專利名稱：液壓活塞式音箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明技術(shù)領(lǐng)屬于音箱的設(shè)計(jì)方法和構(gòu)造方案。
目前，音箱設(shè)計(jì)復(fù)雜，技術(shù)要求高，結(jié)構(gòu)由氣體和固體組成。氣體就是空氣；固體包括箱體、揚(yáng)聲器、分頻器等等。這些音箱都難以做到體積小，音質(zhì)又好的情況。
于上有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的就是提供一種技術(shù)要求低、設(shè)計(jì)簡便、構(gòu)造上加入液體，使箱體體積小，音質(zhì)又好的音箱制作方案。
人耳的聽覺范圍為下限20Hz—上限20KHz，在音箱中重放高音20KHz都能做到，只要高音揚(yáng)聲器能達(dá)到20KHz就行。對于重放低音20Hz，就是我們制作音箱的目的。決定音箱低音效果優(yōu)劣有兩個(gè)；一個(gè)是靜態(tài)參數(shù)——下限頻率、另一個(gè)是動(dòng)態(tài)參數(shù)——瞬間響應(yīng)，在設(shè)計(jì)音箱時(shí)。我們希望下限頻率越低越好。而對于瞬間響應(yīng)，則希望達(dá)到
圖1—1所示情況，此時(shí)音箱的品質(zhì)因數(shù)Q＝0.707為最佳阻尼狀態(tài)，這兩個(gè)參數(shù)，對音箱起決定性作用，是箱體設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。下面我們來看它們互相關(guān)系，密閉音箱由下述公式計(jì)算foc=fo2+355a4mov]]>其中foc是下限頻率fo是低音揚(yáng)聲器諧振頻率mo是低音揚(yáng)聲器振動(dòng)質(zhì)量a是低音揚(yáng)聲器有效振動(dòng)半徑v是音箱的凈容積由上式可以看出，foc是由四個(gè)參數(shù)決定，但是，當(dāng)我們選定揚(yáng)聲器品牌和型號(hào)之后，fo、mo和a這三個(gè)參數(shù)都已確定下來，設(shè)計(jì)者已無能為力，只剩下箱體凈容積v可以由設(shè)計(jì)者確定，由上式可知，v與foc2呈一定反比例關(guān)系，v越大，foc越低，但過大的箱體會(huì)導(dǎo)致瞬態(tài)特性變差，如圖1-2所示，箱體也不能過小，過小的容積會(huì)使音箱處于深度欠阻尼狀態(tài)如圖1-3所示。所以下限頻率和瞬間響應(yīng)這兩個(gè)參數(shù)是互相牽制的，傳統(tǒng)的音箱設(shè)計(jì)就是在這兩方面綜合考慮，使音箱的品質(zhì)因數(shù)Qoc＝0.707液壓活塞式音箱理論認(rèn)為Qoc＝0.707的阻尼狀態(tài)，還不是最好的，還沒有使低音揚(yáng)聲器系統(tǒng)充分的發(fā)揮。還有一種狀態(tài)——自由阻尼自由容積狀態(tài)。它能使低音效果更下限，靈敏度更高，箱體容積更小，能最大限度挖掘揚(yáng)聲器潛力。
本音箱發(fā)明標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)原理如圖2所示，音箱分為A室和B室，A為低音揚(yáng)聲器安裝室，B室為活塞室，其中1半透明橡膠管，2液體水活塞，3銅管活塞接頭，4橡膠管夾頭，B活塞室由四個(gè)活塞組成，貼在箱體的背面，活塞是由橡膠管一端用銅管接通音箱容積，彎成中間低的弧形，中間加液體——水，使音箱容積空氣與外界空氣隔絕，水起活塞作用，可使A室的容積隨低音揚(yáng)聲器振動(dòng)自由調(diào)節(jié)箱體容積，并對低音揚(yáng)聲器加載，增大低音揚(yáng)聲器振動(dòng)質(zhì)量，使音箱頻率下限。實(shí)行揚(yáng)聲器振動(dòng)軟著陸，改善音箱靈敏度，瞬態(tài)失真，消除共振等等?；钊业淖饔檬怯上鹉z管膨脹、緊縮和水活塞左右運(yùn)動(dòng)共同完成?；钊壹虞d大小是隨低音揚(yáng)聲器振幅大小成正比，振幅大時(shí)，水活塞升高，水質(zhì)量越重，水加載就重，下限頻率越低，低音效果就越好。
