专利名称：具有可按听音室调谐音频放大器的薄壁同轴多层筒形音箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及声重放设备，尤其是包括传送通路声耦合的音箱和可根据特定听音环境调谐的声重放设备。
声重放系统不断向较高质量声重放设备发展。也就是，通过研究和开发，声能因声波波长变化而变化的所谓“固有的非线性废”不断得到改善。从声音的记录到声音的重放，在设备质量上的巨大的改进有益于有识别力的听众。可惜，对大部分音频设备而言，所研究的工作仍停留在失真和频率响应的范围之内，特别是在低频或低音波长。甚至最先进的设备也在极低频处盲目地追求声音的线性重放效果。
来自扬声器振膜的高质量的音乐声波按声学规律耦合到听音室，而相应的反相的声波则出自扬声器振膜的背面。这个后辐射声波，在最终被耦合到周围的气团中时，就在前辐射声波所提供的高质量环境声中引入了非线性效果。解决的方法已取得进展，但声质的改进相对于花费来讲总是不相适合的。
传统的圆锥形振膜扬声器将空气推出音箱，在听音室内产生声波。发自扬声器振膜前面和背面的声波是互补的，也就是在相位上差180°。因此，在同一听音室内朝前辐射和向后辐射的声波的耦合，由于声波的干涉和抵消，能够在声效果中引入非线性。理论上讲，这样的后辐射声波如果耦合到独立的听音室，就能够避免声波的干涉和抵消；例如，在墙内安装扬声器振膜，发送前辐射声波到第一听音室，发送后辐射声波到第二听音室。可惜，复杂的墙固定扬声器系统对大多数听众来讲是不可实现的。
在听音室内传统的传送声效果的装置是一个放在音箱内的扬声器。扬声器振膜的前表面直接与听音室耦合，它的背面与箱体的内部耦合。可惜，高音质的声重放还必须将后辐射声波的音箱开孔或排放，也就是，后辐射的声波必须最终传出箱体。自箱体中传出的后辐射声波，最好是引入较少的或是不引入任何相对于前辐射声波的干涉和抵消。
声传送通路在音箱内控制后辐射声波。通常，传送通路音箱沿着传送通路或者是给定长度或截面的腔由扬声器振膜的后表面向听音室提供声耦合。声传送通路的长度是随特定的声波频率的波长而变化的，如扬声器的谐振频率。横截面则对应于声源的有效表面积，如，扬声器振膜的有效表面积。
已知有多种声传送通路扬声器且商业上是有价值的。遗憾的是，由于在大部分传送通路扬声器中需要有很长的腔长度，以适应非常低频的声波，所以传送通路扬声器已发展为很大和很笨重的结构。在音箱内，声传送通路可以按迷宫的方式折叠布置，以在总体像盒子形式的音箱内建立所需要的长度。隔板，典型的是木制板，在箱内形成所需要的声传送通路或具有适当的横截面的腔室。为防止在声传送通路中由声压引起的板材的变形，这些板必须是有足够的结构强度，即厚度，以保持抗波压力的刚性。在音箱内，厚板结构组合形成如折叠迷宫式声音传送通路，结果是产生了复杂且体积很大的音箱。
本发明的主要目的是提供一种传送通路音箱，其具有适当长度和横截面的声传送通路，而且不需要很大的体积和复杂的音箱结构。
由周围的墙壁、地板和天花板产生的混响声波，在听音室内也带来与其它声波间的干涉。这种干涉在扬声器所提供的另一种高音质声中引入非线性。在听音室内的声吸收材料和精心的调谐方案力图将这样的非线性减至最小，但是这样的方法和装置总是不能与所需要的花费成比例地改善音质。
在听音室内的空腔谐振效应产生了降低高音质声效果的有效混响干涉源。室的空腔谐振效应是在给定的基频和相关谐波频率上谐振的。对于一般典型的屋室尺寸而言，谐振频率的基频都落在可听的频段内。由于空腔谐振效应的存在，基频的声能不像其它频率那样易于消耗。由此而在基频和谐波频率上生成并建立起声压。于是听音者就感觉出在基频和相应谐波频率上有相对较高的声音。换句话说，在一给定的听音室内；在基频和谐波频率上所建立的声压趋于过高，而对于有识别力的听者来说变成突出于线性的声效果外的烦人的噪声。
此外，听音室所具有的空腔谐振频率随着空气密度、室内陈设或气压情况而变化。在一给定的听音室内要预测很窄的空腔谐振频带是不可能的。在某些听音室内，空腔谐振频带可能会是1Hz(赫兹)那样窄。另外，由于基频和谐波频带很窄和不可预测的特性，预测防止和滤除这些很窄的基频带的打算是行不通的。
