CN111107472B - 同轴压缩驱动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种同轴压缩驱动器(100)，包括：壳体(101)；容纳在所述壳体(101)中的用于相对较低频率的第一振动膜(10)，其中所述第一振动膜(10)面向与第一声导管(11)连通的第一压缩室(18)；容纳在所述壳体(101)中的用于相对较高频率的第二振动膜(20)，其中所述第二振动膜(20)面向与第二声导管(21)连通的第二压缩室(28)。所述第一振动膜(10)和所述第二振动膜(20)相对于彼此同轴或基本同轴地布置在所述壳体(101)中。所述第一声导管(11)和所述第二声导管(21)汇聚成公共输出声导管(30)。所述同轴压缩驱动器(100)包括至少部分地容纳在所述第一声导管(11)中的无源低通滤波器(50)。

Description

同轴压缩驱动器
技术领域
本发明涉及音频再现系统的技术领域，并且具体地涉及同轴压缩驱动器。
背景技术
电声换能器是适用于将电信号转换为声波的声音系统的设备。特定类型的已知声换能器包括至少一个声源(例如压缩驱动器)以及声波导(称为喇叭)。
喇叭包括内部中空主体，该内部中空主体在适合于接收声辐射的输入开口和用于将所述声辐射扩散到喇叭外部的输出开口之间延伸。主体具有界定扩张导管的内壁，该扩张导管允许声辐射在输入开口和输出开口之间传播。输入开口通常称为颈部，而输出开口通常称为嘴部。
在一些声换能器中，至少一个同轴压缩驱动器可以紧固到喇叭颈部。
同轴压缩驱动器通常包括壳体，该壳体容纳：用于相对较高的频率(例如用于高频)的第一振动膜，以及用于相对较低的频率(例如用于低频和/或中频)的第二振动膜。第一膜和第二膜相对于彼此同轴或基本同轴。第一振动膜面向与第一声导管连通的第一压缩室。类似地，第二振动膜面向与第二声导管连通的第二压缩室。第一声导管和第二声导管最初被分离并会聚成共同的输出声导管。这种公共声导管将由第一振动膜和第二振动膜产生的声波所引起的声波传导至同轴压缩驱动器的输出端口，并因此传导至喇叭的入口。压缩室和声导管的组形成通常被称为相位锥(phase plug)的部件，即允许频率响应向上延伸，从而更好地将声波传播到喇叭，继而减小相消干扰的已知部件。
在专利EP 2640089B1中描述了上述类型的同轴压缩驱动器。
在已知的同轴压缩驱动器中，在两个上述声导管的接合点处会发生声干扰现象(具体是结构内部的共振)，从而影响频率响应的质量。对于相对较高的频率，这种干扰的影响在振动膜的频率响应中尤为明显，并且取决于两个振动膜之间的实际距离。
文献US2006/285712描述了一种扬声器，该扬声器包括包含在壳体中的同轴驱动器、喇叭和布置在同轴驱动器与喇叭之间的壳体外部的声变换器。该解决方案具有不太紧凑的缺点。
图8中的文献US4619342描述了一种扬声器系统，其具有外部低频扬声器和内部高频扬声器。每个扬声器都有自己的穿孔喇叭。两个喇叭的组构成了一个声滤波器。在任何情况下，文献US4619342描述了一种复杂的扬声器和不是同轴的压缩驱动器。此外，还参考文献US4619342的图11和图12所描述的前述扬声器系统的替代实施例，应当注意，此类实施例不涉及同轴压缩驱动器。
文献WO03086016描述的是在两个单独且非同轴驱动器之间，分别在高频驱动器和低频驱动器之间使用声滤波器。因此，该文献没有描述同轴压缩驱动器。
发明内容
本发明的目的是提供一种同轴压缩驱动器，其能够克服或至少部分地减少以上参考背景技术的同轴压缩驱动器所描述的缺点。
该目的是通过权利要求1中总体上定义的同轴压缩驱动器来实现的。上述同轴压缩驱动器的优选和有利实施例在所附从属权利要求中定义。
