CN205040003U - 单一指向性扬声器系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单一指向性扬声器系统，全频扬声器、第一低频扬声器、第二低频扬声器依次纵向排列，全频扬声器设在可伸缩号角内，DSP控制模块接收外部设备的音频信号，并对音频信号进行处理，全频扬声器接收来自DSP控制模块发送的全频音频信号，第一低频扬声器及第二低频扬声器分别接收来自DSP控制模块发送的低频音频信号，第一低频扬声器的发声方向与第二低频扬声器的发声方向相反，第二低频扬声器的发声方向与全频扬声器的发声方向相同。本实用新型中通过DSP控制模块对全频音频信号分割呈中高频音频信号及低频音频信号，分别进行单一指向性控制，显现了全音频信号的单一指向性的目的。

Description

单一指向性扬声器系统

技术领域

本实用新型涉及一种单一指向性扬声器系统。

背景技术

可闻音域全频声波的指向性束缚一直是扩音的难题。因为扬声器系统指向性控制受到声波波长限制，尤其是中低频波长的限制，若不对外部设备的全频音频信号进行处理而直接在扬声器上加载号角，将会使得扬声器系统的扩音设备的体积和重量过于庞大，一般的系统只能采用切除低频的方法，来简要获得部分控制某一段频率的声波，很难做到完整的控制普通可闻域声波的传输，这样就使全频音频的频率不能完全受指向性的控制，使不需要声音信号的地方也受到声波干扰，面临打扰周围不需要扩声的人们的正常生活。

实用新型内容

本实用新型提供了一种单一指向性扬声器系统，以解决上述问题的至少一个。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种单一指向性扬声器系统，包括DSP控制模块、全频扬声器、第一低频扬声器、第二低频扬声器及可伸缩号角，

全频扬声器、第一低频扬声器、第二低频扬声器依次纵向排列，

全频扬声器设在可伸缩号角内，

DSP控制模块接收外部设备的音频信号，并将音频信号转换成全频音频信号、第一低频音频信号和第二低频音频信号，

全频扬声器接收来自DSP控制模块发送的全频音频信号，

第一低频扬声器接收来自DSP控制模块发送的第一低频音频信号，

第二低频扬声器分别接收来自DSP控制模块发送的第二低频音频信号，

第一低频扬声器的发声方向与第二低频扬声器的发声方向相反，

第二低频扬声器的发声方向与全频扬声器的发声方向相同。

本实用新型的DSP控制模块是音频信号处理单元，可以将来自外部设备的全频音频信号分割成全频音频信号和两个低频音频信号，分别输入给不同的扬声器(全频扬声器、第一低频扬声器及第二低频扬声器)，全频扬声器接收到全频音频信号，其中的中高频音频信号可以通过可伸缩号角来限制其传播方向，实现中高频音频信号沿可伸缩号角的正向传播，其它方向通过可伸缩号角的约束消声，以此，可以解决中高频音频信号反向漏音的问题；由于第一低频扬声器与全频扬声器发声方向相反，第二低频扬声器与全频扬声器的发声方向相同，DSP控制模块对第一低频扬声器的低频音频信号进行反向、延时、均衡和声压控制，而第二低频扬声器的低频音频信号与全频扬声器的低频音频信号相同，这样第一低频扬声器与全频扬声器和第三低频扬声器的低频音频信号联合控制后，实现正面声压叠加，背面声音抵消，上下两个方向声音减小，从而实现低频部分音频信号的单指向性控制。由此，可以使扬声器系统实现了全频音频信号的单一指向性传输，并且，采取这种结构的扬声器系统可以使得整体结构减小，重量减轻。

在一些实施方式中，还包括程序预存模块和功率放大模块，

程序预存模块配置为存储预设程序，

DSP控制模块调用程序预设模块的预设程序，并根据预设程序对外部设备的音频设备进行频率分配，

功率放大模块接收DSP控制模块发送的全频音频信号、第一低频音频信号和第二低频音频信号，并将全频音频信号进行功率放大后发送给全频扬声器，将第一低频音频信号进行功率放大后发送给第一低频扬声器，将第二低频音频信号进行功率放大后发送给第二低频扬声器。

由此，可以预先在程序预存模块中根据频率调整的需要设定好预设程序，DSP控制模块则调用程序预设模块中的预设程序，在预设程序的控制下实现音频信号频率的分配及调整，经过DSP控制模块处理过的音频信号分别输入给功率放大模块，进行功率放大后再分别输出给全频扬声器、第一低频扬声器及第二低频扬声器。