本发明的一个目的是提供一种用于在声重放时从声效果中消除空腔谐振的装置和方法。
根据本发明的一个实施例，一种声传送通路音箱包括限定前后方向的扬声器驱动装置固定部位。一相对于扬声器固定部位设置的第一筒体，以在第一端接收后辐射声波，并在第二端放送后辐射声波。一个与第一筒体同轴并在其周围又相对大于第一筒体的第二筒体。在第二筒体第二端的一盖用于引导来自第一筒体的后辐射声波进入第一和第二筒体间的空间。
可以在同轴情况下增加其它附加的筒体。每个筒体半径的增加建立起它自己和接近它的内筒体之间的一声空间，该空间具有与中心筒横截面相等的一横截面，即声传送通路扬声器所需要的横截面。筒体长度可变以确定所需要的声传送通路长度。
本发明的传送通路音箱，通常包括多个同轴安置的套筒。最中心的一个套筒确定了一给定横截面的相关声空间。其余的每个套筒在它自身和最接近的较小套筒间确定一相关声空间。每个相关声空间的横截面与给定横截面相等。套筒与套筒之间的盖将其边缘部分在箱内联系起来，通过声空间建立起一道声传送通路。
根据本发明的另一方面是，一种声重放系统听音室调谐部分接收一声音信号，并给出一滤波后的声信号。这个调谐部分包括一可应用于听音室的可变频的并包含一频率指示器的声源。一声输入转换器测量并指示听音室内的声能。一滤波器接收声信号并给出滤波后的声信号。这个滤波器包括至少一个控制部，以检录滤波的频带，并对该频带用频率指示器加以标定。声能中的峰值只要一旦进入包括听音室空腔谐振频率的频率范围之内，就会指示出将控于滤波器的空腔谐振频率。
本发明的一种声系统对听音室进行调谐的方法，通过检测听音室的空腔谐振频率开始，然后调整滤波器至检测出的谐振频率，以滤除在谐振频率上的声信号。其后，该方法将滤波后的声信号加到该音听室内的声转换器。
本发明的主要内容在本说明书的下面部分详细地给出并分别提出权利要求。然而，对本发明的结构和操作方法及其它的优点和目的，通过参照下面与附图结合的描述，可以得到最好的理解，图中相同的部件采用相同的标号。
为更好的理解本发明，并显示本发明的可实施性，通过实施例的方式，现对附图加以说明。
图1是本发明的同轴多筒形传送通路音箱的示意图。
图2是图1音箱给出的声传送通路沿图1中2-2横切的横截面图。
图3为图1音箱沿线2-2的剖视图。
图4为本发明的同轴多筒形传送通路音箱的第二实施例示意图。
图5是图4所示音箱沿图4线5-5的横截面图。
图6是图1音箱的更详细结构示意图。
图7是按本发明第一实施例能根据给定的听音室调谐的一模拟声频放大器。
图8是按本发明第二实施例能根据给定的听音室调谐的一数字声频放大器。
图1给出了一个三筒声传送通路音箱10的示意图。音箱10朝外有一顶壁14，侧壁26和底开口27，一扬声(驱动)器12安装在顶壁14上。扬声器12发送前声波16，即，相对于音箱10朝外向上，和后声波18。后声波18在音箱10内传送，且最终从底开口27传出。中心筒体20与箱10的中心轴同轴地安置。中心筒体20的上端20a呈法兰盘24状，向箱10的侧壁26径向延伸张开。后声波18沿着法兰盘24的上表面24a路径，径上端口12a进入中心筒20内的空间21。中心筒20的下端20b保持张开。
半径大于中心筒20的第二筒体30也与中心轴22同轴安置。因此，中心筒20一般同轴设置在第二筒之内。上端20a和法兰盘24超出第二筒体30的上端30a，并朝扬声器12延伸。第二筒体30的上端30a的圆周保持张开。一盖32盖住第二筒体30的下端30b，但是离中心筒20的开口下端20b有一给定的距离。随着后声波18在筒体20的空间21内向下传播和传出下端20b，声波18最终撞击盖32的内表面32a。盖32a引导来自筒20内的声波18到第二筒体30的空间31。尤其是，盖32引导声波18进入内筒20和外筒30之间的空间并延着空间31向上行。如图1所示，内表面32a包括一凸起的中心部分和凹下的周缘部分。这样的形状轮廓可根据声波18自中心筒体20进入第二筒体30所需要的引导路径用数学方法精确设定。此外，盖32必须适当地与筒20的端部20b间隔开，以维持从空间21至空间31传送中所需要的横截面。