本音箱發(fā)明設(shè)計(jì)技術(shù)要求是箱體要密閉、低音揚(yáng)聲器和高中音揚(yáng)聲器要隔開密閉，箱體大小原則是可安裝下?lián)P聲器就行，箱體尺寸比例不可為整數(shù)倍，以免聲染色。四個(gè)活塞管工作容積大于低音揚(yáng)聲器在音箱額定功率振幅容積，即有效振動(dòng)面積×振幅距離＝振幅容積，在音箱做好后測得一般為幾毫米。橡膠管直徑1.2—1.8厘米都可，活塞水量越小越好，便于活動(dòng)，起到密閉效果就行。音箱做好后，可調(diào)節(jié)橡膠管弧度或者活塞液量、橡膠管直徑改變靈敏度，低音效果。
現(xiàn)在，我們來看本音箱發(fā)明的兩個(gè)重要參數(shù)靜態(tài)參數(shù)——下限頻率。低音揚(yáng)聲器工作時(shí)，帶動(dòng)空氣振動(dòng)橡膠管壁膨縮、水活塞左右運(yùn)動(dòng)，這樣，可以看成低音揚(yáng)聲器帶動(dòng)水活塞，就增大揚(yáng)聲器振動(dòng)質(zhì)量。由上述公式得知，振動(dòng)質(zhì)量和下限頻率成反比例，所以頻率進(jìn)一步下限。
動(dòng)態(tài)參數(shù)—一瞬間響應(yīng)。當(dāng)有一個(gè)瞬間信號(hào)來臨時(shí)，A室負(fù)載加于低音揚(yáng)聲器，活塞室有一個(gè)瞬間滯后，其瞬態(tài)會(huì)出現(xiàn)如圖3所示情況，其中a為最佳阻尼響應(yīng)曲線，b為變?nèi)莘e阻尼響應(yīng)曲線，由于活塞室滯后的原因，僅有A室內(nèi)空氣作用于低音揚(yáng)聲器，此時(shí)，音箱處于欠阻尼狀態(tài)，圖3中b響應(yīng)曲線斜率最大，表示振膜振動(dòng)速度最快，在t1時(shí)間后，由于活塞室迅速作用低音揚(yáng)聲器振膜，音箱迅速恢復(fù)到正常阻尼狀態(tài)，曲線斜率逐漸下降，表示振膜逐漸下降，并恢復(fù)到正常阻尼速度，由于活塞室作用圖1-3所看到的曲線下降未端的拖尾現(xiàn)象被有效抑制，實(shí)行振膜軟回位，這樣說明瞬態(tài)變好。
本音箱發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)和積極效果。
(一)本發(fā)明首次應(yīng)用液體(水)做音箱的活塞，從而使音箱的容積可變，阻尼可變。改變傳統(tǒng)音箱設(shè)計(jì)方法傳統(tǒng)音箱是由氣體和固體構(gòu)成。本發(fā)明應(yīng)用液體，也改變傳統(tǒng)的構(gòu)成方案。從而，使音制作進(jìn)入一個(gè)新的領(lǐng)域、新的概念。
(二)本發(fā)明和傳統(tǒng)比較具有設(shè)計(jì)簡單，技術(shù)要求不高，體積小，造價(jià)低廉。
(三)本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)比較重放音場寬闊，低頻靈敏度高，解析力好，有效減少揚(yáng)聲器振幅，箱內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生駐波，有效避免聲短路和相互干涉現(xiàn)象。盡量挖掘揚(yáng)聲器潛力。