在一些实施方式中，可伸缩号角具有开口和呈封闭状的底部，全频扬声器置于可伸缩号角内并设在封闭状的底部上。由此，可伸缩号角可以对全频扬声器发出的中高频音频信号的传播方向进行精确控制，提高全频音频信号的音质效果和声波的指向的准确性。

在一些实施方式中，全频扬声器的发声面方向与可伸缩号角的开口方向相同或相反。当全频扬声器的发声面方向与可伸缩号角的开口方向相同时，可伸缩号角充当全频扬声器的正向号筒，对于全频扬声器的中高频的声波进行方向束缚；当全频扬声器的发声面方向与可伸缩号角的开口方向相反时，可伸缩号角可以把全频扬声器的声波经过表面反射实现声波信号的正方向传播。

在一些实施方式中，可伸缩号角的深度和开口大小与第一低频扬声器和第二低频扬声器的上限控制发声频率接轨。由此，DSP控制模块可以根据可伸缩号角的深度和开口大小来决定低频音频信号的频率上限，方便对低频音频信号的分割和控制。

在一些实施方式中，可伸缩号角包括反射罩、支撑杆及龙骨，龙骨的一端滑动连接在支撑杆上，另一端呈辐射状散开，所述反射罩覆盖在所述龙骨上。由此，龙骨的一端可以沿着支撑杆滑动，通过龙骨在支撑杆上的滑动可以实现反射罩的展开或收起。

在一些实施方式中，可伸缩号角的底部向内侧设有连接架，连接架上设有多个固定位，全频扬声器可拆卸的设在固定位上。由此，通过固定架上的固定位可以比较方便地将全频扬声器安装在可伸缩号角上；此外，多个固定位还可以固定手机、投影机等其他附件。

在一些实施方式中，还包括可伸缩支架，可伸缩号角设在可伸缩支架的顶部，第一低频扬声器和第二低频扬声器依次排布在可伸缩支架上。由此，通过调整可伸缩支架的伸缩杆可以调整全频扬声器、第一低频扬声器、第二低频扬声器之间的距离，当三者之间的距离固定后，通过调整可伸缩支架，可以实现全频扬声器、第一低频扬声器、第二低频扬声器整体上升或下降，并且，在不使用的情况下，可以折叠收起，减小扬声器系统的占用空间。

根据本实用新型的一个方面提供了一种单一指向性扬声器系统，包括全频扬声器、DSP控制模块和可伸缩号角，

DSP控制模块接收外部设备发送的音频信号，并将音频信号转换成中高频音频信号；

全频扬声器接收来自DSP控制模块发送的中高频音频信号，

全频扬声器置于可伸缩号角内，并设在可伸缩号角的底部。

本实用新型的DSP控制模块接收来自外部设备的全频音频信号，并将处理后的中高频音频信号发送给全频扬声器，可伸缩号角可以对全频扬声器发出的中高音频信号指向性进行准确控制，实现了中高频音频信号单一方向性传输的要求。

根据本实用新型的一个方面提供了一种单一指向性扬声器系统，包括DSP控制模块、依次呈纵向排列的全频扬声器、第三低频扬声器、第一低频扬声器及第二低频扬声器，

DSP控制模块接收外部设备的音频信号，并将音频信号转换成中高频音频信号、第一低频音频信号、第二低频音频信号及第三低频音频信号，

全频扬声器接收来自DSP控制模块发送的中高频音频信号，

第一低频扬声器接收来自DSP控制模块发送的第一低频音频信号，

第二低频扬声器接收来自DSP控制模块发送的第二低频音频信号，

第三低频扬声器接收来自DSP控制模块发送的第三低频音频信号，

第二低频扬声器及第三低频扬声器的发声面方向与全频扬声器的发声面方向相同，

第一低频扬声器与全频扬声器的发声面方向相反。

本实用新型的DSP控制模块接收来自外部设备的全频音频信号，并将该全频音频信号分割成中高频音频信号和三个低频音频信号，将中高频音频信号发送给全频扬声器，将三个低频音频信号分别发送给第一低频扬声器、第二低频扬声器和第三低频扬声器，DSP控制模块将第二低频扬声器的低频音频信号进行反向、延时、均衡和声压控制，而使第一低频扬声器和第三低频扬声器的低频音频信号相同，如此，通过三个低频扬声器的联合控制，实现低频音频信号的单一指向性控制。

