CN201898605U

CN201898605U - 组合增益四音头连接器

Info

Publication number: CN201898605U
Application number: CN2010206212595U
Authority: CN
Inventors: 张吉宏; 张羽; 陈丽; 王一平
Original assignee: TIANJIN ZENMAY ACOUSTICS TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: TIANJIN ZENMAY ACOUSTICS TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-11-24
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2020-11-24

Abstract

本实用新型涉及一种可以同时提高扬声器的输入电功率和电声转换效率的组合增益四音头连接器。它包括三个连接器，连接器A包括一个主管道和两个分支管道，连接器B1、连接器B2包括两个连接主管道和四个再分支管道，四个再分支管道分别通过四个结合母与四个音头连接，四个再分支管道与两个连接主管道连接，两个连接主管道通过法兰与两个分支管道连接，两个分支管道与主管道连接，主管道通过法兰与号筒的喉口端连接。采用本设计的号筒扬声器的输入电功率是单音头号筒扬声器的四倍，同时提高了电声的转换效率，扬声器的声灵敏度提高约5.7dB，从而达到了“声压叠加”和“功率叠加”的双重目的，实现了声灵敏度的增益。对于特大功率的号筒扬声器，其高频响应也有所提高。

Description

组合增益四音头连接器

技术领域

本实用新型涉及号筒式扬声器，特别涉及一种可以同时提高扬声器的输入电功率和电声转换效率的组合增益四音头连接器。

背景技术

单音头号筒扬声器的输入电功率一般情况下最大可以做到200～300w，特殊情况下，有做到500W的。但是大功率的号筒式扬声器的使用寿命一般达不到国家标准的要求。制作大功率号筒扬声器的难点除了功率做不上去以外，高频性能差也是一个难点。由于其音圈导线粗、导线长、振动系统重量大，致使高频响应差。为了提高扬声器的输入电功率，之前也曾设计过多种连接方式的音头连接器（如直角连接方式、斜向连接方式等），但是采用传统的四音头连接器的扬声器，由于四个音头辐射声波的方向相对（直角连接方式），当四只音头同时放声时，因四只音头中传导出来的声波不能向同一方向（号筒方向）辐射，而相对方向辐射的声波又会产生横向驻波，消弱了向号筒方向透射声能的能力。在斜向连接方式中，四个连接音头的管道与连接号筒的管道形成夹角，若不加任何措施，从四个音头发出的声波相会时，也会产生一部分横向声波分量，这些相对辐射的声波分量也会产生横向驻波，以致影响声能向号筒喉口方向的传播。

此前，有的采用四音头连接器，其声波输入端管道（连接音头的）横截面积与声波输出端管道（连接号筒喉口的）的横截面积一样（使用原来的号筒，其喉口端尺寸不变），此结构的连接器因输入端四个管道横截面积之和是输出端横截面积的四倍，不能将四个音头辐射出来的声能全部透射出来，达不到“功率叠加”的效果，更达不到“声压叠加”的最佳效果了。只能实现输入电功率增加到原来的四倍，而电声转换效率（声灵敏度）却下降不少。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本实用新型设计一种可以同时提高扬声器的输入电功率和电声转换效率，最终实现提高号筒式扬声器声灵敏度的组合增益四音头连接器。通过对声功率透射系数的研究发现，若使音头发出的声音在连接器管道内传播时没有功率损失（声功率透射系数为1），连接器的结构设计必须满足两个必要条件：1、声音在管道中传播时所经过的所有路径，其横截面积都保持不变，2、各音头发出的声波同相位且辐射方向相同。由于本设计结构满足了以上两个必要条件，采用本设计的四音头扬声器达到了“声压叠加”和“功率叠加”的目的。

本实用新型为实现上述目的所采取的技术方案是：一种组合增益四音头连接器，其特征在于，包括三个连接器，分别为：连接器A、连接器B1、连接器B2，连接器A包括一个主管道和两个长度、横截面积相等的第一分支管道和第二分支管道，连接器B1和连接器B2包括两个长度、横截面积相等的第一连接主管道、第二连接主管道和四个长度、横截面积相等的第一再分支管道、第二再分支管道、第三再分支管道、第四再分支管道，连接器A的一个主管道的横截面积既等于第一分支管道和第二分支管道的横截面积之和；又等于连接器B1和连接器B2的第一连接主管道、第二连接主管道的横截面积之和；同时又等于第一再分支管道、第二再分支管道、第三再分支管道、第四再分支管道的横截面积之和，所述第一再分支管道、第二再分支管道、第三再分支管道、第四再分支管道的一端分别通过第一结合母、第二结合母、第三结合母、第四结合母与四个音头连接，第一再分支管道、第二再分支管道、第三再分支管道、第四再分支管道的另一端同时分别与第一连接主管道、第二连接主管道的一端连接，第一连接主管道、第二连接主管道的另一端分别通过第一法兰和第二法兰与第一分支管道和第二分支管道的一端连接，第一分支管道和第二分支管道的另一端同时与主管道的一端连接，主管道的另一端通过第三法兰与号筒的喉口端连接。

