[发明专利]声学设备

说明书

本发明涉及声学设备，特别是，但不排除，装有共振多模式板声辐射器的扬声器，例如我们的国际申请W097/09842中描述的那种扬声器。如WO97/09842所描述的扬声器已被称为分布模式(DM)扬声器。

分布模式扬声器(DML)通常与从两侧均等地并以复合扩散方式辐射声能的既薄又轻的板有关。虽然这是DML的有用贡献，但是，存在各种现实世界的情况，根据实际的应用和边界要求，单极形式的DML可能是较好的。

在这些应用场合中，这种产品可能具有又轻又薄且不引人注目的优点。

从国际专利申请WO97/09842已知，在较浅的密封箱中安装多模式共振声辐射器，从而抑制来自辐射器一个面的声辐射。在这方面，应指出，本文中的术语“浅”是相对于在容积足够的壳体中活塞式纸盆扬声器驱动单元的典型比例而言。容积与活塞式振动膜面积的典型比例是80∶1，以ml比cm²表示。与集中空气容积的活塞式驱动关系很小的共振板扬声器的浅壳体可具有20∶1的比例。

根据本发明，声学设备包括共振多模式声共振器或具有相对面的辐射器板和限定包围一个板面的至少一部分并设置成抑制来自该板面的所述部分的声辐射的空腔的装置，其中该空腔用来改变板的模态行为。该空腔可以是密封的。可安排一个振动激励器向共振板施加弯曲波以产生声输出，以使该设备作为扬声器。

该空腔尺寸可以改变板的模态行为。

空腔可以较浅。空腔可以足够浅，使与所述一个板面相邻的内部空腔面和这一板面之间的距离足够小，以产生于该板的流体耦合。空腔中的共振模式可包括平行于该板，即沿该板调制的交叉模式，和与板成直角的垂直模式。该空腔最好足够浅，以使交叉模式(X，Y)比垂直模式(Z)在改变板的模态行为方面更明显。在实施例中，垂直模式的频率可处在感兴趣的频率范围之外。

空腔体积与板面积之比(ml∶cm²)可小于10∶1，比如说在约10∶1至0.2∶1的范围。

板的边缘终端为一般的传统弹性环绕圈。环绕圈可以类似于传统活塞式驱动单元卷起的环绕圈并可包括一个或多个波纹。弹性环绕圈可包括泡沫橡胶带。

另一方面，板的边缘夹在壳体中，例如，象我们在1999年3月30日提交的待审PCT专利申请PCT/GB99/00848中所描述的。

可将该壳体看作包含流体的浅盘，可认为其表面具有波状特性，并且其具体特性取决于流体(空气)和三维或立体箱的几何形状。板与该有效波表面耦合接触放置，板的表面波激励激励流体。相反，流体的固有波特性与板相互作用以改变其特性。这是本领域中具有新声学特性的复杂耦合系统。

通过在壳体中提供反射，例如简单的挡板，和/或在壳体中提供频率选择吸收可在板的模态行为中实现微小变化。

本发明的另一方面是改变共振板扬声器或共振器的模态行为的方法，包括使共振板紧靠边界表面以便在二者之间限定一个共振空腔。

图1是密封箱共振板扬声器第一实施例的截面图；

图2是图1实施例放大比例的详细截面图；

图3是密封箱共振板扬声器第二实施例的截面图；

图4表示两侧上DML自由辐射的极坐标响应曲线；

图5表示自由空间中的声压级(实线)和与壁相距35mm布置的DML的声压级(虚线)之间的比较结果；

图6表示自由空间中DML的声功率(虚线)和在前、后之间的板周围具有挡板的声功率之间的比较结果；

图7表示根据本发明的扬声器；

图8表示DML板系统；

图9表示部件的耦合；

图10表示单板的本征函数；

图11表示在十分之一真空板模式中频率响应的幅度；

图12表示根据本发明实施例的扬声器中相同模式的频率响应的幅度；

图13表示壳体对板速度谱的影响；

图14表示两种模式形状；

图15表示电抗的频率响应；

图16表示板速度测量；

图17表示为该测量建立的麦克风；

图18表示各种板的机械阻抗；

图19表示各种板的功率响应；

图20表示各种板的极坐标响应；

图21表示为在壳体中测量内部压力建立的麦克风；

图22表示内部压力等值线；

图23表示使用图21的阵列测量的内部压力；

图24表示各种板的速度和位移；

图25表示自由和封闭空间中A5板的速度谱；

图26表示自由和封闭空间中另一个A5板的速度谱；