附图说明

图1为本实用新型一种实施方式的单一指向性扬声器系统原理示意图；

图2为图1所示单一指向性扬声器系统的结构示意图；

图3为图2所示单一指向性扬声器系统的可伸缩号角的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

由于在全频音频信号的频率中，低频音频信号的波长远大于扬声器的喇叭的尺寸，导致低频音频信号可以不受扬声器的束缚而可以360度方向传播，中高频音频信号的波长较小，可以通过号角来约束实现单一指向性控制，低频音频信号可以通过频率抵消的方式来实现单一指向性控制。由于低频抵消对于稍高的频率就会非常困难，需要采用一个约束中高频音频信号的号角和低频扬声器阵列组合进行联合工作；这样可以有效解决全频音频信号的单一指向性控制，同时，号角的体积也相较于单纯采用号角对全频音频信号进行单一指向性控制的号角要小，不会使得扬声器系统整体的体积过于庞大。

图1至图3示意性地显示了一种单一指向性扬声器系统，包括可伸缩号角4、DSP控制模块8，以及依次纵向排列的全频扬声器1、第一低频扬声器2、第二低频扬声器3。

如图2所示，DSP控制模块8通过接收外部设备(音乐播放器、PC等可播放音乐的设备)的全频音频信号，程序预存模块10(程序预存模块可以是存储盘、U盘等具有存储功能的存储装置)可以根据需要调整的音频频率要求，预先设定好控制程序，DSP控制模块8则调用程序预存模块8中的控制程序将接收到的全频音频信号分割成全频音频信号及不同的低音频信号，并将全频音频信号发送给全频扬声器1，将不同的低音频信号分别发送给第一低频扬声器2和第二低频扬声器3，由于全频扬声器1设在可伸缩号角4内，因此，全频扬声器1发出的中高频音频信号的传输方向将会受到可伸缩号角4的束缚，使中高频音频信号沿可伸缩号角的正向传播，其它方向则被可伸缩号角的反射，实现全频扬声器1的中高频音频信号正面发声，背面消声的目的，可伸缩号角4可以在不使用时收起，不占用空间，便于携带。

而全频扬声器1发出的低频音频信号则与第一低频扬声器2及第二低频扬声器3各自发出的低频音频信号进行联合控制，实现低频音频信号的单一指向性控制，具体如下：

DSP控制模块8将与全频扬声器1相同的低频音频信号(第二低频音频信号)发送给第二低频扬声器3，此时，应当保证第二低频扬声器3的发声方向与全频扬声器1的发声方向相同，DSP控制模块8则对第一低频扬声器2发送的低频音频信号(第一低频音频信号)进行反向(使第一低频扬声器2和第二低频扬声器3发出的低频音频信号相位相差180度)，并同时进行延时、均衡和声压控制，此时，应当保证第一低频扬声器2的发生面方向与全频扬声器1的发声面方向相反，全频扬声器1、第一低频扬声器2及第二低频扬声器3之间声源距离则根据所需要控制的低频上限波长设置(根据声学原理得出)，如此，联合控制实现低频音频信号的单一指向性控制。

DSP控制模块8还可以将调整、分配好的不同频率的音频信号(全频音频信号、第一低频音频信号、第二低频音频信号)，发送给功率放大模块9进行功率放大，然后再分被分配至各扬声器，具体为：将全频音频信号分配给功率放大模块9的第一功率放大器91进行功率放大，最后经全频扬声器1将全频音频信号播出，第一低频音频信号则分配到功率放大模块9的第二功率放大模块92进行功率放大，最后经第一低频扬声器2将第一低频音频信号播出，第二低频音频信号分配到功率放大模块9的第三功率放大器93进行功率放大，最后经第二低频扬声器3播出。

如图2所示，全频扬声器1、第一低频扬声器2及第二低频扬声器3依次纵向竖直排列，第一低频扬声器2位于全频扬声器1和第二低频扬声器3的中间。本实施例中，第一低频扬声器2和第二低频扬声器3的数量均为一个，在其它实施例中，也可根据全频音频信号和低频音频信号的分割数量，也可设置多个全频扬声器1，多个第一低频扬声器2和多个第二低频扬声器3，但是应当保证这些扬声器的数量比例相同，扬声器必须是同比例增加。