然后声波18在空间31内沿着筒体30的圆周向上传播，最终到达筒体30的上端30a。外侧壁26可以制成为一个也与中心轴22同轴的筒体。在这个特定的实施例中采用的外部结构不是一个圆柱筒体，但是在第二筒体30外部和侧壁26之间提供了一空间29。中心筒20和第二筒体30的组合同轴地安置在箱体10内，也就是，与箱体10的侧壁26也是共轴的。在这里所说的特定实施例中，侧壁26横截面按照后面将更全面的描述而被确定为“半一四方形”。
在任一情况下，侧壁26在第二筒体30外表面和侧壁26的内表面之间限定一空间29。空间29通过箱体10底开口27向听音室开放。当声波18传播通过第二筒体30的上端30a，声波18撞击法兰盘24的下表面24b。下表面24b反向引导声波18沿侧壁26的内表面向下，也就是，进入第二筒体和侧壁26之间的空间29内。声波18最终从箱体10的底开口27涌出。腿40与侧壁26连接，并在开口27和安放箱体10的地板42之间留出一个间隙。
图2给出了箱体10内空间21、31和29的横截面，并给出了相同的声传送通路横截面积。空间21的横截面是圆形，并对应于扬声器12的有效位移面积。空间31的横截面，即在筒体20和筒体30之间，是环形并且与空间21的横截面积相等。空间29也具有一与空间21和31相等的横截面。而空间29的环形横截面是以形成侧壁26采用的筒形部分产生的，在本发明这个特定实施例中则采用一具有“半一四方”形的结构。
图3示出了沿图2中线2-2给出的箱体10的结构示意图，而且由侧壁26给出了细致的“半一四方”形。在图3中，由外壁26形成的，“半一四方”横截面的形状是由一筒体60所限定。筒体60是由四个各于中轴线22并行的四部分62形成的“半一四方”形。各部分由一与筒体60所保留的相邻部分63连接的平板壁64所限定。在每个平板壁64的内表面上附加一块有足够抗弯力的弯曲板66。在这种方式中，弯曲板66为另一块平面板64引入了足够的抗弯力。还是在图3中所示，弯曲板66在支点70处附着到筒体30的外面上，以便协助支撑筒体20和30的组合。此外，支撑臂72连接筒体20的外表面和筒体30的内表面，以进一步有助于结构支撑和刚性。
因此，箱体10提供了一个声传送通路，将后声波18耦合到箱体10外的空气室中。下面的公式计算出了随声波长度(λ)变化的声传送通路(L)L＝λ/4箱体10所需要的最小声传送通路长度应以将被扬声器12重放的最低音频频率计算。例如，为平滑地扩展30Hz声波18的频率响应，最小传送通路的长度是L＝2.886米或112.8英寸。可以意识到，这种箱体10的同轴多筒体构造可以通过简单地改变不同筒体结构的长度，很容易实现声传送通路长度的修改。
除了长度之外，声传送通路必须沿着它的路径提供相等于其所传送声波的横截面积，即，实际上与扬声器12的横截面相等。扬声器制造商通常用一给定的扬声器所给出的有效位移面积作为其标定值。通过正确地选择各筒体结构的半径，沿整个声传送通路长，产生一均等的横截面。
在这里，对应于扬声器12的位移面积的中心筒20的内横截面积用A1。下面的公式为以轴心22为基准的中心筒20内表面求半径A1π]]>中心筒20壁厚，即，以中心轴22为基准的内表面和外表面半径之间的差，应考虑到所要用的材料和所需要的高抗弯力。这样的厚度将随生产规范的设计和成本而改变，但是由筒形体如中心筒20提供的固有的高抗弯力，在本发明中其减至最小。特别是，在本发明中同轴筒形传送通路音箱采用高抗弯力结构，使之能够使用很薄的筒壁。
低音扬声器可以是在六英寸到十二英寸的范围。对这些扬声器而言，筒体20和30的壁厚可以小到0.5-1.5毫米厚的铝材料。虽然非常薄，这样的结构是强到足以抗由其中声压冲击引发的振动变形。同样的结果，即使用塑料材料，也可以获得很薄的壁厚。
在制做同轴多筒形声传送通路中铝和塑料的使用，于所替代的传统材料如木材相比，筒化了生产。此外，铝和塑料材料的可再循环利用为本发明的另一派生的顺应环境和生态的特点。例如，一铝筒体可以与一木板构成管相比较。对于300毫米的内直径和0.5毫米的壁厚的铝筒体，在两个大气压下，径向变形约为0.14毫米。具有相同内横截面如266平方毫米的一木制管，需要约12毫米的壁厚才能承受两个大气压而产生0.18毫米位移。因此，在对应于气体压力中近似相同的抗变形条件下，筒形结构允许使用非常薄的壁，也就是说，木板构成的管有比铝筒体壁厚约24倍的壁厚。
