CN207625793U - 一种扬声器系统及音箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种扬声器系统和音箱，该扬声器系统的中高音扬声器结构部包括中高音扬声器单元和吸音单元，且中高音扬声器单元与所述吸音单元之间留有间隙，一方面便于中高音扬声器单元背部声波进入吸音单元，吸音单元起到部分衰减扬声器单元背部声波的作用，能减少音箱摆放对后墙距离的要求，另一方面中高音扬声器单元振膜正面声波与背部声波反相，会在扬声器单元侧面产生声短路现象，形成“∞”形的偶极辐射模式，扬声器单元的偶极辐射模式有利于辐射角度的增加，减少扬声器单元的离轴响应的滚落程度，这种偶极辐射模式的扬声器单元可以减少房间的共振驻波现象，能在听音空间中减少墙面反射干扰。

Description

一种扬声器系统及音箱

技术领域

本实用新型实施例涉及声学产品技术领域，尤其涉及一种扬声器系统及音箱。

背景技术

目前主流的音箱主要分成密闭式音箱和倒相式音箱两大类。倒相式音箱具有声学上称为“亥姆赫兹共鸣器”的结构，该结构为一个带口的空腔，空腔内部的空气有弹性，形成了空气弹簧，口部是细长的，其中的空气类似活塞，有一定的质量。系统受到激励发生谐振，在某个特定的频率，扬声器单元发生的声波会令带有开口的管道的音箱发生谐振行为，从而达到拓展扬声器低频下潜的作用。不幸的是，对于大多数扬声器制造商来说，这种倒相的低音反射系统，最多只是一个妥协，倒相式音箱的低频瞬态往往不太好，由于拓展的低频量是有由空气谐振产生的，而不是由扬声器单元电声换能所致的，对于音频信号的高保真还原，对音乐透明重放，绝对是没有好处的。同时，当重放的信号频率很低时，箱体内的空气还会从倒相管中泄出，还会导致额外的令人讨厌的“气流声”。

密闭式音箱是一种比较高保真的设计方案，没有以上倒相式音箱的诟病，但是市面上常规的音箱，大多数还存在着箱体储能振动问题，箱体的衍射问题，扬声器单元背部声波经过窄箱体的内腔反射，并穿透过薄的锥盘振膜二次辐射到自由空间中并混入到扬声器正面的声波中的回波反射问题，继而影响音色的清晰性和准确度，同时在听音环境中的墙壁反射导致的共振驻波现象也容易影响用户听音的感观。

此外箱体(障板)边缘的衍射效应还有可能会引起扬声器频率响应的不均匀性。

实用新型内容

本实用新型提供一种扬声器系统以及音箱，以解决音箱所存在的回波反射、箱体(障板)边缘的衍射效应和箱体储能振动问题。

本实用新型实施例提供了一种扬声器系统，包括：中高音扬声器结构部、低音扬声器结构部和安装固定部件；

所述中高音扬声器结构部包括中高音扬声器单元和吸音单元，所述中高音扬声器单元固定安装于所述吸音单元的一端，且所述中高音扬声器单元与所述吸音单元之间留有间隙；

所述低音扬声器结构部包括低音扬声器单元、安装介圈和柱状管道密闭式箱体，所述安装介圈安装于所述柱状管道密闭式箱体的开口端，并被所述柱状管道密闭式箱体的侧壁分为内圈和外连接部，所述低音扬声器单元安装于所述内圈，所述吸音单元通过所述安装固定部件固定于所述外连接部。

本实用新型实施例还提供了一种音箱，包括上述的扬声器系统。

本实用新型实施例提供的扬声器系统和音箱，该扬声器系统包括中高音扬声器单元结构部和低音扬声器单元结构部，中高音扬声器结构部包括中高音扬声器单元和吸音单元，且中高音扬声器单元与所述吸音单元之间留有间隙，一方面便于中高音扬声器单元背部声波进入吸音单元，吸音单元起到部分衰减扬声器单元背部声波的作用，继而使得听音环境中后墙的声波反射能量减少，能减少音箱摆放对后墙距离的要求，另一方面中高音扬声器单元振膜正面声波与背部声波反相，会在扬声器单元侧面会产生声短路现象，所以侧面声压级为零或非常小，形成“∞”形的偶极辐射模式，扬声器单元的偶极辐射模式有利于辐射角度的增加，减少扬声器单元的离轴响应的滚落程度，这种偶极辐射模式的扬声器单元可以减少房间的共振驻波现象，能在听音空间中减少墙面反射干扰。