如图2及图3所示，为了使得全频扬声器1发出的中高频音频信号的指向更加准确，应当对中高频音频信号的传输方向进行指向性控制，在本实施例中，将全频扬声器1置于可伸缩号角4内，并设在可伸缩号角4的底部，可伸缩号角4的深度和开口大小与第一低频扬声器2和第二低频扬声器3发出低频音频信号的频率上限接轨，根据可伸缩号角4的深度和开口大小来决定低频音频信号的频率上限，这样可以更有利于将低频音频信号与可伸缩号角4的约束的中高频音频信号实现对接。如需要更加精确控制低频音频信号的更低频率音频性号的单一指向性，需要将分割后的低频音频信号再次分割成不同波长低频音频信号，采用多组扬声器进行不同波长低频音频信号的进行单一指向性控制以获得比较好的单一指向性控制效果。

如图3所示，可伸缩号角4包括反射罩41、龙骨架42和支撑杆43，反射罩41铺设在龙骨架42上形成伞状结构，龙骨架42设有多个呈辐射状的龙骨，龙骨的一端固定在支撑杆43，另一端向外辐射形成自由端，反射罩41包覆在龙骨上，形成半封闭状，反射罩41沿龙骨的自由端形成开口，通过沿支撑杆43轴向方向滑动龙骨架42，可使龙骨架42展开或收起，从而实现反射罩41展开或收起，便于携带。反射罩41的表面涂覆有由阻尼材料制成的反射层，可以有效地抑制声波的共振。

在其它实施例中，可伸缩号角4由多段相互套接锥形筒构成。

如图2所示，可伸缩号角4的底部设有连接架6，连接架6上设有多个固定位61，全频扬声器1卡接在固定位61上，可以在剩余的固定位61上卡接手机、投影机等设备，实现视频播放功能。

如图2所示，全频扬声器1可以正面或反面连接在可伸缩号角4的底部，即，全频扬声器1的发声面方向可以与可伸缩号角4的开口朝向相同或相反，当全频扬声器1的发声面方向与可伸缩号角4的开口方向相同时，可伸缩号角4充当全频扬声器1的正向号筒，对于全频扬声器1的中高频的声波进行方向束缚；当全频扬声器1的发声面方向与可伸缩号角4的开口方向相反时，可伸缩号角4可以把全频扬声器1的声波经过表面反射实现声波信号的正方向传播。

如图2所示，可伸缩号角4固定在可伸缩支架5的顶部，第一低频扬声器2和第二低频扬声器3依次排列在全频扬声器1的正下方，并分别通过连接杆53固定在可伸缩支架5的伸缩杆51上，可伸缩支架5底部52呈三角架结构，可以具有较好稳固效果，伸缩杆51呈多段式管状结构相互套接而成，通过调节伸缩杆51的伸缩长度可以调整全频扬声器1、第一低频扬声器2及第二低频扬声器3之间的距离。

在以上实施例中，可以单独地将全频扬声器1、可伸缩号角4及DSP控制模块8进行组合，形成一个只针对中高频音频信号的单一指向性扬声器系统，DSP控制模块8接收外部设备发送的音频信号，并将该音频信号转换成中高音频信号，后发送给全频扬声器1，鉴于此种组合受到音频信号频率的限制，可伸缩号角4的开口面积比上述实施例中可伸缩号角4的开口面积稍大，因此，在中高频音频信号指向性控制上，采用此种组合的扬声器控制系统，效果较佳。

当然，也可以将以上实施例中的DSP控制模块8、全频扬声器1、第一低频扬声器2、第二低频扬声器3单独拿出来进行组合，此时，需要另外增加一个第三低频扬声器来取代全频扬声器1的位置，也就是说，增加一个第三低频扬声器来播放全频扬声器1低频音频信号，而全频扬声器1则只播放中高频音频信号，此时，全频扬声器1、第三低频扬声器、第一低频扬声发器2及第二低频扬声器3依次纵向排列，第二低频扬声发器及第三低频扬声器的发声面方向与全频扬声器1的发声面方向相同，第一低频扬声器2的发声面方向与全频扬声器1的发声面方向相反，至于DSP控制模块8接收外部设备发送音频信号所做的处理与上述实施例相类似，不再赘述，需要说明的是本实施方式中全频扬声器1接收中高频声音信号，第三低频扬声器接收的第三低频信号与上实施例中全频音频信号的低频部分相同，这样的组合可以作为全频音频信号的低频音频信号单一指向性控制的系统来单独使用。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.单一指向性扬声器系统，其特征在于，包括DSP控制模块(8)、全频扬声器(1)、第一低频扬声器(2)、第二低频扬声器(3)及可伸缩号角(4)

