CN206323540U - 一种多宫室阵列音箱 - Google Patents

Abstract

一种多宫室阵列音箱，包括音箱主体，所述音箱主体由高音音箱、中音/中低音箱和低音/超低音箱组成，其中低音/超低音箱设于高音音箱、中音/中低音箱的后面，通过低音/超低音音箱前部隔板将高音音箱、中音/中低音箱与低音/超低音箱前后隔开；所述低音/超低音箱前部均设有声音导管，该声音导管外部开口处与低频/超低频混音室连通；该多宫室阵列音箱是一种由不同频率声学空间分割成多宫室的音箱，尤其是将声学空间分割为阵列高音箱、阵列中/低音箱与阵列低音/超低音箱组合而成，采用将不同频率分割成多宫室阵列音箱的方法，旨在克服现有音箱的综合缺陷，为高精度高保真音箱设计及制造提供了新的技术手段，值得大力推广。

Description

一种多宫室阵列音箱

技术领域

本实用新型涉及电声技术领域，尤其是一种能够提高扬声器系统性能与质量的多宫室阵列音箱。

背景技术

从1924年出现的背腔开口式音箱至今，无论是密闭音箱或开口音箱（如倒相式音箱、迷宫式音箱、带通式音箱）等，大多以一高一低两个扬声器单元2分频、或一高一中一低三个扬声器单元单元3分频、或一高一中一低一超低四个扬声器单元4分频、或一高两中/低扬声器单元2分频、或一高一中/低一低频三个扬声器单元2.5分频方式等组成不同频响功能扬声器组合的音箱，根据这类音箱的扬声器排列特点，在这里称其为点声源线性阵列音箱。这种音箱有许多缺点：

第一，上述类种音箱的高音扬声器列于中音或中低音扬声器单元之上时，由于中、高频声波指向性强，所以其听感上凡中、高频乐器如小提琴、人声等相位均会发生偏移：以小提琴声音重放为例，它有G、D、A、E四根弦，G弦空弦195.997718Hz，D弦空弦293.6647679Hz，A弦空弦440Hz，E弦空弦659.2551138Hz，当小提琴在G、D弦发声400Hz以下时，该种音箱重放相位听感不会偏移，但A弦与E弦发音在440Hz以上时，相位听感会偏高，频率越高相位听感就越高；在乐队中小提琴真实声相本是靠前位置的，可在类似扬声器系统中重放时，小提琴等凡发音400Hz以上音区的乐器听感相位偏移造成听感总是靠后，这就是高音单元列于中音、中/低音扬声器单元之上的缺陷之一。

第二，某些设计及其制造为了客服上述音箱的缺点，如英国天朗设计制造了同轴扬声器，将高音扬声器装置在中/低音扬声器振膜中间，以获得较前述音箱更精准的声相定位，但由于该高音扬声器加载于一个锥形凹面的扬声器（中/低音）振膜中间，其高音扬声器单元发声受到来自锥形凹面振膜前腔效应声波的干扰使其整体声音解析力下降，发音并不是太清晰。这是一种以牺牲音质来换取声场定位的方法。

第三，同样，为了客服前述缺点，音箱发展中出现了所谓哑铃式音箱，即将高音扬声器单元在纵轴上夹在两个中/低音单元（2分频时）或一个中/低音单元与一个低音单元（2.5分频时）之间，但这种情形下的中/低音单元既要承担中频发声又要承担低频发声，扬声器承载频率较宽，分割失真与互调失真的几率也就随之增大。这同样是以牺牲音质换取声场定位的方法。

第四，点声源线性阵列的音箱凡是使用电动式扬声器单元的通通存在一大缺陷，就是难以避开电动式扬声器随频率上升或电流增大时阻抗也随之上升至失真状态的缺陷。

第五，许多点声源线性阵列的音箱，为了节省箱体成本，让高音扬声器、中音扬声器、中低/音扬声器等同处一室，导致低频声波在音箱内部干扰其他扬声器振膜正常运动。

第六，点声源线性阵列的音箱为了提高声功率或灵敏度，往往依靠加大扬声器单元的电磁负荷与振动面积，以此不仅增加了扬声器单元振动控制的难度，也增加了音箱箱体制造的难度。

