衰减，此小部分声波也已大为减弱。因而总的到达右声道扬声器处的左声道的后向声波被大大衰减，产生的声道串扰大为降低。这里的隔离器5.1、5.3和5.2实际制作可以是一体的，安装加工都更为方便。也可以采用不同材料制成再胶合在一起，形成一体化的混合材质的“工”字形隔离器5.1、5.2和5.3。

本设计不限于附图中的结构，对于其它类似设计，可以根据上述实施例的提示加以简单的变化以适应其它设计结构。同时，倒相式音箱设计与被动辐射器式设计具有完全共通的原理，可以直接把本设计中的被动辐射器替换为调谐的倒相管，而前述各种隔离器的设置不受影响。同时，隔离器与腔体内壁的贴合是保证良好隔离效果的前提，但是作为技术效果退一步的设计，隔离器与腔体内壁留有小的间隙也是可以接受的，只要保证隔离器占据了绝大部分腔体横截面，一个声道的后向声波的绝大部分要经过隔离器衰减才可以到达另一声道的扬声器即可。

Claims (5)

1.一种单腔式立体声音箱，左右声道的扬声器共用一个腔体和一套被动辐射器或倒相管，其特征在于，在腔体内，有至少一个多孔隙材料板材制成的中高频隔离器，隔离器的侧面与腔体内壁紧密贴合，把腔体内空间分割成两个或两个以上的分空间，一个分空间的声波必须穿透隔离器才可以到达另一个分空间，而两个声道的扬声器分别处于不同分空间。

2.根据权利要求1所述的单腔式立体声音箱，其特征在于，所述的隔离器有两个，把腔体内分割成三个分空间，扬声器后的两个分空间及被动辐射器后的分空间，三个分空间内的声波相互传递必须穿透隔离器，隔离器的侧面与腔体的侧壁紧密贴合，一个声道扬声器产生的后向声波穿透两个隔离器才可以到达另一声道扬声器处。

3.根据权利要求1所述的单腔式立体声音箱，其特征在于，所述的隔离器有三个，两个位于扬声器与被动辐射器之间，第三个隔离器位于被动辐射器的后面，并且在第三个隔离器与被动辐射器之间留有振幅空间。

4.根据权利要求1所述的单腔式立体声音箱，两个声道的扬声器共用一个腔体和前后两个被动辐射器，其特征在于，所述的隔离器有两个，把腔体内空间分割成三个：扬声器后面的两个分空间和两个被动辐射器后面的分空间，一个声道扬声器的后向声波要穿透两个隔离器才可以到达另一声道扬声器处。

5.根据权利要求1所述的单腔式立体声音箱，两个声道的扬声器共用一个腔体和前后两个被动辐射器，其特征在于，所述的隔离器有三个，呈工字形，把腔体内空间分割成四个，扬声器后面的两个分空间和被动辐射器后面的两个分空间，一个声道扬声器的大部分后向声波要穿透三个隔离器才可以到达另一声道扬声器处。