CN1140970A - 扬声器装置及采用该装置的电视接收机 - Google Patents

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Abstract

一种扬声器装置，包括扬声器(3)和声管(4)，该声管(4)具有一个开口端和与其相对的封闭端，并联到扬声器(3)的发声部分，用于将扬声器(3)的声波导到声管(4)的开口端，扬声器(3)附到声管(4)的侧壁上，声管(4)具有与从扬声器(3)发出的声波的方向相交的导波方向，扬声器(3)在封闭端和开口端之间的中间位置处附到声管(4)上。这种结构有效地抑制了驻波的产生，在从低到高频的范围内实现令人满意的声特性。

Description

扬声器装置及采用该装置的电视接收机
本发明涉及包括扬声器和与之相联的声管的扬声器装置，还涉及具有这种装置的电视接收机。
见图22，电视接收机包括配置在机壳1中的阴极射线管11和配置在机壳1内绕阴极射线管11的死角内的左、右一对扬声器12。每个扬声器12发射的声波均经过与之相联的声管13导到机壳1的前侧。
近年随着电视接收机尺寸的增加，所用的扬声器的尺寸也在增加。当把大直径的扬声器12象图22所示装在CRT11两边时，扬声器12不能完全容纳在上述的机壳1中的死角内，因而需使机壳1的侧壁凸出出来。这将使机壳1的横向宽度增加。
因此，需要象图23所示将扬声器12相对于前侧稍微倾斜而将声管14横着装到每个扬声器12上。
这样，扬声器12可以以紧凑的结构方式装在机壳1的死角中。
但是，如图23所示的扬声器由于其声波是以接近90度的大角度偏转而导入声管14的，因而会产生损害声波特性特别是中频的声波特性的问题。
图22和23所示任何一种扬声器装置，从扬声器12放出并导入声管13或14的声波是从声管的开口端放出的。此时，由于在开口端上的声波阻抗的明显改变，某些波会反射回到扬声器12以产生驻波。
例如，当驻波的3/4被长等于声管长度时，会出现谐振，在700Hz-1kHz附近，声压-频率特性出现明显峰值，这将损害特别是在中频附近的声波特性。
为了消除由于驻波而导致的声压-频率特性的干扰，在扬声器的声管中在扬声器的发声部分周围加入吸音材料，以此来吸收驻波(未审的日本专利公开平5-168082)。但是，由于向扬声器正面传播的声波一旦反射，就不能撞在吸收材料上，因而不能有效地吸收驻波。
本发明的目的在于提供一种扬声器装置，其中声管的导波方向与扬声器的发声方向相倾斜，并且采用有效的吸收驻波手段来在从低频到高频的范围内获得令人满意的声波特性。
本发明提供一种扬声器装置，它包括扬声器3和声管4，该声管4具有一个开口端和与其相对的封闭端，并联到扬声器3的发声部分，用于将扬声器3的声波导到声管4的开口端，扬声器3附到声管的侧壁上，声管4具有与从扬声器3发出的声波的方向相交的导波方向，扬声器3在封闭端和开口端之间的中间位置处附到声管4上。
在声管中出现的驻波在其封闭端具有一个波节点，在其开口端具有一个波腹点，在封闭端和开口端之间也有一个或多个波腹点，以产生谐振。因此，采用传统的扬声器附在声管封闭端的装置，附着位置与驻波的波节点的位置相对，则使扬声器的驱动力大部分贡献给了驻波，从而会出现更大的驻波。
另方面，采用本发明的扬声器装置，其扬声器3是在声管4的封闭端与开口端之间中间的位置上附到该声管4上的，且附装的位置对着驻波的一个波腹的位置。这将减少扬声器对驻波的驱动效率，结果，抑制了驻波，并改善了特别是在中频的声波特性。
具体讲，扬声器3在从封闭端算起远离封闭端向着开口端，在声管全长的约1/3处附到声管4上。驻波的波腹位置也在此处。在具体的装置中，扬声器3附装在对着3/4波长驻波波腹的位置上，从而有效地抑制了3/4波长驻波的谐振。
在具体实施装置中，在声管4中在比扬声器3更靠近封闭端的内部位置上装设吸音材料5。以此具体结构，从声管4的开口反射的全部波一旦撞上吸音材料5后，便被其吸收。
进一步详述，声管4的导波通道从扬声器3所附位置到开口端的截面约为恒定或增加的，而从扬声器3所附位置到封闭端的截面是减少的。在此特定结构中，出现反射波的声管开口端的剖面尺寸与反射波最终所到达的声管封闭端的剖面尺寸有所不同，因而在封闭端不对称地衰减反射的波。