发明内容

本实用新型旨在提供一种采用将不同频率分割成多宫室阵列音箱的方法，旨在克服上述音箱的综合缺陷，为高精度高保真音箱设计及制造提供了新的技术手段的多宫室阵列音箱。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种多宫室阵列音箱，包括音箱主体，所述音箱主体由高音音箱、中音/中低音箱和低音/超低音箱组成，其中高音音箱是由装置有高音扬声器单元的两个或两个以上的封闭式高音箱体纵向排列于音箱主体的正面组成，中音/中低音箱是由装置有中音/中低音扬声器单元的两个或两个以上的封闭式低音箱体纵向排列于音箱主体的正面组成，低音/超低音箱设于高音音箱、中音/中低音箱的后面，通过低音/超低音音箱前部隔板将高音音箱、中音/中低音箱与低音/超低音箱前后隔开；所述低音/超低音箱由较高频率低音箱与较低频率低音箱组成，较高频率低音箱与较低频率低音箱之间由低音/超低音箱隔板隔开，低音/超低音箱内设有两个或两个以上的低音/超低音扬声器单元，横向或纵向线性排列分布于低音/超低音箱隔板上；所述低音/超低音箱前部均设有声音导管，该声音导管外部开口处与低频/超低频混音室连通，该低频/超低频混音室设于低音/超低音音箱的前面，中音/中低音箱的右侧，低频/超低频混音室相对于中音/中低音箱的一侧设有低频/超低频出声槽。

作为本实用新型的进一步方案：所述高音音箱与中音/中低音箱之间呈横向中间水平对齐，封闭式高音箱体与封闭式低音箱体呈横向中间水平对齐。

作为本实用新型的进一步方案：所述高音音箱和中音/中低音箱的前面设有一块音箱面板，高音扬声器单元与中音/中低音扬声器单元安置在音箱面板上。

作为本实用新型的进一步方案：所述低音/超低音音箱前部隔板上开有第一导声管孔和第二导声管孔，低音/超低音音箱隔板上开有低音/超低音扬声器装置孔。

作为本实用新型的进一步方案：所述低音/超低音扬声器单元设有多个。

作为本实用新型的进一步方案：所述低频/超低频出声槽设于中音/中低音箱与低频/超低频混音室之间。

作为本实用新型的进一步方案：所述低频/超低频出声槽整体呈矩形。

作为本实用新型的进一步方案：所述音箱整体设置两个或两个以上，叠加阵列。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该多宫室阵列音箱是一种由不同频率声学空间分割成多宫室的音箱，尤其是将声学空间分割为阵列高音箱、阵列中/低音箱与阵列低音/超低音箱组合而成，采用将不同频率分割成多宫室阵列音箱的方法，旨在克服现有音箱的综合缺陷，为高精度高保真音箱设计及制造提供了新的技术手段，值得大力推广。

附图说明

图一为本实用新型的结构示意图；

图二为本实用新型的开孔示意图；

图三为本实用新型的扬声器单元安装阵列示意图；

图四为本实用新型的外观示意图；

图五为本实用新型的低音/超低音扬声器单元横向阵列示意图；

图六为本实用新型的低音/超低音扬声器单元纵向阵列示意图；

图七为本实用新型的主体音箱叠加阵列示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图一~七，本实用新型实施例中：

