专利名称：复合无源辐射式音箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及音响系统的终端设备——音箱，更具体涉及重放较低频声音的无源辐射音箱。
无源辐射音箱又称空纸盆式音箱，如
图1所示，由高音扬声器单元1、低音扬声器单元2(即有源辐射器)和一个空纸盆装置3(即无源辐射器)装在开口箱4上构成。工作时，扬声器牵动箱内空气，使空纸盆振动产生的辐射声与扬声器前向辐射声同相，从而改善了低频效果。无源辐射器3也称被动辐射器，即没有磁路系统的纸盆结构。无源辐射器在低频时结合了低音扬声器单元，分担了音响性的负载，进而减少了低音扬声器单元的位移量。因此无源辐射器式的音箱系统具有很高的功率承受能力和较低的谐波、互调等失真特性。
无源辐射器箱体调谐的方程式中，有一个重要的参数δ＝Vpr/Vd，即无源辐射器振膜位移所产生的空气容积与低音单元位移所产生的空气容积的比值。见“Vance Dickason，THE LOUDSPEAKERDESIGN COOKBOOK”中第三章“被动辐射式扬声器低频响应系统”。δ值通常大于1，且与低音单元的总品质因数Qts成正比；下表列出了详细的数值对照
从表中可以看出，对于常规磁路的低音单元(Qts＞0.3)，即要求无源辐射器位移所产生的空气容积是低音单元位移所产生的空气容积的2倍以上。那么当无源辐射器和低音单元的有效辐射面积相等时(即口径大小相同)，无源辐射器的位移量是低音单元位移量的2倍以上。若振膜位移超出一定范围，放音失真将会增大。
无源辐射器的位移量X＝Vpr/Sd，Sd为辐射器的有效辐射面积，这样位移量X与Sd成反比，当Sd足够大时，位移量X才可以减小，无源辐射器在有效线性位移内，失真就可以很小。
因此一般在实用性的应用上，往往选择无源辐射器的口径比低音单元的口径要大，例如8″的低音单元配10″的辐射器；10″的低音单元配12″的辐射器；而当低音单元的有效辐射面积更大时，将会用到更大口径的辐射器，例如4个8″的低音单元，相当于15″有效辐射面积的低音单元，那么将要用到17″～18″(口径约为431～460mm)或更大口径的辐射器，导致特大的盆架和悬边，大口径纸盆的刚性问题和垂直状态下纸盆的重心偏离引致悬边参数和辐射器柔顺性等一系列复杂的非线性特性，使制作极其困难以及成本极其昂贵。这对大口径的无源辐射器的制作和箱体外观的设计，尤其对于辐射器的摆放位置带来极大的困难。
限于制作困难，实际应用中仍有音箱采用与低音单元相同口径的无源辐射器，如“张庆双，音箱业余设计与制作400例，第109～110页”。此时辐射器的振动位移至少为低音单元的2倍以上，要求辐射器的柔顺性很好(即对悬边的线性质素要求很高)，过大的位移会引致辐射器的非线性失真振动，影响箱体系统的线性调谐，同时低频的瞬态反应特性劣化。
鉴于以上情况，本实用新型的目的就是提供一种具有复合无源辐射器的音箱，有效解决以上所有的局限性问题。
为了达到上述目的，本实用新型的音箱包括箱体；安装在箱体上的低音扬声器；以及安装在箱体上的无源辐射器，其数量多于所述低音扬声器个数；所述无源辐射器可以与所述低音扬声器具有相同口径和相同悬边特性。
由于采用上述复合无源辐射器，辐射面积大于低音单元的辐射面积，使得无源辐射器的振动位移减少，并且可以更有效地控制在有效的线性位移内，失真就可以很小(也即音箱系统所承受的不失真功率将会增加)；同时由于振动位移的减小，低频的瞬态反应特性得到改善，低频的重放效果得到提高。
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。
图1是表示一种传统的无源辐射式音箱的横截面侧视图；图2是本实用新型复合无源辐射式音箱。
本实用新型的关键在于无源辐射器是由多个小口径(小辐射面积)无源辐射器等效于一个大口径(大辐射面积)无源辐射器。
具体来说，采用2个或以上与低音单元相同口径的辐射器来等效一个更大的辐射器。例如1个8″的低音单元配两个8″的无源辐射器，那么2个8″的低音单元可以配3个或4个以上8″的无源辐射器，而4个8″的低音单元就可以配5个或6个以上8″的无源辐射器，以此类推。辐射器的数量要大于低音单元数量。
通常这多个无源辐射器的口径与低音单元的口径相同，当然也可以由多个更小的口径来复合，但单元的数量太多，安放设计不便，调谐过程也会复杂些。
如果这多个小口径无源辐射器具有和低音单元相同特性时，调谐方程式将会变得更简单，变量减少。当无源辐射器比低音单元更具柔顺性时，系统的低频瞬态特性会更理想。即如果同时改良无源辐射器悬边的线性特性(如采用大R宽悬边，合理调整悬边的阻尼特性)，可改善辐射器的最大线性位移和阻尼特性，以保证了整个调谐系统合理的瞬态反应特性。
多个辐射器可以安放在箱体的侧面或背面，可以安装在箱体上任何足够辐射器盆架尺寸的位置上，外观设计的自由度很大。
图2是一个具体的应用例子，箱体4上安装有一个高音单元1，两个8″的低音单元201、202，再配上三个8″的无源辐射器301、302、303。这个音箱系统的实际听音评价是低频干净、层次分明，量感十足、弹跳有力，整个系统的音染极小，瞬态反应良好。
权利要求1.一种复合无源辐射式音箱，包括箱体(4)；安装在箱体(4)上的低音扬声器单元(201、202)；其特征在于，还包括安装在箱体(4)上的无源辐射器(301、302、303)，其数量多于所述低音扬声器单元的个数。
2.如权利要求1所述的音箱，其特征在于所述无源辐射器(301、302、303)的口径与所述低音扬声器单元(201、202)的口径相同。
3.如权利要求2所述的音箱，其特征在于所述无源辐射器(301、302、303)与所述低音扬声器单元(201、202)具有相同悬边特性。
4.如权利要求2所述的音箱，其特征在于所述无源辐射器(301、302、303)比所述低音扬声器单元(201、202)具有更大半径宽悬边。
专利摘要本实用新型提出一种复合无源辐射式音箱,包括箱体、安装在箱体上的低音扬声器和无源辐射器,无源辐射器个数多于低音扬声器的个数。辐射器可以具有和低音扬声器相同的口径和悬边特性。由于多个无源辐射器的辐射面积大于低音扬声器的辐射面积,使得无源辐射器的振动位移减少,更有效地控制在有效的线性位移内,失真就小,低频的瞬态反应特性得到改善。
文档编号H04R5/02GK2442471SQ0023932
公开日2001年8月8日 申请日期2000年9月1日 优先权日2000年9月1日
发明者杨炼, 刘勇, 欧宁 申请人:广东爱浪数字技术有限公司