声管4在其内壁上提供与发声部分相对的朝扬声器3凸起的圆顶截锥凸起6。纸盆的凹入形状明显改变了导波通道在扬声器3出口处的截面，这种改变是由上述特定结构的凸起6所形成的。这减少了在扬声器3与声管4之间相联处声波阻抗的改变。
在另一具体结构中，在声管4中比扬声器3附装的位置更靠近封闭端的位置内提供反射器7，以在其位置上部分地分隔导波通道。这种具体结构有效地改善了高频时的声波特性，在中至高频实现良好平衡的声波特性。
此外，将电流通入扬声器3的端子32在框30上远离扬声器3的中心而向着声管4的开口端的位置上受到支撑，绞合线33从各端子32上伸到纸盆31上。在此特定结构中，相对扬声器3的纸盆31的声压阻抗的不平衡，即在封闭端的声压阻抗高于在开口端的声压阻抗，是由所增加的等同物质引起的，即从端子32到纸盆31的绞合线33和引线的重量，以及用于将绞合线33固定到引线上的焊剂的重量引起的。结果，纸盆31仅沿发声方向一维振动，从而得到无畸变的高等级音质。
本发明提供一种在机壳1内包括阴极射线管11和一对在阴极射线管11两侧的扬声器装置2的电视接收机，每个扬声器装置2包括在机壳1内横向放置的扬声器3，以及联在扬声器3的发声部分上并从机壳1内部的封闭端到机壳1前侧的开口端之间延伸的声管4，扬声器3附到声管4的侧壁上，声管4具有与扬声器3发出的声音方向相交的导波方向，扬声器3在封闭端与开口端之间的中间位置上附到声管4上。
本发明的电视接收机在机壳1内在CRT11两侧装有一对扬声器装置2，扬声器3在远离机壳1前端横向放置在机壳1内，这样，甚至有增大的口径的扬声器3都可紧凑地装配在死角内，从而不再需要大横向宽度的机壳1。此外，由于每个扬声器装置2的扬声器在封闭端和开口端之间的中间位置上附到声管4上，从而使驻波被有效地抑制。
声管的导波方向相对于从扬声器中发出的声波的方向的倾斜将会引起在以中频为中心而出现峰值跌幅的问题，而在采用本发明后，这种峰值跌幅被有效地抑制，从而在从低频到高频的宽范围内获得令人满意的声波特性。
图1是根据本发明的电视接收机的局部透视图；
图2是本发明扬声器装置的示意图；
图3是扬声器装置的剖面图；
图4是扬声器装置分拆开来的示意图；
图5是包括反射器的扬声器装置的分拆的示意图；
图6是扬声器装置的局部透视图；
图7是端头在另一位置上的扬声器装置的局部透视图；
图8为扬声器装置的剖视图；
图9为实验扬声器装置的透视图；
图10为扬声器装置的剖面图；
图11为不同谐振模式的示意图；
图12为图形表，示出当声管的封闭端受到驱动时的声压-频率特性；
图13为示意图，示出两种实验性的扬声器装置，其扬声器所附着的位置各不相同；
图14为图形表，示出扬声器装置之一的声压-频率特性，其中扬声器是装在从封闭端起算1/2的距离处；
图15为图形表，示出另一装置的声压-频率特性，其中扬声器是装在从封闭端起算1/3的距离处；
图16为示意图，示出封装有吸音材料的实验的扬声器装置；
图17为图形表，示出该扬声器装置的声压-频率特性；
图18为示意图，示出具有与扬声器相对的凸起的实验性扬声器装置；
图19为图形表，示出该扬声器装置的声压-频率特性；
图20示出具有反射器的实验性扬声器装置；
图21为图形表，示出扬声器装置的声压-频率特性；
图22为平面图，示出装在传统电视接收机中的扬声器装置；
图23为平面图，示出另一传统的实例。
下面参阅附图描述几个本发明的实施例。
图1示出本发明的电视接收机和所采用的本发明的扬声器装置2。在两侧的一对扬声器2分别放置在机壳1内CRT11的两侧。
每个扬声器装置2包括在机壳1内部远离机壳前侧的在机壳1的死角内横放的扬声器3，以及在机壳1向内的部分具有封闭端，在机壳1的前侧具有开口端的声管4。扬声器3的前侧附到声管4的侧壁上，扬声器3为图2所示的共锥动圈扬声器，并具有纸盆31，由框架30上的阻尼装置支撑。纸盆31由经端子对32，32输入的流过扬声器的通过电流所驱动。
见图2，扬声器3在离开封闭端并在距离开口端整个声管4的1/3长度处附到声管4上。声管4包括相结合的第一面板41和第二面板42，两者共同限定了从扬声器3的位置到开口端的前向导波通道43，以及从扬声器3的位置到封闭端的后向导波通道44。