低音扬声器单元通过安装介圈密闭安装在柱状管道密闭式箱体上，低音扬声器振膜正面声波正常向外发出声波，其背部声波则几乎只在密闭的柱状管道密闭式箱体内传播，一方面背部声波侧面传播的部分几乎完全被柱状管道密闭式箱体内侧壁隔离，另一方面背部声波通过柱状管道式箱体的内腔距离进行反射延时，沿柱状管道箱体轴向传播的部分经柱状管道密闭式箱体底部反射，再从扬声器振膜传出的声波其能量已经很小，不会对正面声波的向外发声造成影响。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种扬声器系统的俯视图；

图2为本实用新型实施例的一种扬声器系统沿图1中A-A’向的剖面图；

图3为本实用新型实施例的一种扬声器系统的正视图和后视图；

图4为本实用新型实施例的一种吸音单元与低音扬声器单元固定方式示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种扬声器系统以及音箱的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

参照图1示出的本实用新型实施例的一种扬声器系统的俯视图，图2示出的一种扬声器系统沿图1中A-A’向的剖面图，图3示出的一种扬声器系统的正视图和后视图，该扬声器系统可以包括中高音扬声器结构部1、低音扬声器结构部2和安装固定部件3。

其中，中高音扬声器结构部1可以包括中高音扬声器单元4和吸音单元5，中高音扬声器单元4固定安装于吸音单元5的一端，且中高音扬声器单元4与吸音单元5之间留有间隙，低音扬声器结构部2可以包括低音扬声器单元6、安装介圈7和柱状管道密闭式箱体8，优选地，柱状管道密闭式箱体8可以是一体成型设计，以提高密封式箱体的密封性能。

安装介圈7安装于柱状管道密闭式箱体8的开口端，并被柱状管道密闭式箱体8的侧壁分为内圈71和外连接部72，低音扬声器单元6安装于内圈71，吸音单元5通过安装固定部件3固定于外连接部72。

本实用新型实施例提供的扬声器系统的中高音扬声器单元部分，由于中高音扬声器单元与吸音单元之间留有间隙，有利于扬声器单元背部声波进入吸音单元，吸音单元起到部分衰减扬声器单元背部声波的作用，继而使得听音环境中后墙(用户使用该扬声器系统听音时，中高音扬声器单元正面正对用户，后墙即为中高音扬声器单元背部所正对的墙面)的声波反射能量减少，能减少音箱摆放对后墙距离的要求，同时由于中高音扬声器单元振膜正面声波与背部声波反相，会在扬声器单元侧面会产生声短路现象，所以侧面声压级为零或非常小，形成“∞”形的偶极辐射模式，扬声器单元的偶极辐射模式有利于辐射角度的增加，减少扬声器单元的离轴响应的滚落程度，这种偶极辐射模式的扬声器单元可以减少房间的共振驻波现象，能在听音空间中减少墙面反射干扰，让扬声器摆放更靠近墙壁而不受影响，从而帮助听众在既定的听音环境中创造出更远的聆听距离，降低听音环境的空间面积的要求，使得扬声器有更佳音质效果。

本实用新型实施例提供的扬声器系统的低音扬声器单元部分，由于低音扬声器单元是通过安装介圈密闭安装在柱状管道密闭式箱体的开口端，低音扬声器振膜正面声波正常向外发出声波，其背部声波则几乎只在密闭的柱状管道密闭式箱体内传播，一方面背部声波侧面传播的部分几乎完全被柱状管道密闭式箱体内侧壁隔离，另一方面背部声波通过柱状管道式箱体的内腔距离进行反射延时，沿柱状管道箱体轴向传播的部分经柱状管道密闭式箱体底部反射，再从扬声器振膜传出的声波其能量已经很小，不会对正面声波的向外发声造成影响。优选地，安装介圈7密闭安装于柱状管道密闭式箱体8的开口端，以进一步提高背部声波被柱状管道密闭式箱体内侧壁的吸收率。

优选地，吸音单元5的轴线与柱状管道密闭式箱体8的轴线垂直，使得中高音扬声器单元4和低音扬声器单元6所发的声波振动方向几乎处于垂直状态，传播方向互相垂直的声波的叠加可以忽略不计，从而可以减少中高音扬声器单元4所发声波和低音扬声器单元6所发的声波的叠加现象，进而有效减少扬声器系统的互调失真，更进一步地，柱状管道密闭式箱体8的轴线位于中高音扬声器单元4的出音面所在的平面，且所述出音面中心在所述开口端所在的平面的投影在所述柱状管道密闭式箱体的轴线上，使得中高音扬声器单元4的出音面在开口端的投影位于开口端的中心位置，更进一步减少扬声器系统的互调失真。