所述全频扬声器(1)、第一低频扬声器(2)、第二低频扬声器(3)依次纵向排列，

所述全频扬声器(1)设在所述可伸缩号角(4)内，

所述DSP控制模块(8)接收外部设备发送的音频信号，并将所述音频信号转换成全频音频信号、第一低频音频信号和第二低频音频信号，

所述全频扬声器(1)接收来自所述DSP控制模块(8)发送的全频音频信号，

所述第一低频扬声器(2)接收来自所述DSP控制模块(8)发送的第一低频音频信号，

所述第二低频扬声器(3)接收来自所述DSP控制模块(8)发送的第二低频音频信号，

所述第一低频扬声器(2)的发声方向与所述第二低频扬声器(3)的发声方向相反，

所述第二低频扬声器(3)的发声方向与所述全频扬声器(1)的发声方向相同。

2.根据权利要求1所述的单一指向性扬声器系统，其特征在于，还包括程序预存模块(10)和功率放大模块(9)，

所述程序预存模块(10)配置为存储预设程序，

所述DSP控制模块(8)调用所述程序预存模块(10)的预设程序，并根据所述预设程序对外部设备的音频设备进行频率分配，

所述功率放大模块(9)接收DSP控制模块(8)分配的全频音频信号、第一低频音频信号和第二低频音频信号，并将全频音频信号进行功率放大后发送给所述全频扬声器，将第一低频音频信号进行功率放大后发送给所述第一低频扬声器(2)，将第二低频音频信号进行功率放大后发送给所述第二低频扬声器(3)。

3.根据权利要求1或2所述的单一指向性扬声器系统，其特征在于，所述可伸缩号角(4)具有开口和呈封闭状的底部，所述全频扬声器(1)置于所述可伸缩号角(4)内并设在封闭状的底部上。

4.根据权利要求3所述的单一指向性扬声器系统，其特征在于，所述全频扬声器(1)的发声面方向与所述可伸缩号角(4)的开口方向相同或相反。

5.根据权利要求4所述的单一指向性扬声器系统，其特征在于，所述可伸缩号角(4)的深度和开口大小与所述第一低频扬声器(2)和第二低频扬声器(3)的上限控制发声频率接轨。

6.根据权利要求5所述的单一指向性扬声器系统，其特征在于，所述可伸缩号角(4)包括反射罩(41)、支撑杆(43)及龙骨，龙骨的一端滑动连接在支撑杆(43)上，另一端呈辐射状散开，所述反射罩覆(41)盖在所述龙骨上。

7.根据权利要求6所述的单一指向性扬声器系统，其特征在于，所述可伸缩号角(4)的底部向内侧设有连接架(6)，所述连接架(6)上设有多个固定位(61)，所述全频扬声器(1)可拆卸的设在所述固定位(61)上。

8.根据权利要求7所述的单一指向性扬声器系统，其特征在于，还包括可伸缩支架(5)，所述可伸缩号角(4)设在所述可伸缩支架(5)的顶部，所述第一低频扬声器(2)和第二低频扬声器(3)依次排布在可伸缩支架(5)上。

9.单一指向性扬声器系统，其特征在于，包括全频扬声器(1)、DSP控制模块(8)和可伸缩号角(4)，

所述DSP控制模块(8)接收外部设备发送的音频信号，并将所述音频信号转换成中高频音频信号，

所述全频扬声器(1)接收来自DSP控制模块(8)发送的中高频音频信号，

所述全频扬声器(1)置于所述可伸缩号角(4)内，并设在所述可伸缩号角(4)的底部。

10.单一指向性扬声器系统，其特征在于，包括DSP控制模块(8)、依次呈纵向排列的全频扬声器(1)、第三低频扬声器、第一低频扬声器(2)、第二低频扬声器(3)，

所述DSP控制模块(8)接收外部设备发送的音频信号，并将所述音频信号转换成中高频音频信号、第一低频音频信号、第二低频音频信号及第三低频音频信号，

所述全频扬声器(1)接收来自所述DSP控制模块(8)发送的中高频音频信号，

所述第一低频扬声器(2)来自所述DSP控制模块(8)发送的第一低频音频信号，

所述第二低频扬声器(3)来自所述DSP控制模块(8)发送的第二低频音频信号，

所述第三低频扬声器分别接收来自所述DSP控制模块(8)发送的第三低频音频信号，

所述第二低频扬声器(3)及第三低频扬声器的发声面方向与所述全频扬声器(1)的发声面方向相同，

所述第一低频扬声器(2)与所述全频扬声器(1)的发声面方向相反。