如图4所示，声管4的通道43的宽度以预定的方式朝着开口端的方向渐宽，与此同时，其壁的厚度朝着开口端成倒数地减少，结果，从扬声器3到开口端的部分的剖面保持不变。于是，声管4的开口端在机壳1的前侧具有一个垂直方向细长的矩形开口。这使机壳1的横宽减至最小。
相反，通道44朝向封闭端方向其截面渐小。通道44的后部装有吸音材料5。在第一面板41上要将扬声器3附到管4的部位上形成一个要通过它使扬声器3发出的声波进入声管4的园孔45。第二面板42具有一个与第一面板41的圆孔45相对并向扬声器3凸起的与纸盆31的形状一致的截头圆锥形凸起6。
图5和6示出一种扬声器装置，它具有一对彼此相隔开并装在声管4的后向导波通道44入口处的反射器7，7。通道44在反射器7，7之后类似地装有吸音材料5。
图7和8示出一种扬声器装置，其中扬声器3的端子32，32支撑在框30上远离扬声器3的中心而朝向声管4开口端的位置上。绞合线33从端子32上延伸到纸盆31上。
图9和10所示的实验性扬声器装置是用来通过实验证实上述扬声器装置的优点的，图11到图21示出实验的结果。
如图9和10所示，实验性扬声器装置具有一个在其导波通道整个长度上截面恒定的实验性声管8，以及附在管8侧壁上的扬声器3，该扬声器装置在结构上基本与本发明的扬声器装置相同。在与管8开口端相对处装有微音器9，用于确定声压一频率特性。
管8长350mm，实测矩形截面为105mm×50mm。微音器9与管8的开口端相隔10mm。
图11示出在恒定截面的声管中的驻波。
假定声管长为L，出现驻波的频率F由方程1给出如下：
方程1：
    F＝(C/4L)×(2n+1)
其中C为声速，n为整数(0，1，2，……)。
假定L＝0.35mm，C＝340m/s。出现1/4波长驻波、3/4波长驻波、5/4波长驻波时的频率F1，F2，和F3分别如下：
    F1＝243Hz
    F2＝729Hz
    F3＝1214Hz
当声管的封闭端受到扬声器以图12中虚线所示的频率特性的驱动时，则从声管放出的声波的频率特性在中至高频出现由图中实线表示的明显的重复性的升跌，并因而挠乱了特性。相应地，由计算机模拟算出实线处的频率特性。
另一方面，通过对A型装置进行的实验结果中可获得图15和14所示的频率特性，如图13分别示出其中A型装置的扬声器是装在从封闭端起算整长的1/3的位置处，B型装置的扬声器是装在从封闭端起算整长的1/2处。
具体讲，用B型的其中扬声器是装在1/2处的且由图14的实线所示的装置，其特征曲线不同于在封闭端受驱动时(虚线)在一个频带(1KHz附近)处稍微平整一些的情况，但在300Hz附近有大的跌幅，并表明在1500Hz附近声压降低。
另外，用扬声器在1/3处并用图15的实线表示的装置，峰值跌幅在中至高频处完全被抑制，在300Hz附近跌幅消失，在1000Hz-1800Hz有足够高的声压水平，从而满足了声压-频率特性。
这一优点是得自于1/3的位置是与3/4波长驻波(在此实验中为729Hz的频率处)的波腹相对应。驱动波腹的位置可降低有驻波出现时的驱动效率，从而抑制驻波的出现。
图15的实验结果还表明在中频(约729Hz)处的峰值明显消弱，从而证明了本发明的扬声器装置的优点。
图16示出D型实验扬声器装置，其中在声管的后部装有吸音材料。图17示出由该装置所决定的频率特性。
如图17的实线所示，在中至高频处的峰值跌幅受到有效的抑制。这是因为在声管开口处经反射的声波撞到吸音材料，并毫无泄漏地被吸音材料所吸收，从而抑制了驻波的谐振的缘故。
图18示出E型扬声器装置，其中声管具有与扬声器相对并与纸盆的形状一致的凸起。图19示出其频率特性。
如图19实现所示，该装置在800Hz-2500Hz范围内呈现出高于D型扬声器装置声压(虚线)的声压。这是因为，在将D型装置的扬声器纸盆中发出的声波引导进入声管的位置处，导波通道具有一个由凹入的纸盆形所限定出的急剧扩大的部分，采用E型装置，在扬声器入口处的导波通道的截面通过也提供一个凸起而使其均匀地变化，从而使声管的截面不会急剧改变，并在从扬声器经声管送出声波时确保声阻均匀改变。