参考附图并根据以下段落中综合描述的对本发明特定实施例的以下详细描述，将更好地理解本发明，该详细描述是通过解释的方式进行的并因此决不是限制性的。
附图说明
图1示出了电声换能器的非限制性实施例的三维俯视图，该电声换能器包括喇叭和联接到喇叭的同轴压缩驱动器。
图2示出了图1中喇叭的平面侧面剖视图。
图3示出了图1中的同轴压缩驱动器的平面侧面剖视图。
图4示出了图1中的同轴压缩驱动器的三维剖视图。
图5示出了图1中的同轴压缩驱动器的分解平面侧面剖视图。
图6示出了图1中的同轴压缩驱动器的三维视图，其中一些部件是剖视图。
图7示出了无源低通滤波器的可能实施例的三维视图，该无源低通滤波器可用于图1中的同轴压缩驱动器。
图8示出了图7中的无源低通滤波器的可能实施例的三维视图。
具体实施方式
图1示出了电声换能器1的为了解释而不是限制的实施例。
在所示的特定实施例中，电声换能器1包括压缩驱动器100和喇叭2，其例如通过机械联接系统而可操作地彼此联接。在图1所示的特定示例中，喇叭2通过联接凸缘5和螺钉6的相关系统来机械地联接。
喇叭2具有在输入开口3和相对输出开口4之间延伸的内部中空主体，该输入开口适于接收由同轴压缩驱动器100发射的声辐射，并且该相对输出开口用于将这种声辐射扩散到喇叭2的外部。输入开口3通常称为颈部，而输出开口4通常称为嘴部。
喇叭2的主体具有限定扩张导管的壁，该扩张导管允许在输入开口3和输出开口4之间(即在颈部和嘴部之间)发射的声辐射进行传播。在附图所示的非限制性示例中，输出开口4具有四边形形状，在该示例中为矩形。
喇叭2的主体可以由塑料或金属材料(例如铝)制成。
同轴压缩驱动器100包括壳体101。
同轴压缩驱动器100包括容纳在壳体101中的用于相对较低频率的第一振动膜10。例如，在不引入任何限制的情况下，第一振动膜10的频率响应为300.00Hz-5,500.00Hz。
第一振动膜10面向与第一声导管11连通的第一压缩室18。
根据优选实施例，第一振动膜10是环形膜。
第一振动膜10优选具有第一线圈12，并且同轴压缩驱动器100包括第一磁性组件13或磁性马达13，该磁性组件包括永磁体14和铁磁结构15。当第一线圈12由电信号馈电时，其被配置为相对于第一磁性组件13轴向移动并使第一膜10振动。
同轴压缩驱动器100还包括容纳在壳体101中的用于相对较高频率的第二振动膜20。例如，在不引入任何限制的情况下，第二振动膜20的频率响应为3,000.00Hz-20,000.00Hz。
第二振动膜20面向与第二声导管21连通的第二压缩室28。
根据优选实施例，第二振动膜20是环形膜。
第二振动膜20优选具有第二线圈22，并且同轴压缩驱动器100包括第二磁性组件23或磁性马达23，该磁性组件包括永磁体24和铁磁结构25。当第二线圈22由电信号馈电时，其被配置为相对于第二磁性组件23轴向移动并使第二膜20振动。
第一振动膜10和第二振动膜20相对于彼此同轴或基本同轴地布置在壳体101中。它们具体地沿着对准轴Z对准，该对准轴Z表示压缩驱动器100的声轴或“驱动器轴”。
优选地，第一振动膜10和第二振动膜20相对于彼此轴向间隔开。在一个实施例中，第一振动膜和第二振动膜也可以不轴向间隔，即它们可以轴向对准。在任何情况下，优选地，第一振动膜10的直径大于第二振动膜20的直径。
根据有利实施例，壳体101包括第一壳体部分110和第二壳体部分120，其通过合适的紧固装置(例如通过一个或多个螺钉130)来彼此紧固。第一壳体部分110和第二壳体部分120优选地由金属材料制成(例如由铝制成)，可替代地，它们可以由塑料材料制成。
