CN1186965C - 扬声器装置 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示一种扬声器装置,包括通过减法器(6)输入输入信号的功率放大器(13),重放这种功率放大器(13)的输出信号的扬声器单元(1),与引导这种扬声器单元(1)的声波的前面耦合的音响管(2),检测由这种扬声器单元(1)发射的音响输出的麦克风(4),放大由这种麦克风(4)检测的音响输出信号的麦克风放大器(5),将这种麦克风放大器的输出信号连接到减法器(6),同时通过高通滤波器(7)将所述麦克风放大器(5)的输出信号连接到所述减法器(6),构成负反馈电路。能抑制声压频率特性的峰值下陷,谋得音响特性的平坦化。
Description
技术领域
本发明涉及各种音响设备、电视机中使用的扬声器装置,特别涉及音响管与扬声器单元的前面耦合并在这种音响管内设置检测来自扬声器单元的重放声音的麦克风以及利用这种检测信号校正前述扬声器单元的重放声音的扬声器装置。
背景技术
利用图7、图8(A)和图8(B)说明以往的这种扬声器装置。图7是方框图,图8(A)是麦克风输出信号图,图8(B)是音响输出特性图,a表示声压特性,b表示相位特性。
在图中,1是发生声波的扬声器单元,这种扬声器单元1与音响管2耦合。为了抑制谐振,在这种音响管2的两侧配置吸音材料(未图示)。在音响管2的内部,将检测音响输出信号的麦克风4配置在扬声器单元1的附近。
如果通过减法器6、功率放大器3,将信号输入到这种扬声器单元1,则由扬声器单元1发射音响输出,音响输出通过音响管2从音响管2的开口部发射。这时,基于在音响管2的内部的音响管2的长度发生的驻波和在内部发生的驻波,作为扬声器装置为了防止具有峰值下陷的急剧的重放声压频率特性,虽然用吸音材料能抑制这种驻波,但是不充分的。用麦克风4检测这种不能抑制的驻波的音响输出,通过麦克风放大器5反馈到减法器6,能抑制音响管2发生的驻波,实现平坦的重放声压频率特性。
此外,在扬声器的前面耦合音响管的场合,能知道音响管谐振发生,发生的谐振频率f为
f=(n+1)C/4L
(f:音响管谐振频率,n:n次谐振,C:音速,L:音响管长)
因此,在前述的扬声器装置中,在基于输入到扬声器单元1的电气信号和由扬声器单元1辐射的音响输出信号的相位差,校正在音响管2的长度上发生的1次谐振(n=1)的场合,在校正后的音响输出特性中谐振成分移位并出现峰值,在音响输出特性中平坦化是困难的。此外,因为从低频成分到高频成分为止进行反馈控制,所以不能仅对任意的频率成分进行控制。
此外,输出输入的关系为
Vout/Vin=A/(1+A·T(s))
(Vout:输出电压,Vin:输入电压,A:放大器综合放大倍数,T(s):传输函数)
为了使麦克风4的特性基本上是平坦的,假设T(s)基本上是扬声器单元1的传输函数,则由于扬声器单元1和音响管2的2次或者3次的音响管谐振引起的相位变化,T(s)为-1。
也就是说,存在分母为0并构成谐振的条件的场合。由此,即使考虑到振荡余量,也不能大的反馈,此外,难于从低频开始到音响管谐振为止有效地进行控制。
本发明为解决前述课题,其目的在于提供一种能发挥稳定的特性的扬声器装置。
发明内容
为解决前述课题,本发明的扬声器装置,包括:
通过减法器输入输入信号的功率放大器,
重放这种功率放大器的输出信号的扬声器单元,
与引导这种扬声器单元的声波的前面耦合的音响管,
检测由这种扬声器单元发射的音响输出的麦克风,
放大由这种麦克风检测的音响输出信号的麦克风放大器,