图20示出F型扬声器装置，它在声管内的吸音材料的前方有一对反射器。图21示出其频率特性。
如图21的实线所示，在6000Hz-7000Hz范围内的跌幅少于E型装置中的情况(虚线)。这表明声压在高频范围内是可由反射器调节的。
根据本发明，扬声器3可在中间处附到声管4上，较好的是在从封闭端算起在整长的1/5-3/5的位置相对应的位置处附到声管4上，最好是在1/3处附到声管4上，从而如上所述，可以有效地减少在扬声器装置的声压-频率特性中出现的峰值跌幅。此外，当声管中装入吸音材料5时，以形成凸起6和提供反射器7，改进在中至高频范围内的频率特性。
此外，将扬声器3的端子32从管4封闭端移到开口端，当纸盆31振动时可消除将负担的阻抗的不平衡，从而提供无干扰的高等级音质。
由于声管4的前向导波通道43在向前延伸的方向上的截面积恒定，则从扬声器3附着的位置到开口端的声波阻抗恒定，并且使通道43的中部不大可能出现反射的波而使其形成所谓的Helmholtz谐振器。
在本发明的电视接收机中，一对分立的扬声器可紧凑地装在机壳1内，有效地利用在CRT11的两侧产生的死角。因而可使用直径较大的扬声器。
本发明并不应局限于上述描述，例如，管4的通道43可设计成实施例中的那样，也可以呈渐扩开的形状，从而获得喇叭的效应。
虽然本发明的装置的基本特征是扬声器3装在管4的中部，附加特征是装置中装有吸音材料5、形成凸起6、提供反射器、以及改变扬声器端子32的位置。但是，所有的这些附加特征的装置可以完全不用，也可以优选地选择某一种或某几种。

Claims (11)

1.一种扬声器装置，其特征在于包括扬声器(3)和声管(4)，该声管(4)具有一个开口端和与其相对的封闭端，并联到扬声器(3)的发声部分，用于将扬声器(3)的声波导到声管(4)的开口端，扬声器(3)附到声管(4)的侧壁上，声管(4)具有与从扬声器(3)发出的声波的方向相交的导波方向，扬声器(3)在封闭端和开口端之间的中间位置处附到声管(4)上。
2.如权利要求1的扬声器装置，其特征在于声管(4)的导波通道从封闭端延伸到开口端，并且具有一个延伸到封闭端的后向导波通道部分，并放在与扬声器(3)的发声部分相对的位置到中心导波通道部分的封闭端侧之间。
3.如权利要求1的扬声器装置，其特征在于扬声器(3)是按声管(4)内出现的驻波的波腹的位置相对应的关系在相应位置上附上的。
4.如权利要求3的扬声器装置，其特征在于扬声器(3)是在从封闭端算起远离封闭端向着开口端，在声管(4)全长约1/5-3/5的位置上附到声管(4)上。
5.如权利要求4的扬声器装置，其特征在于扬声器(3)是在从封闭端算起远离封闭端向着开口端，在声管(4)全长约1/3的位置上附到声管(4)上。
6.如权利要求1的扬声器装置，其特征在于在声管(4)内比扬声器(3)附着的位置更靠近封闭端的地方装上吸音材料(5)。
7.如权利要求1的扬声器装置，其特征在于声管(4)具有近似以恒定或从扬声器(3)附着的位置到开口端的截面增加的导波通道。
8.如权利要求1的扬声器装置，其特征在于声管(4)具有从扬声器(3)附着的位置到封闭端其截面减少的导波通道。
9.如权利要求1的扬声器装置，其特征在于声管(4)在其内壁有一向着扬声器(3)凸起的圆截锥形凸起(6)，并与发声部分相对。
10.如权利要求1的扬声器装置，其特征在于声管(4)在内部比扬声器(3)所附位置更靠近封闭端的特定位置提供一个反射器(7)，以在特定的位置上部分地分隔了导波通道。
11.一种在机壳(1)内包括阴极射线管(11)和一对在阴极射线管两侧的扬声器装置(2)的电视接收机，每个扬声器装置(2)包括在机壳(1)内横向放置的扬声器(3)，以及联在扬声器(3)的发声部分上并从机壳(1)内部的封闭端到机壳(1)前侧的开口端之间延伸的声管(4)，扬声器(3)附到声管(4)的侧壁上，声管(4)具有与扬声器(3)发出的声音方向相交的导波方向，扬声器(3)在封闭端与开口端之间的中间位置上附到声管(4)上。
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