图一展示了一种多宫室阵列音箱的基本结构，包括音箱主体，所述音箱主体由高音音箱1、中音/中低音箱2和低音/超低音箱3组成，其中高音音箱1是由装置有高音扬声器单元1011的多只封闭式高音箱体101纵向排列于音箱主体正面组成，中音/中低音箱2是由装置有中音/中低音扬声器单元2011的多只封闭式低音箱体201纵向排列于音箱主体正面组成，低音/超低音箱3设于高音音箱1、中音/中低音箱2的后面，通过低音/超低音音箱前部隔板306将高音音箱1、中音/中低音箱2与低音/超低音箱3前后隔开，低音/超低音音箱3由较低频率低音箱301与较高频率低音箱302组成，较低频率低音箱301与较高频率低音箱302之间由低音/超低音音箱隔板305分割成上下两个箱体，低音/超低音扬声器单元3011装置在低音/超低音音箱隔板305上，并在低音/超低音音箱前部隔板306上设有低音/超低音导声管303，低音/超低音导声管303的开口处与低音/超低音音箱3前面亦即中音/中低音箱2侧面设置的低频/超低频混音室307相连，并在低频/超低频混音室307侧面亦即中音/中低音箱2侧面之间设有低频/超低频出声槽308。

图二展示了本实用新型实施扬声器单元安装及其他装置开孔的方法。其中，高音音箱1装置高音扬声器开孔与中音/中低音音箱2装置中音/中低音扬声器开孔均各自按纵轴对齐均距离排列，高音扬声器开孔与中音/中低音扬声器开孔横向对齐始终以一对一方式横轴居中排列；在低音/超低音音箱前部隔板306上开有设置于较低频率低音箱301的第一导声管孔3031与较高频率低音箱302的第二导声管孔3032，在低音/超低音音箱隔板305上开有低音/超低音扬声器装置孔304，在低音/超低音混音室307侧面开有低频/超低频出声槽308。

图三展示了本实用新型实施的扬声器单元装置方式。其中，高音音箱1和中音/中低音箱2的前面设有一块音箱面板4，装置于高音箱的高音扬声器单元1011与中音/中低音扬声器单元2011的正面装置在相同的音箱面板4上，低音/超低音扬声器单元3011装置在相同的低音/超低音音箱隔板305上。

图四展示了本实用新型的外观效果图。从中可以看到装置于高音箱的高音扬声器单元1011与中音/中低音扬声器单元2011的正面装置在相同的音箱面板4上纵向排列对齐与横向排列对齐的效果，也能看到处于中音/中低音音箱一侧低频/超低频出声槽308的开口位置。

图五展示了本实用新型低音/超低音扬声器横向装置的方式。低音/超低音扬声器单元3011可以横向并列置于低音/超低音音箱3的低音/超低音隔板305之上。

图六展示了本实用新型低音/超低音扬声器纵向装置的方式。低音/超低音扬声器单元3011也可以纵向排列于低音/超低音音箱3的低音/超低音隔板305上下。

图七展示了本实用新型音箱主体多只阵列的方式。在需要加大扬声器系统整体声功率时，可采用多只音箱主体叠加来解决。即在高音音箱1、中音/中低音音箱2、低音/超低音音箱3方向相同的条件下，本实用新型可以多只叠加：即2只叠加、3只叠加、4只叠加……直至N只叠加。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

第一，频率分工效应。本实用新型采用多宫室阵列，首先是将一个整体扬声器系统分割成三个扬声器系统即高音阵列扬声器系统、中音/中低音阵列扬声器系统、低音/超低音阵列扬声器系统，实际上就是对扬声器系统的频响进行频率范围的分工，高音音箱负责3000Hz或4000Hz以上的频率，中音/中低音负责110Hz-3000Hz或4000Hz范围的频率，低音/超低音负责110Hz以下范围的频率，以如此分工来共同完成扬声器系统整体的有效频率覆盖范围，事实上，用一个扬声器单元及其扬声器系统在有效全频响范围内（20Hz-20KHz）实现高性能（±3dB）指标是相当困难的，但采用本实用新型的频率系统分割，由3组不同频响范围的系统来实现就容易多了，通过实验证明本实用新型整体扬声器系统可实现有效频率响应19Hz-40KHz（±3dB）的高性能标准，这使本实用新型仍然保持了现有技术中多分频扬声器系统的宽范围频响优势，在此前提下，与现有技术不同的是该三个扬声器系统均以多宫室（每只音箱可看成一个宫室）阵列方式结构，有多少只高音扬声器单元就有多少只高音音箱，有多少中音/中低音扬声器单元就有多少只中音/中低音音箱，而低音/超低音音箱从物理上同该前述两个音箱已作声学上的分隔，这样，每只阵列的扬声器系统均不会产生声学上的相互干扰，避免了扬声器系统内部振动造成的声染色，不仅继承了现有技术同类优点，同时也更好地发挥了现有技术同类所长，可更好地实现扬声器系统保真度。