可选地，中高音扬声器单元4可以包括互相连接的喇叭部41和磁钢部42，喇叭部41位于所述吸音单元5之外，更加便于中高音扬声器单元4的正面声波和背部声波在扬声器侧面形成“∞”形的偶极辐射模式，磁钢部42嵌入所述吸音单元5并与吸音单元5的内侧壁分离，方便中高音扬声器单元4的背部声波可以部分传入吸音单元5内，同时，所述吸音单元5的侧壁开设有螺孔，通过固定螺钉9穿过所述螺孔与所述磁钢部抵触进行固定，优选地，吸音单元5的侧壁开设的螺孔数量为至少三个，使得螺钉穿过螺孔与磁钢部抵触固定时更加稳固。需要说明的是，所述螺孔开设的个数具体可由本领域技术人员的需要进行选定，当然所述吸音单元5的侧壁还可以开设一个或两个螺孔固定所述磁钢部，在此便不多加赘述。

和/或，还可以吸音单元5的外侧壁通过固定柱与喇叭部41连接固定，作为一种示例，参照图4示出的一种吸音单元与低音扬声器单元固定方式示意图，喇叭部41的出音面向吸音单元5的轴线延伸方向设置有三个固定柱10，吸音单元5嵌入固定柱10所形成的空间，从而使得吸音单元5和喇叭部41连接固定。当然，通过固定柱固定的方式不限于此，还可以在吸音单元5的外侧壁设置三个固定柱，喇叭部41的出音面嵌入固定柱所形成的空间，以此来固定吸音单元5和喇叭部41，需要说明的是，本实用新型实施例对固定柱10的个数并没有限定，图4中的固定方式的示意图仅作为一种示例，优选地，固定柱的数量设置为至少三个，使得吸音单元5或喇叭部41的出音面嵌入固定柱所形成的空间后，吸音单元5和喇叭部41之间的固定更加稳固。

在本实用新型的一种优选实施例中，柱状管道密闭式箱体8的高度不小于80cm，这样高度设计的柱状管道密闭式箱体8，当用户听音时，距离地面的距离一般不会低于1m，根据声波反射原理，所发出的声波经地面反射，其地面反射延迟时间不小于6ms，在心理声学上超过6ms的回波反射延迟时间，人类耳-脑系统就能过滤掉这部分干扰的听觉感知，不会使得听音有浑浊的感觉，同时，柱状管道密闭式箱体8的径向最大宽度小于所述低音扬声器单元频率上限对应的波长的四分之一，这样设计的原因是：声波频率越高，其波长对应越短，在声学上，小于1/4声波波长的物体，在声波传播路径上，被认为是声学上的“小”，声波的衍射现象可以忽略不计。将径向最大宽度设计小于低于低音扬声器单元最高频率对应波长的四分之一，可以使得在低音扬声器单元的所有播放频段，柱状管道密闭式箱体8的径向宽度都不会使得声波产生衍射现象(或者说产生的衍射可以几乎忽略不计)，可以提高扬声器系统的频率响应的均匀性。

需要说明的是，本实用新型中针对所述柱状管道密闭式箱体8高度设计为不小于80cm属于该实用新型结构设计中的最优方案，当然还能够设计为50cm或60cm或70cm或其他高度的柱状管道密闭式箱体，具体可由本领域技术人员根据需要选定，在此便不多加赘述。

在本实用新型实施例中，吸音单元5的作用是部分吸收中高音扬声器单元4的背部声波，其吸音原理可以借用现有的消声器原理，例如可以参照阻性消声器原理，吸音单元5内可以填充有吸音棉，利用吸音棉对声波的衰减作用，以吸收中高音扬声器单元4的背部声波，相似地，柱状管道密闭式箱体8内也可以填充有吸音棉。

当然，还可以参照扩展式消声器原理，将吸音单元5的长度设置为中高音扬声器单元4对应的工作频率中，选取的设定频率对应波长四分之一的奇数倍，例如中高音扬声器单元的工作频率范围为700-20000Hz，选取的设定频率为1000Hz，其对应波长为λ，则吸音单元5的长度L＝(2n+1)λ/4，n为自然数，从而可以使得在设定频率的声波以及该设定频率的奇数倍频率的其他声波经过该吸音单元后，具有较大的声量衰减。当然，吸音单元5还可以利用现有的共振式消声器原理实现，本实用新型实施例在此不作详细赘述。