筒体20的外半径，即内半径加筒体20壁厚，可设定为R1，第二筒体30的内半径可由下式计算R12+A1π]]>第二筒体30壁厚考虑到所用的材料确定一所需要的抗弯力。第二筒体30的外半径可设定为R2，下一同轴筒体的内半径可用下式计算R22+A1π]]>
以前一个筒体外半径为基准，可增加具有适当内半径的任何数量的附加筒体，以保持其间横截面与扬声器12有效表面积相等。一适当数量的筒体和筒体长度在音箱内形成所需要的声传送通路长度。
用盖32和法兰盘24在引导声波自一筒体至下一个筒体的过程中，必须维持指定的横截面积。相应地，这些结构的特定尺寸和形状，如盖32和法兰盘24，可以被设计成使声波18在传送路径上保持这样的横截面。
图4给出了包括内联同轴筒体形成一声传送通路音箱100的本发明的第二实施例的示意图。在图4中，箱体100包括一与地板142的空间关系是以腿140方式支撑的盆形体114。盆形体114用作扬声器112的固定部位。来自扬声器的前辐射声波116通过盆形体114和地板142中间发送出来。音箱100包括一顶中心开口127。扬声器112产生一后辐射声波118。声波118在箱体100内传播，最后在顶中心开口127处流出箱体100，也就是，自外筒体流向中心筒确定的开口127处传送出来。
中心筒体120直接地安置在扬声器112的上方，并且在它的上端确定了顶中心开口127。一比筒体120半径大的第二筒体122与筒体120同轴地安置。一在直径上比筒体122大的第三筒体124与筒体120和122同轴地安置。一直径大于筒体124的第四筒体126与筒体120、122和124同轴地设置。一半径大于筒体124的外侧壁筒体128与筒体126、124、122和120同轴地安置。外侧壁筒体128以其下边缘直接连接于盆形体114，并由盆形体114支撑。同轴筒体120、122、124、126和128的组合被内联支撑部件130的方式保持在固定的关系上，图5中可很好的看出。
筒体120的内部确定了一空间121。筒体120的外筒体122的内部确定了一空间123。筒体122的外筒体124的内部确定一空间125。筒体126的外筒体128的内部确定一空间129。筒体120、124和128延伸到超过筒体122和126以外。
一环形盖150跨在筒体124和128的顶缘上。同样，环形盖152跨在筒体120和124的顶缘上。下面作较全面的说明，盖150自空间129引导声波118进入空间127。同样的，盖152自空间125引导声波118进入空间123。盖154，包括一凸起的中心部分和凹入的边缘部分将筒体122的下端封闭住。盖154内表面的凹凸外形自空间123引导声波118进入空间121。可以意识到，盖154必须离筒体120间隔足够的距离，以使声波传播路径保留所需要的横截面积。环形盖156跨在筒体126和122的底缘，从而自空间127引导声波118进入空间125。
声波118在传播中被盖154和156阻挡，沿着盆形体114向外传送进入空间129，并沿着筒体126的周面向上传送。当声波118到达筒体126的顶部时，盖150引导声波118向下进入空间127。然后声波118沿着筒体126的周面向下传送直到它撞击盖156。盖156反向引导声波118进入空间125，声波118沿着筒体124的周面向上传送。最后，声波118向上传送并到达盖152，盖152反向引导声波118向下进入空间123。然而声波118沿筒体122的周面向下传送直到撞击盖154，盖154引导声波118进入筒体120的空间121。然后声波118向上传送并在顶中心开口127处涌出箱体100。
如上面所讨论的，箱体100中所提供的传送通路的长度，可以通过与以盖150、152、154和156相间隔的筒体120、122、124、126和128结合在一起的总长度尺寸的控制，得到调整以满足特定的波长。盖150、152、154及156和相关的筒体120、122、124、126及128间的相对间隔，必须要考虑应保持沿传送通路箱体100提供的所需要的横截面积。还有，相对尺寸，即筒体120、122、124、126和128的半径是按前面描述所求出的，以使空间121、122、123、125、127和129保持相等尺寸的横截面积。