第二，分流效应。由于本实用新型采用多宫室阵列，阵列的扬声器单元均以多只（2只以上包含2只）配置，其比较现有技术所承受的电负荷及其声功率都成倍提高，阵列2只时电负荷与声功率提高2倍，阵列3只时电负荷与声功率提高3倍，阵列4只时电负荷与声功率提高4倍……余类推之，在相同扬声器单元前提下，假设现有技术中扬声器单元必须承受100%的电负荷与100%的声功率时，采用本实用新型在2只阵列时每只扬声器单元仅承受50%的电负荷与50%的声功率、在3只阵列时每只扬声器单元仅承受33%的电负荷与声功率，在4只阵列时每只扬声器单元仅承受25%的电负荷与声功率……余类推之，电负荷与声功率的分流，使每只扬声器单元的电负荷减小，也使扬声器失真减小，扬声器系统失真随之减小，扬声器单元及其扬声器系统阵列的的数量与失真系数呈反比，却与功率承受量及其灵敏度增加呈正比。电学分流优势的发挥很重要，不仅仅是电负荷与声功率承受加大的量的提升，更重要的是质的提升。扬声器倍数增加在相同声功率条件下有利于扬声器的耐压与使用寿命，同时，延伸出失真遏制的优势：扬声器是一个具有感抗特性的电变声器件，而多数电动式扬声器振膜发声靠的是音圈驱动，音圈是一个具有感抗特性的器件，会随着频率变化、音量变化、温度变化等出现十分复杂的阻抗变化，这些复杂的阻抗变化，使振膜得不到一个绝对正确的功率放大器振动流，而是给予振膜一个附载有音圈自身因阻抗变化而变化的振动流，如从扬声器的额定阻抗开始，随频率升高或音量升高扬声器的阻抗会随之升高，升高到一定程度就会让人能听到扬声器的失真，但如果采用多只扬声器则不然，在相同声功率状态下，多只声器会形成电学上的分流，扬声器的倍数正好是其电负荷的除数，分流后的扬声器工作负担会成倍减轻，音圈阻抗特性变化也随之成倍降低，扬声器振膜的振动失真率也会随之降低，这就有利于避开动圈式扬声器感抗特性的缺陷，使扬声器系统保真度更高。这是本实用新型较现有技术的突出优势之一。

第三，阵列声场效应。因为本实用新型采用多只高音音箱与多只中音/中低音音箱阵列，其扬声器单元纵向排列于音箱主体面板上，高音扬声器单元与中音/中低音扬声器单元一对一横轴对齐，这种排列始终使高音、中音、中低音频率发声在一个水平方向上，也就克服了前述现有技术中400Hz以上频率相位偏高的缺点，使声场定位较已有技术更精准、更稳定；另一方面，由于高音扬声器单元与中音/中低音扬声器单元一对一横轴对齐并多只纵列，其整体发声不同于已有技术的点声源状而呈现的是面声源状，面声源声场覆盖较点声源要宽阔得多，声学环境的反射声系数也要多得多，所制造出的声场范围、声场密度、声场气势均远远超过点声源的已有技术，更何况面声源声场更接近真实的音乐声场效果，一个交响乐团或一个弦乐四重奏的声源是一片发声而非一点发声，所以面声源对音乐声场的重放效果更具仿真性。声场定位的精准程度、声场效果的仿真程度、声场覆盖的宽阔程度均是已有技术所不可比拟的。