优选地，第一壳体部分110包括用于容纳第一磁性组件13的隔室104。更优选地，第一磁性组件13插置在第一壳体部分110和第二壳体部分120之间。
优选地，第二磁性组件23紧固到第二壳体部分120。优选地，第二壳体部分120包括开口121，当第二振动膜20被紧固到第二壳体部分120时，该开口从该第二振动膜闭塞。
第一声导管11和第二声导管21汇聚成公共输出声导管30。这种公共输出声导管30由第一侧壁31界定。根据有利的实施例，公共输出声导管30是扩张导管。
根据有利实施例，同轴压缩驱动器100包括中心体32或尖拱部(ogive)32，其界定公共输出声导管30。在如图所示的示例中，通过螺钉33将尖拱部32紧固到第二磁性组件23，该螺钉穿过第二磁性组件23。
优选地，尖拱部32是具有轴向对称性的锥形元件，更优选地具有至少部分凹形的侧壁36。尖拱部32例如由金属材料，例如由铝制成。
根据优选实施例，公共声导管30在径向上由第一侧壁31向外界定，并且在径向上由尖拱部32的侧壁36向内界定。
同轴压缩驱动器100包括至少部分地容纳在第一声导管11中的无源低通滤波器50。这种无源低通滤波器50有利地允许避免高于预定截止频率的频率从第二声导管21通过而到达第一声导管11或至少限制所述通过。这样的滤波器50优选地在低于(低于或等于)预定截止频率的频率下是透明的，以便允许此类频率从第一声导管11通过而到达公共声导管30。例如，这样的截止频率在5,000.00-6,000.00Hz的范围内，并且例如等于5,500.00Hz。优选地，无源低通滤波器50被集成在同轴压缩驱动器100内部，换言之，它被容纳在壳体101内。
根据特别有利的实施例，无源低通滤波器50具有滤波部分51和用于支撑滤波部分51的剩余部分60。
根据特别有利的实施例，滤波部分51完全容纳在第一声导管11中。在这样的实施例中，用于支撑滤波部分51的部分60可以被容纳在第一声导管11的外部，或者可替代地，支撑部分60也可以被容纳在第一声导管11的内部。在任何情况下，无源低通滤波器50布置在第二声导管21和公共声导管30的外部的事实是有利的。由此，由无源低通滤波器50、第一压缩室18、第一声导管11、第二压缩室28、第二声导管21、公共输出声导管30形成的组件有利地限定同轴压缩驱动器100的相位锥。
根据有利的实施例，公共声导管30在入口开口和出口开口之间的驱动器100的壳体101的内部延伸，并且滤波器、第一声导管和第二声导管被布置成相对更靠近入口开口并相对更远离出口开口。公共声导管的出口开口具体是当驱动器100联接到喇叭2时面向喇叭2的输入开口3的开口。
根据特别有利的实施例，无源低通滤波器50具有环形形状，具体是圆形。这样的滤波器50优选地是容纳在壳体101内部，更优选地容纳在第二壳体部分120内限定的壳体座124中的自立部件。
无源低通滤波器50优选地制成一件，例如，由塑料材料(例如聚丙烯)制成一件。
根据一个实施例，无源低通滤波器50轴向地插置在第一振动膜10和第二振动膜20之间。
根据有利的实施例，根据图6和图7所示的示例，无源低通滤波器50包括齿52的阵列，在齿52之间限定贯穿通道53，所述贯穿通道将第一声导管11与公共输出声导管30连接起来。优选地，齿52的阵列是圆形阵列。此类齿52有利地布置在第一声导管11的内部，优选地完全布置在第一声导管11的内部。应当注意的是，齿52是放置在第一声波导管11内部的适于部分地阻挡这种声波导管11的装置，具体地，这种装置适于并配置成阻挡高于无源低通滤波器50的截止频率的频率从第二声导管21到达第一声导管11，并且允许低于截止频率的频率从第一声导管11通过而到达公共声导管30。
