[发明专利]扬声器系统

说明书

技术领域

本公开涉及一种扬声器系统。

背景技术

扬声器系统的一个目标是在具有相对小的内部体积的扬声器外壳中实现低的谐振频率。扬声器外壳的谐振频率可以通过向外壳增加空气吸附体而被降低；吸附体用于提高外壳的空气柔量(air compliance)。

良好的吸附材料应当至少具有以下特性。吸附和解吸的气体数量应当很大程度上取决于压力的变化。而且，材料的吸附属性在暴露于不同环境条件时不应当发生明显退化或改变。

大气中的湿度是对吸附材料的正常工作有害的关键因素之一。当吸附材料暴露于潮湿环境中时，许多吸附点经常优先被水分子占据，留下的用于空气分子的吸附/解吸的点很少。这种现象使得吸附材料在通过吸附/解吸外壳内的空气而对音箱(acoustic enclosure)的压力进行调节时是无效的。

沸石是易于吸附环境中的水蒸气的硅酸盐；一些沸石甚至被用作干燥剂。许多沸石还将从大气中吸附和解吸空气。沸石的吸附表现取决于结构和构成。在硅酸盐沸石中一般会出现铝。由于铝具有与硅不同的氧化状态(Al为+3而Si为+4)，所以其存在形成了局部的极点。并且，由于水蒸气是具有极性的，所以具有铝的沸石易于优先吸附水蒸气而非空气。水蒸气的吸附降低了沸石吸附空气的能力并且因此降低了它们改善扬声器外壳的声音柔量的能力。

已经提出将具有400以上Si/Al摩尔比的高纯度硅酸盐沸石用作扬声器外壳中的声音吸附体。这样的高纯度硅酸盐的制造由于其要求高纯度硅土原材料而是昂贵的；这使得并不那么期望采用其作为扬声器外壳中的吸附体。

发明内容

本公开涉及对于提高扬声器外壳的空气柔量有效的空气吸附剂的使用。吸附性最小程度地由于湿度的存在而退化。使用吸附剂的扬声器系统因此表现出增强的长期空气柔量而不需要使用高纯度吸附剂材料或者在扬声器外壳中安装繁琐的湿度控制系统。

在一个示例中，吸附剂是利用适量的铝制成的硅酸盐沸石：硅酸盐通常具有从至少大约200到小于400的Si/Al摩尔比。用来产生这样的硅酸盐的硅原材料可能不比具有400或更大Si/Al摩尔比的高纯度硅酸盐沸石纯。其结果是具有提高的柔量并且因此具有较低谐振频率的相对廉价的扬声器外壳。

当沸石包括诸如与硅具有不同氧化状态的铝之类的元素时，沸石将与抗衡离子结合以实现电荷中性。这些抗衡离子一般是诸如氢离子之类的阳离子。铝在沸石中的量越大，这样的抗衡阳离子的数量就越大。当氢离子作为抗衡离子存在时，当沸石暴露于水或潮气时，水将变为酸性；酸性湿气将侵蚀许多金属。具有这种表现的沸石在这里被称作“酸性沸石”。在外壳中使用酸性沸石将在诸如扬声器外壳之类的具有金属部分的结构中导致侵蚀问题。具有诸如铝之类的第二金属的硅酸盐沸石的酸性能够通过明智选择非酸性的抗衡阳离子(诸如铵、碱金属、碱土金属离子和金属离子)而被控制。如果材料过于酸性，则可以采用诸如离子交换之类的处理来减少氢离子的数量并且将它们替换为诸如铵之类的碱性离子。

扬声器系统的一个示例包括外壳、安装于外壳中以便在外壳内留出未被换能器占据的空间的电声换能器、以及外壳内未被换能器占据的空间中的空气吸附材料。空气吸附材料可以是包括少量第二金属的、基于硅的沸石，其中硅与第二金属的摩尔比至少为大约200并且小于400。沸石可以具有MFI、FER或MEL类型的分子结构。空气吸附材料可以包括一种或多种类型的沸石。在一个非限制性示例中，空气吸附材料完全由沸石组成。第二金属可以主要或完全为铝。第二金属可以选自由B、Al、Ti、Ge、Fe、Ga和稀土元素组成的元素组。沸石可以为粉末状。

沸石可以被配置以使得当在40℃被暴露于至少大约90％的相对湿度的条件下一段时间直至由于水分吸附所引起的重量增加(weight gain)基本上稳定时，与干燥状态相比，在100Hz处测量的、因沸石而得到的表观体积比减小不大于大约10％，并且尤其可以处于从大约3％至大约10％的范围内。

空气吸附材料可以包括抗衡阳离子，以平衡由于第二金属或类金属的存在所引起的沸石的电荷。抗衡阳离子可以包括相对少的氢离子。抗衡阳离子可以被选择以使得当一份沸石与五份水混合时pH值保持在4以上。空气吸附材料可以表现出小于大约10％的均衡水重量增加，并且优选地可以小于大约7％。