圖4為本發(fā)明音箱實(shí)驗(yàn)品結(jié)構(gòu)，低音珠江牌YD-300mm 80W，中音飛樂牌YDQZ20-4 40W，高音天籟牌TL10-10S 15W，佳訊牌三分頻器L-380，分頻頻率為900HZ，5000HZ。箱體凈容積約為50升，活塞橡膠管用醫(yī)療用的直徑12mm，每個(gè)膠管長260mm，活塞水量每個(gè)約長10mm，越短越好，接頭銅管約70mm，在1Cmm處彎成90度，箱體用厚18mm高密板，膠水粘貼，每隔50mm用木鏍絲固緊，用瀝青澆灌箱體里面五個(gè)面，再貼20mm厚海棉，不要堵住活塞孔，以免氣流不暢，安裝面板時(shí)，要用玻璃密封膠密封，用木鏍絲固緊，最后用AB固化膠，密封銅接頭與箱體接處地方和揚(yáng)聲器四周及接線盒四周，嚴(yán)防漏氣?；钊_孔要對稱，即左邊二個(gè)孔，右邊兩個(gè)孔，使低音揚(yáng)音器聲壓平衡，在孔的對稱邊要裝夾子，好固定橡膠管的弧度。
在圖4中(4-1)為正面(4-2)為側(cè)面剖視圖(4-3)為背面圖其中1.高音安裝孔2.中音安裝孔3.低音安裝孔4.海棉 5.柏油瀝青6.接線盒孔7.活塞孔8.銅管接頭9.橡膠管10.水活塞 11.固定夾子該實(shí)驗(yàn)音箱額定功率100W，試聽時(shí)，用功率100W放大器，低音沉重，不拖泥帶水，音箱板材沒有發(fā)生共振，可明顯看見水活塞在運(yùn)動(dòng)，把活塞水倒掉，就會(huì)出現(xiàn)低音不純，而且硬，板材有震動(dòng)感。
權(quán)利要求
1.一種音箱領(lǐng)域用的設(shè)計(jì)方法和構(gòu)造方案，其設(shè)計(jì)方法在于，在密閉音箱中使用橡膠管和水構(gòu)成的活塞室，使音箱容積、音箱阻尼、隨低音揚(yáng)音器的振動(dòng)而變動(dòng)?；钊夜ぷ魅莘e等于低音揚(yáng)聲器在音箱中額定功率振膜振動(dòng)容積。改變活塞數(shù)量、活塞水量、橡膠管直徑、橡膠管水平弧度，使低音揚(yáng)聲器低音效果最好即可。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的音箱，其構(gòu)造方案在于利用軟活塞管膨脹、縮小和活塞左右運(yùn)動(dòng)來調(diào)節(jié)音箱容積、音箱阻尼，使低音揚(yáng)音器總是處于軟著陸狀態(tài)。增加活塞數(shù)量，減少活塞液量，降低活塞管弧度和擴(kuò)大活塞管直徑，可使音阻尼降低，靈敏度增加，可變?nèi)莘e增大，相反則反之。
3.根據(jù)權(quán)利1和權(quán)利2所述的音箱，液體活塞室在音響上的應(yīng)用，改傳統(tǒng)音箱由氣體和固體構(gòu)造，變?yōu)闅怏w、液體、固體構(gòu)造。設(shè)計(jì)方法也由傳統(tǒng)復(fù)雜化變成簡單化。
全文摘要
一種音箱設(shè)計(jì)方法和構(gòu)造方案,就是在密閉音箱裝上液體水活塞,使音箱容積和音箱阻尼隨低音揚(yáng)聲器的振動(dòng)需要而自由變換。從而改變傳統(tǒng)音箱設(shè)計(jì)方法。也改變傳統(tǒng)音箱由固體和氣體構(gòu)造變成由固體、氣體和液體構(gòu)造。本發(fā)明音箱具有:體積小,設(shè)計(jì)簡便,音頻范圍寬,靈敏度好,有效避免聲短路和相互干擾現(xiàn)象,附圖:A為安裝揚(yáng)聲器室,B為活塞室。1.半透明像膠活塞管；2.液體水活塞；3.銅管活塞接頭；4.橡膠管夾頭。
文檔編號(hào)H04R1/44GK1331553SQ0011926
公開日2002年1月16日 申請日期2000年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月2日
發(fā)明者楊如輝 申請人:楊如輝