[实用新型]具有流线型倒相管的音箱

说明书

本实用新型涉及音响设备，特别是涉及具有流线型倒相管的音箱。

当前，倒相式音箱由于效率高和抑制喇叭谐振点失真而获得广泛的应用。音箱箱体的谐振频率由箱体体积和倒相孔面积所决定，箱体越大，倒相孔面积越小，则谐振频率越低。然而，由于声功率的大小与物体的振动面积成正比，与振动速度的平方成正比，同时，倒相式音箱在谐振时，声功率主要由倒相孔辐射，亦即，倒相式音箱的效率是与倒相孔的面积有关的，如要发挥最大效率，倒相孔的面积需大至约等于扬声器纸盆的有效面积。在这样的情况下，如欲保持箱体的谐振频率不变，只能增大箱体体积，于是导致成本和所占空间都增加，此外，音箱的谐振频率和倒相孔内空气质量密切相关，若空气质量增加，谐振频率就下降。因此，加厚倒相孔的边缘厚度或是在孔上加装一个套筒，便可显著地减小音箱体积而保持谐振频率不变。综上所述，于是使形成了目前常规使用的圆柱形倒相管。这种倒相管的截面积可小于纸盆的有效面积，并且配置这种倒相管的音箱体积可做得较小巧，在此情况下仍能保持适当的谐振频率。然而，截面积小于纸盆有效面积的圆柱形倒相管会引起倒相孔内空气流速增大，使气体摩擦损失增大，从而使低频端的效率降低，即低频端声压下降。并且，这种倒相管还会因进出音箱的气流阻力系数不相等而引起二次谐波失真。这可从流体力学的观点分析得知。

气流进出音箱时受到的阻力包括在倒相管两端分别受到的局部阻力和沿程阻力，后者由于管体一般较短而可以忽略。气流阻力损失的经验公式如下：

△P＝∑(υ²ρ)/2

其中－局部阻力系数

υ－气流速度

ρ－气流容重

而 (υ²ρ)/2 称为动压。

2

当气流从音箱外流入音箱内时，在外侧看来，属于圆柱形外管嘴出流，查流体力学手册，可得到气流在倒相管入口端的局部阻力系数为_1－1＝0.5，而在倒相管内侧看来，气流则是经过一圆柱形喷口而进入音箱，在倒相管的气流出口端的_1－2＝1。于是气流流入音箱时的阻力系数₁＝_1－1＋_1－2＝1.5。

再看气流从音箱内流至音箱外的情况。在内侧看来，该气流在倒相管的气流入口端属于流体力学上的伸入管嘴出流，此时的局部阻力系数_2－1随着倒相管壁厚的增加而减小，其变化范围为_2－1＝0.5－1.0。各种倒相管的壁厚情况较复杂，估计一般为使_2－1＝0.7－0.8。在倒相管外侧，气流仍可视作经过一圆柱形喷口而流出音箱，所以在倒相管的气流出口端阻力系数_2－2＝1。于是气流流出音箱时的阻力系数₂＝_2－1＋_2－2＝1.7－1.8。

由此可见，气流经圆柱形倒相管后流入和流出音箱时的阻力系数是不同的，这就使得气体流入和流出的流速不等，从而使声辐射不等，产生二次谐波失真。此外，由于流速不等，流入的多，流出的少，使音箱内空气增加，纸盆偏离原位而外凸，导致失真增加。

于是，本实用新型的目的在于为倒相式音箱设计一种倒相管，它使经过它而进出音箱的气流阻力系数相等并尽可能减小，从而有效地防止二次和三次谐波的失真和低频率端的效率降低，提高低频声功率，从而有效地提高音质。