图6给出了图1-3所示实施例的音箱的更详细的结构。在图6中，音箱10′是以横截面方式给出，类似于图3所示的横截面图。箱体10′设置一8英寸扬声器(图6中未示出)。箱体10′设定为前面讨论过的“半一四方”形。在图6示图中横向和纵向二者的宽度是280毫米。箱体10′的高度是由所选定的传送通路长度确定的，即，与周围空气团最佳耦合的一特定波长为函数关系。外侧壁26具有上面所述的“半一四方”横截面形状，厚是1.5毫米。内壁结构，即筒体20和筒体30仅有0.5毫米厚。筒体20具有87.50毫米的半径，筒体30具有125.00毫米的半径。为侧壁26的“半一四方”型构成基础的圆筒体60的半径为165.00毫米。弯曲板66厚为1.5毫米，它们的弯曲部分是延展在具有116.00毫米半径和开角为51.39度的弧线150上。箱体10′的圆角，即筒体60的保留部分，是延展在开角为26.09度的弧线152上。
箱体10′还包括在4个沿圆周等角分布、径向延伸的支撑臂72。尤其是，支撑臂72b连结筒体30和侧壁26的一个圆角，而支撑臂72a连结筒体20和筒体30。同样地，支撑臂72c和72d向外径向地向箱体10′的下一个圆角延伸，支撑臂72c连结筒体20和筒体30，而支撑臂72d连结筒体30和侧壁26。支撑臂72e和72f同样地相对于箱体10′的第三个圆角设置。最后，支撑臂72g和72g以同样的方式向外辐射延伸至箱体10′的最后一个圆角。
这样，就已给出并描述了一改进的声传送通路音箱。本发明的音箱利用筒形结构的固有的刚性和高抗弯力，通过其间的同轴关系形成选取长度和横截面积的声传送通路。同轴多筒形构造可以简化设计方法，以建立所需要的长度和横截面；并且不限制扬声器的位置、所需筒体的数量、或声发射的方向。本发明用可重复利用的材料提供了重量轻、节省空间的音箱。后辐射的声波既可安排为自外筒体向中心筒体运动，也可安排为自中心筒体向外筒体运动。
同时在这里说明如圆筒体那样，其它类似的套筒结构具有固有的高抗弯力，并且可以被用作较理想套筒结构，即圆筒形套筒的分支。例如图1实施例中外壁126构成具有“半一四方”形横截面的套筒结构。
这里图示说明的音箱具有产生非常纯净的低频声波的能力。常规扬声器一般不能重放这样纯净的低频声波。因而，使用这种同轴多筒形音箱引入了声音重放的新的领域，即产生非常纯净低音频的能力。这样纯净低频声波的产生是有识别力的听众所需要的特性，而且这种很纯净低频声波能够在听音室内形成一种回响效果。换句话说，在这里所说的音箱忠实充分地再现了低频率的声波，以在一般的听音内引起腔体回响。
图7给出了位于给定的一听音室或腔室212内的声音重放系统210的方框图。可以意识到，听音室或腔室212具有一包括基频和相关谐波频率的给定空腔谐振频率。系统210包括一声源214，声源214将右和左音道216a和216b送至一缓冲放大器218。缓冲放大器218放大音道216并将音道216送到一组串联的可变频陷波滤波器220，在这里分别用滤波器220a，220b和220c表示。例如，陷波滤波器220是可变的或可调谐的以使每个陷波滤波器具有一窄的频带和高抑制比特性。例如，在30Hz左右频率上，每一滤波器220提供1或从1至1.5Hz宽的“陷口”或滤波带。每个滤波器220包括三个调整同步的可变电阻，以成为可调谐于一很窄频带的可调陷波滤波器。
各滤波器220接收音道216a和216b，滤除其中一很窄且频率低的波长。并作为输出音道216a和216b提供给下一个接续单元。滤波器220a从缓冲放大器218接收音道216a和216b，并输送音道216a和216b到陷波滤波器220b。滤波器220b输送音道216a和216b到滤波器220c，滤波器220c输送音道216a和216b到一均衡滤波器230。各陷波滤波器220a-220c分别包括一相对应的控制钮222a-222c，以控制从音道216a和216b中被滤波的波长。