根据有利实施例，齿52的上述阵列形成无源低通滤波器50的滤波部分51。优选地，齿52从无源低通滤波器50的支撑部分60突出。
根据特别有利的实施例，上述通道53具有横截面，该横截面优选在从第一声导管11到公共输出声导管30的方向上逐渐扩展。
在图8所示的替代实施例中，滤波器50包括套环54或穿孔套环54，在其内限定了贯穿通道55的阵列。优选地，穿孔套环54是圆形套环，以及贯穿通道55的阵列也是圆形的。
这种穿孔套环54有利地布置在第一声导管11的内部，优选地完全布置在内部。应当注意，穿孔套环54示出了放置在第一声导管11内部的适于部分地阻挡这种声导管11的装置的另一个示例。
根据有利实施例，上述穿孔套环54形成滤波器50的滤波部分51。优选地，这种穿孔套环54从无源低通滤波器50的支撑部分60突出。
根据特别有利的实施例，穿孔套环54的上述通道55具有横截面，该横截面优选在从第一声导管11到公共声导管30的方向上逐渐扩展。
根据特别有利的实施例，无源低通滤波器50，并且尤其是其滤波部分51容纳在第一声波导管11的靠近公共输出声波导管30的部分中。优选地，无源低通滤波器50，并且尤其是其滤波部分51布置在第一声导管11的端部部分处。
优选地，无源低通滤波器50是集总参数滤波器，即亚波长滤波器。换句话说，无源低通滤波器50的沿驱动器100的轴线的最大尺寸，并更优选地，滤波部分61的尺寸，并且更优选地，通道53、55的尺寸小于驱动器100的操作中的感兴趣的波长。在用于音频再现的系统中，感兴趣的最小波长约为17mm(对应于20kHz的频率)。因此，在该实施例中，滤波器50的沿驱动器的Z轴的最大尺寸，并优选地，滤波部分61的尺寸，并且更优选地，通道53、55的尺寸小于17mm，并且优选地，小于10mm，例如约5mm。
如前所述，公共输出声导管30由第一侧壁31界定。无源低通滤波器50具有形成所述第一侧壁31的一部分的壁56的实施例是特别有利的。方便地，这种壁56是扩张壁，例如扩张环形壁。优选地，所述第一侧壁31的前述部分连续地接合到所述第一侧壁31的剩余部分。
在声换能器包括尖拱部32的实施例中，提供围绕所述尖拱部32的无源低通滤波器50，使得在它们之间限定径向距离是有利的。
根据有利实施例，无源低通滤波器50还包括适于使所述滤波器50相对于壳体101居中的居中装置57。由此，可以确保无源低通滤波器50在壳体101内的精确定位。例如，这种居中装置57包括多个销，该多个销适于接合在设置在第一壳体部分110和/或第二壳体部分120中的共轭底座(conjugated seat)中。
从以上描述中明显看出，上述类型的同轴压缩驱动器100就克服了背景技术的缺点而言，可以完全实现前面的目标。实际上，由于无源低通滤波器50的存在，可以显著减少干扰现象并因此改善同轴压缩驱动器100的频率响应，特别是在相对较高的频率下。
在不损害本发明的原理的情况下，相对于仅以非限制性示例的方式公开的以上描述，可以在不脱离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，广泛地改变实施例和构造细节。

Claims (15)

1.一种同轴压缩驱动器(100)，包括：
-壳体(101)；
-容纳在所述壳体(101)中的用于相对较低频率的第一振动膜(10)，其中所述第一振动膜(10)面向与第一声导管(11)连通的第一压缩室(18)；
-容纳在所述壳体(101)中的用于相对较高频率的第二振动膜(20)，其中所述第二振动膜(20)面向与第二声导管(21)连通的第二压缩室(28)；
-至少部分地容纳在所述第一声导管(11)中的无源低通滤波器(50)；其中：
