[发明专利]具有窄分散度的扩音器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年9月19日提交的美国临时专利申请No.62/052,596以及2015年6月19日提交的美国临时专利申请No.62/182,042的优先权，这两篇申请通过引用整体结合于此。

技术领域

一个或多个实现大体上涉及音频扬声器，更具体地涉及具有提供窄分散度的驱动器的柱状扩音器(column loudspeaker)。

背景技术

扬声器的声音投射模式被称为分散度。由于设计和应用约束，大多数扬声器和扬声器系统趋向于表现出一定程度的方向性或聚焦或者以一定程度的方向性或聚焦作为特征。而且，分散度随着频率而改变，使得扬声器驱动器越大，扬声器驱动器在更高频上的分散度越窄。已经采用了许多方法来改进或定制扬声器的投射模式，诸如使用不同类型/大小的驱动器、扬声器障板以及诸如分频和延迟的电路。

虽然这些方法中的许多方法寻求改进扬声器分散度，但是窄声音扩散度或高方向性(通常在垂直轴上)在许多应用(诸如现场扩声和影院音响)中通常是有益的。各种不同的解决方案可以用于产生窄分散度。例如，线形或柱状扩音器使用排成一行安装的多个扩音器驱动器来在该行扩音器驱动器的轴上实现较窄的声音分散度。对于简单的成直线的一行扩音器驱动器(其中每个驱动器接收相同的电信号并且辐射近似相同的声能或声级)来说，该行扩音器驱动器的声音分散度或方向性随着频率而变化。在非常低的频率处，方向性低，声音分散度特性宽，经常是全向的。随着频率增大，方向性提高。此外，该行扩音器的轴上的声音分散模式变得更复杂，其中声音的零值(null)和波瓣在除扩音器柱的向前的方向之外的方向上辐射。这些波瓣被称为旁瓣。旁瓣通常表示不希望的方向上的不想要的辐射以及过多的旁瓣辐射浪费。

若干技术可以用于使方向性随着频率更加一致(变化更小)，因而减小旁瓣辐射的量和水平。这些技术包括向扩音器行添加曲率(通过物理设计)、对于每个扩音器驱动器独立地使音频信号电延迟、在扩音器驱动器之间具有不等的或随机的间隔、对于每个驱动器独立地应用电相移、对每个驱动器应用不同的增益或其他类似技术。

一种已知的方法将通过或者阵列曲率或者电延迟方法得到的、与信号水平(level)的特定变化结合使用的特定驱动器延迟应用到每个驱动器以便在宽频率范围上几乎以至于没有旁瓣地提供恒定的方向性。在该方法中，从其波长为驱动器行的长度的近似一半的低频一直到其波长与驱动器中心间距近似相同的高频，方向性是近似恒定的。在所述低频以下(below)，一定的方向性仍存在，但是声音分散模式在具有比该行扩音器驱动器的长度的两倍长的波长的频率处趋向于全向的。

虽然许多足够小的密集间隔的扩音器驱动器可以在方向性恒定的情况下覆盖非常宽的频率范围，但是最大声音输出对于许多应用通常来说太低。2路配置通过使一行更大型更低频的驱动器紧邻一行更小型更高频的驱动器并且使电或数字分频器具有所选的使得两行都具有恒定的方向性特性的划分频率来增大输出。但是，这样的2路扩音器配置带来两个挑战。首先，它需要非常大量的扩音器驱动器和相关联的布线，特别是对于高频来说；第二，依赖于分频滤波器的选择，扩音器的分散模式在垂直于该行驱动器的轴上具有零值和波瓣效应。

背景部分中所讨论的主题不应仅由于它在背景部分中被提及就假定是现有技术。类似地，背景部分中所提及的或者与背景部分的主题相关联的问题不应被假定为以前已经在现有技术中被认识到。背景部分中的主题仅表示不同的方法，这些方法本身也可以是发明。

发明内容