均衡滤波器230是一个常规均衡滤波器，它可以在多个较宽的频带范围上加以调节修正。均衡滤波器230输送音道216a和216b到一输出驱动器232。输出驱动器232将音道216a送到图7中示意性说明的音箱10a中，并将音道216b送到示意性说明的音箱10b中。音箱10a和10b相应为前面所描述的一同轴多筒形声传送通路音箱。音箱10a和10b分别包括一在腔室212内产生声波240a和240b的扬声器。如上面所讨论的，音箱10a和10b忠实地再现了很低频率的声波，低到足以在腔室212内形成谐振回响效果。输出驱动器232包括常规的控制声音特性的控制钮232a，如音调、平衡和音量控制钮。
声波240进入腔室212，并根据声源214给出所希望声效果。然而，由于腔室212存在的谐振效应，声波240的某些部分趋于形成并送出比声源214准备表达的音量更强的音量感受。特别是，在腔室212内，趋于产生某些很低频率的声波。
这里，系统210以常规声重放系统的方式进行常规运行，但都包含了一系列很窄频带的陷波滤波器，以便利用控制钮222的控制将音道216a和216b中选择出的窄低频带消除掉。
根据本发明，系统210还包括一个20Hz到20KHz(千赫)正弦波信号发生器250，它提供一正弦波252输入到输出驱动器232中。信号发生器250包括一控制钮250a用以指定信号252的频率。连接到信号发生器250的频率指示器254可以将信号252的频率直观显示出来。因而，通过手动操作控制钮250a，系统250的使用者就可以向腔室212中注入一个给定频率声波240。
系统210还包括一连接于放大器262的转换器或传声器260。放大器262驱动一声能显示器264。在手动操作控制钮250a的同时通过监视声能显示器264，使用者就可以确定腔室12的谐振频率。尤其是，随着使用者转动控制钮250a的同时，会使一频率范围内的声波逐个出现在腔室212内。当有一个与腔室212的基频相同的频率进入腔室212时，则在室212内则会产生一相对较大幅度的声能。此外，在这个基频上，声能显示器264达到一最大值，系统210的使用者即可用此方法确定此时室212的空腔谐振基波频率。
一旦控制钮250a将声波240调整到基频时，用户观察频率指示器254。那么频率指示器254即为室212显示其基波频率。然后用户调整其中一个陷波滤波器220，即调整其控制钮222，以便与指示器254显示的频率值一致。可以意识到，在控制钮250a和控制钮222上所给出的刻度是相一致的，在这样的情况下能使使用者依据控制钮250a的设定来设定控制钮222以便与之相匹配。另一种情况是，控制钮222可以按频率指示器254给出的信息而加以标定刻度。总之，陷波滤波器220中的一个是被用于调整到某一给定的频带，该频带是根据所注入到室212的正弦波频率，能够提供一相对较大的声能而设定的。用户采用这种方式消除了声源214中发出的一窄频带。
另外的频带，即谐波频率，也会在声效果中引入所不希望有的非线性。这样的谐波频率也可以进一步通过手动操作控制钮250a和声能显示器264的观察检测出来。如果用户观察到另外的峰值频率，即在声能显示器264上显示的峰值，那么其他几个陷波滤波器220可用于滤除相应的窄频带。可以意识到，在本发明给出的实施例中，可以使用多于或少于三个陷波滤波器220。
频率抑制，即用陷波滤波器220滤波，一般用在250Hz以下。在250Hz以上的频率中，混响干扰带很宽，而均衡滤波器230可以用于净化任何这样的宽带干扰频率。然而，由于腔室谐振涉及是很低和窄的频带，传统的均衡滤波器是不可能恰当地消除腔室谐振的。
图8示出了本发明的第二实施例，一个提供了更自动地调谐到给定室312谐频率振的方法的数字系统310。在图8中，数字式声源314提供数字声频信号316，它包括有右和左立体声道，到一数字信号调节组件318。数字信号调节组件318激励一可变参量数字滤波器320。可以意识到，数字滤波器受到施加参量的控制，以形成选出的一个或多个频率滤波器功能。数字滤波器320输出激励一数/模变换器和驱动器332。驱动器332提供出一放大的模拟信号316，以316a表示，到输出换能器340，即到如前面所描述的同轴多筒形音箱，并接受信号316a的右和左声道。