所述麦克风放大器的输出信号连接到减法器构成负反馈电路,所述麦克风放大器的一个输出通过第一高通滤波器连接到所述减法器,同时所述麦克风放大器的另一输出直接地、或者通过另一高通滤波器、或者通过一低通滤波器而连接到所述减法器。
所述扬声器装置能通过抑制声压频率特性的峰值下陷,获得具有稳定的特性。
在本发明的扬声器装置中,借助于通过高通滤波器使麦克风输出信号反馈,同时使麦克风输出信号直接反馈,进行相位校正,抑制由于相位变化引起的谐振频率成分的移位的峰值,同时使麦克风输出信号直接反馈,能增强低频成分,能实现输出频率特性的平坦化和低音重放的改善,能提供优良的音响特性的扬声器装置。
此外,借助于以第一高通滤波器作为2次高通滤波器,以截止频率作为音响管的选择频率,能达到更大的效果。
此外,借助于第一高通滤波器是1次高通滤波器,另一高通滤波器是2次高通滤波器,在这种结构的扬声器装置中,能仅使谐振频率重复附近的麦克风输出信号反馈,能抑制低频成分的增强,并能实现输出频率特性的平坦化和校正,能提供优良的音响特性的扬声器装置。
此外,借助于第一高通滤波器是2次高通滤波器,低通滤波器是1次或2次低通滤波器,在这种结构的扬声器装置中,能反馈低频成分和谐振频率成分附近的麦克风输出信号,能由低通滤波器进行低频成分的相位校正,进行低频成分的控制并能独立地实施任意的频率成分的控制,并能一边实施低音重放的增强和控制,一边控制谐振频率成分,能容易任意地实现输出频率特性的平坦化和校正,并能提供优良的音响特性的扬声器装置。
附图说明
图1是本发明的扬声器装置的一实施例的方框图。
图2是音响输出特性图。
图3是其它实施例的方框图。
图4(A)是麦克风输出信号特性图。
图4(B)是音响输出特性图。
图5是其它实施例的方框图。
图6(A)是麦克风输出信号特性图。
图6(B)是音响输出特性图。
图7是方框图。
图8(A)是麦克风输出信号图。
图8(B)是音响输出特性图。
具体实施方式
下面,参照附图1-图6(B)对本发明的扬声器装置的一实施例进行说明。
此外,与以往技术相同的部分赋以相同的标号进行说明。
(实施例1)
图1是本发明实施例1的音响电路的方框图,图2是音响输出特性图,a是声压特性,b是相位特性。下面,参照图1对扬声器装置的整体结构进行说明。
在图中,1是扬声器单元,2是与扬声器单元1的前面耦合的音响管,4是安装在音响管2内的麦克风,用音响管2内的麦克风4检测从扬声器单元1发射的声波,经过高通滤波器7输入到减法器6,同时将用麦克风4检测的信号直接输入到减法器6,与来自外部的信号混合,进行输入信号的校正,用功率放大器13进行放大,并输入到扬声器单元1中。
扬声器单元1与音响管2的关系是将引导声波的音响管2耦合到安装在扬声器机箱(未图示)中的扬声器单元1的前面,以便从狭窄的长方形状的缝隙的开口部发出声音。利用麦克风4检测这种音响管2发生的音响管谐振,经过2次的高通(-12dB/oct)滤波器7,将这种检测出的音响输出信号反馈到减法器6,同时使得用麦克风4检测到的信号直接反馈到减法器6。
图2表示本实施例的音响输出特性图。与图8(B)的以往技术比较,由于谐振成分的相位变化没有出现由于移位的峰值。在图2的本实施例中,也没有谐振成分的移位,能谋得频率特性的平坦化。
如前所述,由这种麦克风4检测音响管2中发生的音响管谐振,经过2次的高通(-12dB/oct)滤波器7,将这种检测出的音响输出信号反馈到减法器6,同时使得用麦克风4检测到的信号直接反馈到减法器6,借助于使上述2次的高通(-12dB/oct)滤波器7的截止频率与音响管的频率相一致,能进行相位校正提供优良的扬声器装置。
(实施例2)
