一种可调垂直指向的扩音音柱制造技术

本发明专利技术提供了一种可调垂直指向的扩音音柱。包括垂直排列的多个同轴式柱面波中高音音箱，音箱连接机构，和音柱指向调节机构，音箱包括在垂直截面呈梯形的箱体和安装于箱体面板上的同轴式柱面波中高音模组，同轴式柱面波中高音模组包括具有共同轴线的中音号角，高音模组，和中音相位板，高音模组嵌入中音相位板，中音相位板置于中音号角上。本音柱由多个同轴式柱面波中高音音箱垂直排列组成，并通过连接机构和调节机构精确调控柱面波的曲率，实现垂直指向的连续可调。指向的连续可调。指向的连续可调。

An adjustable vertically oriented sound reinforcement column

【技术实现步骤摘要】
一种可调垂直指向的扩音音柱


[0001]本专利技术涉及扩声装置，尤其是涉及一种可调垂直指向的扩音音柱。本音柱由多个同轴式柱面波中高音音箱垂直排列组成，并通过连接机构和调节机构精确调控柱面波的曲率，实现垂直指向的连续可调。

技术介绍

[0002]传统扩声系统，例如现有技术，中国专利，ZL201921547041.7,披露了一种同轴扬声器。该专利中，低音音圈设置于盆架内，使低音音圈与盆架同轴设置，并将高音扬声器设置于低音音圈内。该专利技术专利技术使扬声器在输出低音的同时，高音同步输出，低音音圈与高音扬声器之间互不干涉，保证扬声器的音质。
[0003]但是，前述现有技术仅适用于点声源所发出的球面波应用，现代扩声系统中线声源和柱面波的同轴式号角还需要结合线声源和柱面波的特性做出对应设计。
[0004]现代专业扩声系统要求主要有：1、大声压级，需通过耦合叠加来实现；2、低失真，需通过优化结构设计来实现；3、均匀覆盖，需通过良好的指向控制来实现。而要满足上述要求，线声源和柱面波相对于传统的点声源和球面波具有明显的优势。
[0005]理论上，点声源为球面波，线声源为柱面波，其传输特性有本质区别。如图1所示，点声源2所产生的波阵面为同心球面，被称为球面波。设想在无限均匀媒质中有一球状声源，其表面迅速地膨胀和收缩，且表面上的各点作同相位同振幅的振动，向周围媒质辐射的波就是球面波。这种声波是球对称的，即声压的大小仅与离球心的距离有关。任何形状的声源，只要它的尺寸比波长小的多得都可以看作点声源，辐射球面波。对于球面波，在离声源任意距离上的声强与距离平方成反比，声压与距离成反比，声压与振动速度之间的相位差与球面波的半径对波长的比值成反比。
[0006]如图2所示，线声源4产生的波阵面是同轴柱面的波，被称为柱面波。柱面波是波阵面为同轴柱面的波。设想在无限均匀媒质里有一无限长的均匀线声源，它所产生的波就是理想的柱面声波。在柱面声波中，声压振幅沿轴向分布是均匀的，沿径向与距轴的距离平方根成反比。其径向声强与离轴的距离的一次方成反比。
[0007]由上述声学理论分析可见，柱面波构成的线声源，其声学特性远优于传统的点球面波构成的点声源具体表现在：1、传输特性
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效率大一倍。2、耦合特性好，干涉引起的失真低。3、指向性控制更佳(垂直方向为强指向特性)。因此，如何实现将球面波转换为柱面波，成为本行业研究人员的主攻方向。
[0008]现有技术，中国专利，CN201320153532.X，披露了一种扩声用植入相位塞式高音号角。该技术通过植入呈梭形的相位塞，产生了路径补偿作用，使声波的传输特性发生变化，由球面波转换为柱面波。
[0009]现代声学理论认为，形成了球面波转柱面波的理论条件：1、紧密排列的独立声源中心距离小于其工作带宽范围对应频率上限波长的一半。2、多个独立声源为同相波阵面，且有效辐射区域面积占总面积的80％以上。理论上，满足上述两个条件的任一个，即可实现
由球面波向柱面波的转换。
[0010]针对第一个条件，现有行业产品中，有多种结构的波形转换器，其基本原理为通过波导管(声音通道)的弯曲调整，使各通道声路径相同，即实现等相位特性。现有技术，中国专利，ZL200820207136.X，披露了一种扩声用高频指向性控制转换器，通过设置若干个声学路径相等的传输通道，实现了球面波向柱面波的转换，实现了柱面波的指向性控制。
[0011]最早的线声源理论，来自Olson的论文：“线性声源是由大量发布在直线上，间隔相同，但非常小的等强度(SPL)同相位(phase)的点声源组成的阵列。”由此可见，一个理想的线声源应由无限多个、间距极小并且连续等相的等强度振动单元组成，其声学波阵面为柱面波。现有行业产品中，应用线声原理论最早的产品是音柱。其主要目标是通多单元紧密排列，来实现垂直指控制，以减少天花板和地面的声反射作用，改善扩声清晰度，同时提高传输效率。
[0012]如图10所示，一个中音音柱包含有4个垂直排列的中音号角。但是，常规音柱存在明显的技术缺陷。(1)有效频率范围上限受喇叭单元尺寸影响。一方面，相邻声源间距要小于或等于有效频率上限对应波长的一半，要求喇叭单元尺寸要小，否则会存在明显的干涉效应，使扩声音质恶化。另一方面，采用小尺寸单元，其功率和有效声辐射面积均相应降低，又直接降低了扩声效率，且使低频段的音质恶化。因此，常规的音柱，由于其有效频率响应范围有限，通常为200～4000Hz，仅应用于语言类，广播类的扩声。
[0013]如图11所示的一种非同轴二分频音柱，由一列中音号角和一列高音号角相邻排列而成，虽可以改善有效频率范围，但水平方向的偏轴响应和指向性由于高、中音间的距离差引起不连续效应，影响扩声音质和声场均匀度。
[0014]如图12所示的一种同轴二分频音柱，将一列高音号角设置在同轴的、一列中音号角的前方。虽然同轴式设置部分地改善了音质，但由于高音单元对中音声波的遮蔽和反射作用，亦存在不连续效应。