如先前所描述的，系统310一般是在常规数字声重放下操作的，但是在数字信号调节部分318和驱动器332之间串联了一可变参量数字滤波器320。
参量设定和控制部分350操作数字滤波器320的工作过程。参量设定控制部分350接收频率信号352和声电平信号354。频率信号352从正弦波发生器356出发，通过频率计数和读出部分358而到达该部分。还有，正弦波发生器356的输出施加到数字信号调节部分318作为交流声源。在这种情况中，系统310在室312内注入一选定频率的声波。
一输入转换器，即传声器360监测室312内的声波并驱动一放大器362。放大器362驱动一声电平组件364。声电平组件364传送声能信号354到参量设定和控制组件350。传声器360可以设置在室312内的一选定位置，即一最佳的听音位置，以在这选定的听音位置形成理想的听音环境。
系统310是按一给定的室谐振条件为基准即以室312给定的环境而设定的，并通过首先向室312注入一个缓慢变频的正弦波信号起始的。转换器360接收声波并通过放大器362提供再现声到声电平组件364。参量设定和控制组件350监测室312内表示检测声能大小的信号354，并检测出信号354中的峰值。
参量设定和控制组件350将在信号354中显示的一峰值与在频率信号352中的一给定频率联系起来，从而为室312检测腔室谐振频率。然后参量设定和控制组件350在数字滤波器320内建立起一对应于检测出的室312谐振的频率参量。这样的过程可以重复，以在室312内检测另外的峰值声电平读数和相关的频率值。在这种情况中，一个或多个频率参量被加到数字滤波器320，以从信号316中滤除与室312谐振相关的窄频带。
在起始阶段之后，系统310以常规的方式操作数字声源314，但却用可调参量数字滤波器320将检测到的与室312谐振有关的窄频带消除掉了。从而重放系统310被调谐到室312的一特定空腔谐振上。可以意识到，这样的调谐也可以人为地通过用户对室内环境的改变而造成。
至此，已经给出了一种改进的声重放系统，并描述了具有的调谐到特定腔室谐振的能力。本发明的改进的音箱能够产生非常低而平滑的低频声波信号，其中包括与腔室谐振相关的很窄的低频带。声信号中这样的频率在改进的音箱放送之前已经进行了滤波。在这种情况下，声信号在对应于腔室谐振频率的频率上是“预衰减”的，从而消除了室内随室谐振变化的声骤集。因而有识别力的听者喜欢能欣赏到更为真实的线性的如原录音中欲表现的那种声音的重放效果。
可以理解本发明不限于已说明和图示的特定实施例，在没有超出所属的权项和等同内容的范围内是可以做出改动变化的。
权利要求
1.一种声传送通路音箱，其特征在于包括一个确定前后方向的扬声器安置部位；一个第一筒体，它相对于所述扬声器安置部位而设置，以在第一端接收一后辐射声波，而在第二端放送所述的后辐射声波；一个第二筒体，它与所述第一筒体同轴并相对地大于第一筒体，所述第二筒体的内半径是按所述第一筒体的外半径为基准来选择，以使在所述第一和第二筒体间形成的横截面积实际上与所述第一筒体的内横截面积相等，所述第二筒体的第一端与所述第一筒体的第一端相邻，所述第二筒体的第二端与所述第一筒体的第二端相邻；一个盖位于所述第二筒体的所述第二端以引导来自所述第一筒体的后辐射声波进入所述第一和第二筒体间的所述空间，同时维持与所述空间实质上相等的横截面积。
2.根据权利要求1所述的声传送通路音箱，其特征在于所述第一和第二筒体的组合长度与给定的声传送通路长度相一致。
3.根据权利要求1所述的声传送通路音箱，其特征在于还包括一围绕所述第二筒体的套筒，所述套筒包括相邻于所述第二筒体的所述第一端的一第一端，和相邻于所述第二筒体的所述第二端的一第二端；一导板，它连结所述第一筒体的所述第一端和所述套筒的所述第一端，并且与所述第二筒体的所述第一端间隔开，以致所述导板将所述后辐射声波引导出所述第二筒体，并送入所述第二筒体和所述套筒间的空间。
4.根据权利要求3所述的声传送通路音箱，其特征在于所述套筒的横截面确定为一半一四方形，所述套筒包括平面壁部分，所述音箱还包括增加所述平面壁部分的抗弯力的支撑壁。