本实用新型所产生的有益效果是：采用本设计的组合式号筒扬声器的输入电功率是单音头号筒式扬声器的四倍，同时提高了电声的转换效率，扬声器的声灵敏度比单音头的号筒扬声器提高了约6dB，从而达到了“声压叠加”和“功率叠加”的双重目的。而且，对于特大功率的号筒扬声器，组合四音头号筒扬声器与相同电功率的单音头号筒扬声器相比，其音质（高频响应）也有明显的提高。

附图说明

图1是采用本实用新型的号筒式扬声器结构示意图。

图2是本实用新型结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型适用于喉口为任意形状的号筒，如圆形，正方形、长方形等。其结构设计只要满足以上两个必要条件都可以实现本实用新型。图1给出的是扬声器号筒喉口为正方形的实施例。

参照图1、图2，组合增益四音头连接器包括三个连接器，分别为：连接器A、连接器B1、连接器B2，连接器A包括一个主管道2和两个长度、横截面积相等的第一分支管道3和第二分支管道4，连接器B1和连接器B2包括两个长度、横截面积相等的第一连接主管道5、第二连接主管道6和四个长度、横截面积相等的第一再分支管道7、第二再分支管道8、第三再分支管道9、第四再分支管道10，连接器A的一个主管道2的横截面积既等于第一分支管道3和第二分支管道4的横截面积之和；又等于连接器B1和连接器B2的第一连接主管道5、第二连接主管道6的横截面积之和；同时又等于第一再分支管道7、第二再分支管道8、第三再分支管道9、第四再分支管道10的横截面积之和，所述第一再分支管道7、第二再分支管道8、第三再分支管道9、第四再分支管道10的一端分别通过第一结合母11、第二结合母12、第三结合母13、第四结合母14与四个音头连接，第一再分支管道7、第二再分支管道8、第三再分支管道9、第四再分支管道10的另一端同时分别与第一连接主管道5、第二连接主管道6的一端连接，第一连接主管道5、第二连接主管道6的另一端分别通过第一法兰15和第二法兰16与第一分支管道3和第二分支管道4的一端连接，第一分支管道3和第二分支管道4的另一端同时与主管道2的一端连接，主管道2的另一端通过第三法兰17与号筒1的喉口端连接。

这里，四个再分支管道的横截面积均相等且都为正方形；两个连接主管道和与其连接的两个分支管道的横截面积均相等且都为长方形；主管道的横截面积等于两个长方形分支管道的横截面积之和且为正方形。扬声器号筒1的喉口端形状也为正方形，其面积与主管道的横截面积相等。

为了保证声音在连接器管道中传播时所经过的所有路径，其横截面积不变，管道连接处尽可能做到光滑连接（焊接），避免因管道横截面积突然变大或突然缩小的情况而造成功率传输损失，以致影响“声压叠加”的效果。

结合母是一个连接音头的标准件，其内设有内螺纹，与音头的外螺纹啮合连接。由于本设计的结合母为圆形，那么，与结合母连接的四个再分支管道的连接端口应由正方形过渡加工成圆形，方便焊接。同理，如果采用的扬声器号筒喉口为圆形，那么，连接扬声器号筒喉口的主管道2端口也应由正方形过渡加工成圆形，好方便与圆形喉口的号筒对接。

设计原理：组合增益四音头连接器是根据两个必要条件进行设计的：（1）、声音在管道中传播时所经过的所有路径，其横截面积都保持不变。（2）、各音头发出的声波同相位且辐射方向相同。其中包括的连接器A和连接器B1、连接器B2，其设计原理是相同的。连接号筒的主管道的横截面积是连接四只音头的再分支管道横截面积之和，能保证声波入射端的面积和声波透射端的面积不变，即声功率透射系数为1。在连接四只音头管道的交接面上，预先将每只音头辐射出来的声波先导向号筒的轴线方向，再进行汇合，保证了从四只音头中传导出来的声波向着同一方向辐射，杜绝了四只音头辐射出来的声波在交汇时产生横向驻波的可能。