第四，阵列规模效应。从理论上讲，声功率每增加1倍则灵敏度提高3dB（球面波状态）至6dB（平面波），扬声器有效振动面积成倍数时，其空气推动量也成倍数，灵敏度也随其倍数呈数量级增加。本实用新型由于采用多只扬声器阵列，在同一条件下，较已有技术灵敏度呈声学数量级提高。如2只阵列时高于3dB-6dB，4只阵列时高于6dB-12dB。阵列规模效应不仅仅体现在灵敏度数量级提高，还表现在音响动态指数提高。如一只灵敏度90dB声功率128W的扬声器其音乐动态可达到113dB，2只可达到116dB，4只可达到119dB，所以本实用新型由于采用多只扬声器阵列其灵敏度与音乐动态均高于已有技术水平。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种多宫室阵列音箱，包括音箱主体，其特征在于，所述音箱主体由高音音箱（1）、中音/中低音箱（2）和低音/超低音箱（3）组成，其中高音音箱（1）是由装置有高音扬声器单元（1011）的两个或两个以上的封闭式高音箱体（101）纵向排列于音箱主体的正面组成，中音/中低音箱（2）是由装置有中音/中低音扬声器单元（2011）的两个或两个以上的封闭式低音箱体（201）纵向排列于音箱主体的正面组成，低音/超低音箱（3）设于高音音箱（1）、中音/中低音箱（2）的后面，通过低音/超低音音箱前部隔板（306）将高音音箱（1）、中音/中低音箱（2）与低音/超低音箱（3）前后隔开；所述低音/超低音箱（3）由较高频率低音箱（302）与较低频率低音箱（301）组成，较高频率低音箱（302）与较低频率低音箱（301）之间由低音/超低音箱隔板（305）隔开，低音/超低音箱（3）内设有两个或两个以上的低音/超低音扬声器单元（3011），横向或纵向线性排列分布于低音/超低音箱隔板（305）上；所述低音/超低音箱（3）前部均设有声音导管（303），该声音导管（303）外部开口处与低频/超低频混音室（307）连通，该低频/超低频混音室（307）设于低音/超低音音箱（3）的前面，中音/中低音箱（2）的右侧，低频/超低频混音室（307）相对于中音/中低音箱（2）的一侧设有低频/超低频出声槽（308）。

2.根据权利要求1所述的多宫室阵列音箱，其特征在于，所述高音音箱（1）与中音/中低音箱（2）之间呈横向中间水平对齐，封闭式高音箱体（101）与封闭式低音箱体（201）呈横向中间水平对齐。

3.根据权利要求1所述的多宫室阵列音箱，其特征在于，所述高音音箱（1）和中音/中低音箱（2）的前面设有一块音箱面板（4），高音扬声器单元（1011）与中音/中低音扬声器单元（2011）安置在音箱面板（4）上。

4.根据权利要求1所述的多宫室阵列音箱，其特征在于，所述低音/超低音音箱前部隔板（306）上开有第一导声管孔（3031）和第二导声管孔（3032），低音/超低音音箱隔板（305）上开有低音/超低音扬声器装置孔（304）。

5.根据权利要求1所述的多宫室阵列音箱，其特征在于，所述低音/超低音扬声器单元（3011）设有多个。

6.根据权利要求1所述的多宫室阵列音箱，其特征在于，所述低频/超低频出声槽（308）设于中音/中低音箱（2）与低频/超低频混音室（307）之间。

7.根据权利要求1所述的多宫室阵列音箱，其特征在于，所述低频/超低频出声槽（308）整体呈矩形。

8.根据权利要求1所述的多宫室阵列音箱，其特征在于，所述音箱整体设置两个或两个以上，叠加阵列。