在本实用新型实施例中，同时为了使得柱状管道密闭式箱体8便于加工，并且密封性能较好，可以将所述柱状管道密闭式箱体设置为圆柱状。

同样，为了便于吸音单元5的加工，以及增加吸音单元5的吸音面积，吸音单元5也可以设置为圆柱状。

最后，在实用新型实施例中，需要说明的是，对于中高音扬声器单元和低音扬声器单元，本领域普通技术人员是清楚其中的“中高音”和“低音”概念的，其中的中高音和低音的概念属于行业术语，只是对于中高音扬声器单元和低音扬声器单元，其各自负责播放的频率范围，本领域技术人员可以按需进行调整，例如，本实用新型实施例中的中高音扬声器单元4的播放频率范围可以为200-20000Hz，低音扬声器单元播放频率范围为45-3000Hz。

进一步需要说明的是，中高音扬声器单元和低音扬声器单元的播放频率范围具有部分重叠是允许存在的，在面对上述“中高音扬声器单元4的播放频率范围可以为200-20000Hz，低音扬声器单元播放频率范围为45-3000Hz”这一实例中，扬声器系统可以设置有分频器，该分频器的分频点可以设置为700Hz，以便于方便对200-3000Hz重叠部分的音频信号进行播放管理，例如通过Linkwitz-Riley二阶滤波分频器，以12dB/oct的斜率对200-3000Hz的分频频段进行衰减交叉重叠，使得低音扬声器单元和中高音扬声器单元频响结合处的频率响应平坦，相位一致。

另外，本实用新型实施例还提供了一种音箱，该音箱包括上述实施例提供的扬声器系统。

注意，以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种扬声器系统，其特征在于，包括：中高音扬声器结构部、低音扬声器结构部和安装固定部件；

所述中高音扬声器结构部包括中高音扬声器单元和吸音单元，所述中高音扬声器单元固定安装于所述吸音单元的一端，且所述中高音扬声器单元与所述吸音单元之间留有间隙；

所述低音扬声器结构部包括低音扬声器单元、安装介圈和柱状管道密闭式箱体，所述安装介圈安装于所述柱状管道密闭式箱体的开口端，并被所述柱状管道密闭式箱体的侧壁分为内圈和外连接部，所述低音扬声器单元安装于所述内圈，所述吸音单元通过所述安装固定部件固定于所述外连接部。

2.根据权利要求1所述的扬声器系统，其特征在于，所述吸音单元的轴线与所述柱状管道密闭式箱体的轴线垂直。

3.根据权利要求2所述的扬声器系统，其特征在于，所述柱状管道密闭式箱体的轴线位于所述中高音扬声器单元的出音面所在的平面，且所述出音面中心在所述开口端所在的平面的投影在所述柱状管道密闭式箱体的轴线上。

4.根据权利要求1或2或3所述的扬声器系统，其特征在于，所述中高音扬声器单元包括互相连接的喇叭部和磁钢部；

所述喇叭部位于所述吸音单元之外，所述磁钢部嵌入所述吸音单元并与所述吸音单元的内侧壁分离；

所述吸音单元的侧壁开设有螺孔，通过固定螺钉穿过所述螺孔与所述磁钢部抵触进行固定，和/或，所述吸音单元的外侧壁通过固定柱与所述喇叭部连接固定。

5.根据权利要求1或2或3所述的扬声器系统，其特征在于，所述柱状管道密闭式箱体的高度不小于80cm，所述柱状管道密闭式箱体的径向最大宽度小于所述低音扬声器单元频率上限对应的波长的四分之一。

6.根据权利要求1或2或3所述的扬声器系统，其特征在于，所述吸音单元和/或所述柱状管道密闭式箱体内填充有吸音棉。

7.根据权利要求6所述的扬声器系统，其特征在于，所述吸音单元的长度设置为在所述中高音扬声器单元对应的工作频率中选取的设定频率对应波长四分之一的奇数倍。

8.根据权利要求1或2或3所述的扬声器系统，其特征在于，所述柱状管道密闭式箱体为圆柱状。

9.根据权利要求1或2或3所述的扬声器系统，其特征在于，所述吸音单元为圆柱状。

10.一种音箱，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的扬声器系统。