另外，由于四只音头的型号、结构、性能参数完全相同，并且同相位连接，连接音头的四个管道的长度相同，声波在连接器中汇合时是同相叠加，构成了“声压叠加”的条件。当四只音头同时馈电时所测量得到的声灵敏度（电声转换效率）比对单只音头单独馈电时所测量得到的声灵敏度有明显的提高。

实际测量：采用如图1所示的正方形号筒，采用本设计的连接器将四只音头和号筒连接起来，使用丹麦B＆K公司3560B型系统声学测试仪器在大消声室（14m×12m×10m）内进行测量。

测试距离为3m。首先，对四只音头（1＃、2＃、3＃、4＃）分别馈电（1W），测出各自的频响曲线和声压级，测试数据见表1。

从表1中的实测数据可以看出，当四只音头（1＃、2＃、3＃、4＃）分别单独馈电（1W）发声时，测量它们的声压级分别为96.0dB、96.8dB、96.8dB、96.0dB, 平均值为96.4dB。然后对使用本设计的组合增益四音头号筒扬声器馈电（4W）时，测量其声压级为108.1 dB。

因为以上数据是在测试距离为3 m时测出的，测试馈电功率也不一致，都需要换算成1W 、1 m时的声压级，才是扬声器的声灵敏度，，即电声转换效率，便于对两者进行比较。

单只音头的号筒扬声器声灵敏度为：SPL_1m1w= 96.4 + 20lg3 = 105.9dB。

使用本设计的”组合增益四音头号筒扬声器的声灵敏度为：SPL_1m1w= 108.1 + 20lg3 – 10lg4 = 111.6dB。

这就是说，同样将1W的电功率分别馈给四音头扬声器和单音头扬声器，都在1 m的距离上测量，单只音头扬声器测得的声压级平均值为105.9dB，而使用本设计的四音头扬声器测得的声压级是111.6dB，后者比前者的声灵敏度提高了5.7 dB。就是说，同样输入1W的电功率，后者比前者辐射出的声音响的多。馈给一只四音头扬声器1W电功率使其放声，在距离为1 m的测量点上测得的声压级，相当于馈给单只音头扬声器3.7W电功率使其放声时，在距离为1 m的测量点上测得的声压级。

同时，使用组合增益四音头连接器的号筒扬声器的输入电功率是单音头号筒扬声器的四倍。

综合起来计算，满功率放声时，四音头号筒扬声器的放声效果，相当于12～16只单音头号筒扬声器同时放声的效果。这对于大功率、远距离广播，对于需要高声压级的科学实验，都提供了优越的实施条件。对于特大功率的号筒扬声器，组合四音头的号筒扬声器与相同电功率的单音头号筒扬声器相比较，其音质（高频响应）也会有明显的提高，这是因为把单只音头承受的特大电功率分散给四个音头来承担，每只分音头的振动系统都能相对做的较轻，其高频性能就能做的较好。

Claims

1.一种组合增益四音头连接器，其特征在于，包括三个连接器，分别为：连接器A、连接器B1、连接器B2，连接器A包括一个主管道（2）和两个长度、横截面积相等的第一分支管道（3）和第二分支管道（4），连接器B1和连接器B2包括两个长度、横截面积相等的第一连接主管道（5）、第二连接主管道（6）和四个长度、横截面积相等的第一再分支管道（7）、第二再分支管道（8）、第三再分支管道（9）、第四再分支管道（10），连接器A的一个主管道（2）的横截面积既等于第一分支管道（3）和第二分支管道（4）的横截面积之和；又等于连接器B1和连接器B2的第一连接主管道（5）、第二连接主管道（6）的横截面积之和；同时又等于第一再分支管道（7）、第二再分支管道（8）、第三再分支管道（9）、第四再分支管道（10）的横截面积之和，所述第一再分支管道（7）、第二再分支管道（8）、第三再分支管道（9）、第四再分支管道（10）的一端分别通过第一结合母（11）、第二结合母（12）、第三结合母（13）、第四结合母（14）与四个音头连接，第一再分支管道（7）、第二再分支管道（8）、第三再分支管道（9）、第四再分支管道（10）的另一端同时分别与第一连接主管道（5）、第二连接主管道（6）的一端连接，第一连接主管道（5）、第二连接主管道（6）的另一端分别通过第一法兰（15）和第二法兰（16）与第一分支管道（3）和第二分支管道（4）的一端连接，第一分支管道（3）和第二分支管道（4）的另一端同时与主管道（2）的一端连接，主管道（2）的另一端通过第三法兰（17）与号筒（1）的喉口端连接。