图3是本发明其它实施例的音响电路的方框图,图4(A)是麦克风输出信号特性图,图4(B)是音响输出特性图,a是声压特性,b是相位特性。仅对与实施例1不同的地方进行说明,通过2个并列连接的高通滤波器7,8将用麦克风4检测到的音响输出信号连接到减法器6,构成负反馈电路。7是2次高通(-12dB/oct)滤波器,8是1次的高通(6dB/oct)滤波器。
图8(A)是以往的麦克风信号的频率特性,借助于到低频为止进行反馈,进行低频成分的增强。但是,在本实施例中,如图4所示,成为低频成分的电平降低的特性,不能进行低频成分的增强。
此外,比较以往技术的输出音响特性(图8(B))与本实施例的输出音响特性(图4(B)),可见在以往技术中低频特性增强,但在本实施例中低频特性不增强。
如前所述,借助于连接2个并列连接用麦克风4检测到的音响输出信号和这种麦克风放大器5的输出信号的1次和2次高通滤波器8、7,并将上述输出信号连接到减法器6构成反馈电路,能提供优良音响特性的扬声器装置,这种扬声器装置仅反馈谐振频率成分附近的麦克风的输出信号,能抑制低频成分的增强,并能使输出频率特性平坦化,实现校正。
(实施例3)
图5是本发明其它实施例的音响电路的方框图,图6(A)是麦克风输出信号特性图,图6(B)是音响输出特性图,a是声压特性,b是相位特性。仅对与实施例1不同的地方进行说明,连接对用麦克风4检测到的输出信号进行处理的2次高通滤波器7并将输出信号连接到减法器6,同时将处理前述麦克风4的输出信号的(-12dB/oct)或者(-6dB/oct)的低通滤波器9连接到减法器6,构成负反馈电路。
借助于由这种低通滤波器9取出低频成分,并进行相位补偿,能提供优良音响特性的扬声器装置,这种扬声器装置能仅校正低频成分的输出音响特性,同时也能由2次的高通滤波器7独立地进行音响管谐振,能任意地进行控制,并能提供输出频率特性平坦化、容易任意地进行校正。
比较(图6(B))的本实施例的音响输出特性与以往技术(图8(B))的音响输出特性,可见能同时控制低频特性和音响管谐振,确认能控制任意的音响输出特性。
此外,在前述各实施例中,虽然以各高通滤波器作为进行2次音响管谐振的控制进行了说明,但本发明在n次(n是正整数)的场合,也能实现音响管谐振的控制。
此外,被音响管耦合的后盖为低声频反射的场合,即使没有后盖,本发明也能适用。
Claims (5)
1.一种扬声器装置,包括:
通过减法器输入输入信号的功率放大器,
重放这种功率放大器的输出信号的扬声器单元,
与引导这种扬声器单元的声波的前面耦合的音响管,
检测由这种扬声器单元发射的音响输出的麦克风,
放大由这种麦克风检测的音响输出信号的麦克风放大器,
其特征在于,
所述麦克风放大器的输出信号连接到减法器构成负反馈电路,所述麦克风放大器的一个输出通过第一高通滤波器连接到所述减法器,同时所述麦克风放大器的另一输出直接地、或者通过另一高通滤波器、或者通过一低通滤波器而连接到所述减法器。
2.如权利要求1所述的扬声器装置,其特征在于,
所述第一高通滤波器是2次高通滤波器,截止频率为音响管的谐振频率。
3.如权利要求1所述的扬声器装置,其特征在于,
所述第一高通滤波器是1次高通滤波器,所述另一高通滤波器是2次高通滤波器。
4.如权利要求1所述的扬声器装置,其特征在于,所述第一高通滤波器是2次高通滤波器,所述低通滤波器是1次或2次低通滤波器。
5.如权利要求1所述的扬声器装置,其特征在于,所述音响管的开口部为狭窄的矩形口。
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