5.根据权利要求3所述的声传送通路音箱，其特征在于所述第二圆筒体和所述套筒之间的空间横截面积与所述第一筒体的横截面积相一致。
6.根据权利要求1所述的声传送通路音箱，其特征在于还包括一个以声音耦合到所述第二筒体的所述第一端的开口。
7.一种声传送通道音箱，其特征在于包括多个同轴设置的套筒，所述套筒中的中心的一个套筒中确定了一相关的声空间，并具有一给定的横截面积，每个余下的套筒在它自身和所述套筒中比它小一号的套筒间确定一相关声空间，各所述声空间的横截面积实质上与所述给定横截面积相等；多个盖用于连结所述各个套筒的边缘，以通过所述声空间在所述音箱内形成一声传送通路。
8.根据权利要求7所述的声传送通路音箱，其特征在于所述声传送通道包括所述套筒中的所述中心一个套筒的声空间传声到与所述套筒的最外一个相关的一最外的声空间。
9.根据权利要求7所述的声传送通路音箱，其特征在于当扬声器被安装到所述音箱时，所述中心套筒的所述声空间首先接收扬声器的后辐射声波。
10.一种声音重放系统听音室调谐组件，它接收一声音信号并给出一滤波过的声音信号，其特征在于所述的调谐组件包括一个可应用于所述听音室的可变频声源，并包括一频率指示器；一个在所述听音室内测量和指示声能的声输入转换器；一个接收所述声信号并给出滤波后声信号的滤波器，所述滤波器至少包括一个控制钮，它检录由所述滤波器滤除的频带，并由所述频率指示器为基准加以标定。
11.根据权利要求10所述的调谐组件，其特征在于所述滤波器是陷波滤波器。
12.根据权利要求10所述的调谐组件，其特征在于所述滤波器是可调谐陷波滤波器。
13.根据权利要求11所述的调谐组件，其特征在于所述滤波器是数字式可变参量滤波器。
14.根据权利要求10所述的滤波器，其特征在于所述的滤波器包括多个控制钮，每个检录一个滤波频带，所述的各控制钮是以所述频率指示器为基准加以标定的。
15.根据权利要求10所述的调谐组件，其特征在于所述的可变频声源是可变正弦波频率声源。
16.一种调谐听音室声音系统的方法，其特征在于这方法包括下面步骤检测所述听音室的室谐振频率；调整滤波器到所述检测到的谐振频率，以滤除所述谐振频率的声信号；将滤波过的声信号施加到所述室内的声换能器。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于所述的检测步骤包括如下步骤向所述的腔室注入可变声波；监测所述室内峰值声能电平；当注入的声波频率与所述峰值声能电平相关时，识别出所述腔室谐振频率。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于所述的步骤是自动调整的步骤，其中所述的检测步骤自动地进入到一个提供所述检测到的谐振频率的步骤上去。
19.根据权利要求16所述的谐调方法，其特征在于调整滤波器的步骤包括调节陷波滤波器。
20.一种可按听音室调谐的声重放系统，其特征在于该系统包括一提供第一声信号的声源；至少一个可变频陷波滤波器，所述的陷波滤波器包括一用以检录滤波频带的控制钮，所述陷波滤波器接收所述第一声信号，对其履行频率滤波功能，并给出一滤波后的声信号；一第二声源，它提供一第二声信号作为可变频声信号；一声转换器用于接收一放大的声信号，并向听音室注入相应的声波；一声驱动器用于接收所述滤波的声信号和所述第二声信号，从而所述系统对听音室调谐，先是在一个频率范围内向室内注入所述第二声信号，监视所述声能电平装置以确定听音室空腔谐振频率，并将所述谐振频率的表示值作为对所述陷波滤波器的控制，于是将所述滤波过的声信号加到所述听音室中去，以排除所述的各种谐振频率。
全文摘要
一种具有同轴圆筒形结构的声传送通路音箱，在后辐射声波和环绕气团之间建立起声耦合。圆筒体结构的固有刚性或高抗弯力使其能使用很薄的圆筒体而不需要复杂和大的箱体。一按听音室调谐的声放大器除去了声信号中很低很窄的频带。用向听音室注入变频声波信号，同时检测室内峰值声能的方法检测听音室的谐振。滤波器从声波信号频率中消除与听音室谐振相关频率。
文档编号H04R3/04GK1165468SQ9710192
公开日1997年11月19日 申请日期1997年2月12日 优先权日1996年2月12日
发明者杨一夫 申请人:杨一夫