-所述第一振动膜(10)和所述第二振动膜(20)相对于彼此同轴或基本同轴地布置在所述壳体(101)中；
-所述第一声导管(11)和所述第二声导管(21)汇聚到公共输出声导管(30)；
-所述无源低通滤波器(50)具有滤波部分(51)和用于支撑所述滤波部分(51)的剩余部分(60)；
-所述第一声导管(11)设置成将所述第一压缩室(18)与所述滤波部分(51)间隔开；并且
-所述无源低通滤波器(50)被设计和配置为防止高于预定截止频率的频率从所述第二声导管(21)通过到达所述第一声导管(11)，并且允许低于所述预定截止频率的频率从所述第一声导管(11)通过到达所述公共输出声导管(30)。
2.根据权利要求1所述的同轴压缩驱动器(100)，其中所述滤波部分(51)完全容纳在所述第一声导管(11)中。
3.根据权利要求1所述的同轴压缩驱动器(100)，其中所述无源低通滤波器(50)具有环形形状。
4.根据权利要求1所述的同轴压缩驱动器(100)，其中所述无源低通滤波器(50)是集总参数滤波器。
5.根据权利要求1所述的同轴压缩驱动器(100)，其中所述无源低通滤波器(50)包括：
-齿(52)的阵列，在所述齿之间限定贯穿通道(53)，所述贯穿通道将所述第一声导管(11)与所述公共输出声导管(30)连接；或者
-在其内限定贯穿通道(55)的阵列的套环(54)或穿孔套环(54)。
6.根据权利要求5所述的同轴压缩驱动器(100)，其中所述齿(52)的阵列或所述穿孔套环(54)构成所述滤波部分(51)。
7.根据权利要求5所述的同轴压缩驱动器(100)，其中所述贯穿通道(53、55)的横截面在从所述第一声导管(11)到所述公共输出声导管(30)的方向上扩展。
8.根据权利要求1所述的同轴压缩驱动器(100)，其中所述无源低通滤波器(50)容纳在所述第一声导管(11)的靠近所述公共输出声导管(30)的部分中。
9.根据权利要求1所述的同轴压缩驱动器(100)，其中所述公共输出声导管(30)由第一侧壁(31)界定，并且其中所述无源低通滤波器(50)具有壁(56)，所述壁是所述第一侧壁(31)的一部分。
10.根据权利要求9所述的同轴压缩驱动器(100)，其中所述壁部分连续地接合到所述第一侧壁(31)的剩余部分。
11.根据权利要求9所述的同轴压缩驱动器(100)，其中所述壁部分是扩张的。
12.根据权利要求1所述的同轴压缩驱动器(100)，其中所述无源低通滤波器(50)轴向地插置在所述第一振动膜(10)与所述第二振动膜(20)之间。
13.根据权利要求1所述的同轴压缩驱动器(100)，其包括尖拱部(32)，并且其中所述无源低通滤波器(50)围绕所述尖拱部(32)以使得在所述无源低通滤波器(50)与所述尖拱部(32)之间限定径向距离。
14.根据权利要求13所述的同轴压缩驱动器(100)，其中所述无源低通滤波器(50)、所述第一压缩室(18)、所述第一声导管(11)、所述第二压缩室(28)、所述第二声导管(21)、所述公共输出声导管(30)限定所述同轴压缩驱动器(100)的相位锥。
15.一种电声换能器(1)，其包括喇叭(2)并且其特征在于，所述电声换能器包括能够操作地联接到所述喇叭(2)的根据权利要求1所述的同轴压缩驱动器(100)，其中所述喇叭(2)具有在输入开口(3)和相对的输出开口(4)之间延伸的内部中空主体，所述输入开口适于接收由所述同轴压缩驱动器(100)发射的声辐射，并且所述相对的输出开口用于将这种声辐射扩散到所述喇叭(2)的外部。
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