技术实现思路

[0015]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可调垂直指向的扩音音柱，包括垂直排列的多个同轴式柱面波中高音音箱，并通过连接机构和调节机构精确调控柱面波的曲率，实现垂直指向的连续可调。
[0016]本专利技术提供了一种可调垂直指向的扩音音柱，包括垂直排列的多个同轴式柱面波中高音音箱，音箱连接机构，和音柱指向调节机构，音箱包括在垂直截面呈梯形的箱体和安装于箱体面板上的同轴式柱面波中高音模组，同轴式柱面波中高音模组包括具有共同轴线的中音号角，高音模组，和中音相位板，高音模组嵌入中音相位板，中音相位板置于中音号角上。
[0017]作为改进，高音模组包括至少一个高音号角，高音号角包括具有共同轴线的高音磁铁，高音振膜，波导号角，和高音相位塞，高音振膜与高音磁铁连接，并将电信号转化为震动和声音，波导号角呈盆状并环绕高音磁铁和高音振膜，高音振膜呈凸起的球面，高音相位塞呈凹陷的球面，高音相位塞球面与高音振膜球面相对应，高音相位塞通过呈十字形的连接筋与波导号角连接，连接筋边缘与高音振膜表面相对应。
[0018]作为改进，高音模组包括3个高音号角，
[0019]作为改进，高音号角的横截面上，高音相位塞表面弧线OA和弧线AB长度之和与波导号角内表面弧线CD的长度之间的差值小于高音号角适配的频率上限对应波长的四分之一。
[0020]作为改进，中音相位板呈十字形，中音相位板由垂直方向的竖板和水平方向的横板组成，高音号角的波导号角与竖板连接，竖板的横截面呈V形，竖板的棱线与中音号角的中音振膜外表面相对应，横板的横截面呈三角形，横板的下表面与中音号角的中音振膜外表面相对应。
[0021]作为改进，竖板外表面弧线oa和波导号角外表面弧线ab长度之和与横板外表面弧线od的长度之间的差值小于中音号角适配的频率上限对应波长的四分之一。
[0022]作为改进，横板在B
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B截面呈三角形，横板下表面弧线ef和上表面弧线f本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调垂直指向的扩音音柱，其特征在于，包括垂直排列的多个同轴式柱面波中高音音箱，音箱连接机构，和音柱指向调节机构，音箱包括在垂直截面呈梯形的箱体和安装于箱体面板上的同轴式柱面波中高音模组，同轴式柱面波中高音模组包括具有共同轴线的中音号角，高音模组，和中音相位板，高音模组嵌入中音相位板，中音相位板置于中音号角上。2.根据权利要求1所述的可调垂直指向的扩音音柱，其特征在于，所述高音模组包括至少一个高音号角，高音号角包括具有共同轴线的高音磁铁，高音振膜，波导号角，和高音相位塞，高音振膜与高音磁铁连接，并将电信号转化为震动和声音，波导号角呈盆状并环绕高音磁铁和高音振膜，高音振膜呈凸起的球面，高音相位塞呈凹陷的球面，高音相位塞球面与高音振膜球面相对应，高音相位塞通过呈十字形的连接筋与波导号角连接，连接筋边缘与高音振膜表面相对应。3.根据权利要求2所述的可调垂直指向的扩音音柱，其特征在于，所述高音模组包括3个高音号角。4.根据权利要求2所述的可调垂直指向的扩音音柱，其特征在于，所述高音号角的横截面上，高音相位塞表面弧线OA和弧线AB长度之和与波导号角内表面弧线CD的长度之间的差值小于高音号角适配的频率上限对应波长...

【专利技术属性】
技术研发人员：张祥奎，
申请(专利权)人：深圳市艾比欧视听科技有限公司，
类型：发明
国别省市：