家用有源超低音箱的製作方法

2023-09-13 19:04:10 1

專利名稱：家用有源超低音箱的製作方法
技術領域：
本實用新型屬家庭及空間較小的歌舞廳、錄像廳等場合使用的一種音響設備，即增加低頻和超低頻聲壓的音箱。
在音箱的設計製作中，音箱的聲壓曲線應儘量地向低頻端平滑延伸以期使聲壓平坦響應的頻率範圍更寬，從而獲得真實、完美的低頻音效。但限於全音頻音箱要全面考慮高、中、低各頻段音頻響應的特點，其聲壓曲線在低頻段往往在40Hz以下達不到平滑延伸，因而使低頻段尤其是40Hz以下的超低頻段的聲壓不足，這在聽音中達不到理想的效果。
採用3D系統是解決低頻聲壓不足的較好方法。在3D系統中，用兩隻體積較小的音箱良好地再現中低音、中音和高音，而利用低音方向性差的特點，另用一隻超重低音箱將一定頻率以下的低頻信號完美地重放，與全音頻音箱的音效結合起來，產生出宏大的氣勢和優美的音響效果。目前用於家庭或其它較小空間中3D系統的超低音箱，大都由兩隻亥姆霍茲共鳴腔構成，這種結構的音箱存在著電聲轉換效率低、聲壓不足、箱體體積過大等缺點。
本實用新型是設計一種有源超低音箱，使其達到提高聲壓，相應縮小音箱體積的目的。
本實用新型是由下列技術方案來實現它包括箱體、電路部分及揚聲器，其中箱體有前面板及後蓋板，電路部分包括電源電路，低通濾波電路及功放電路，該超低音箱特徵之處是在箱體的前面板4上設置兩段尺寸不同的圓管也稱作炮管(1、2)，其中尺寸較大的一段圓管同軸置於揚聲器7的正前端；尺寸較小的圓管與箱體的一部分構成亥姆霍茲共鳴腔9，在低通濾波電路的輸出端與功率放大電路的輸入端串接一由運算放大電路IC2a、IC2b及其外圍元件組成的帶通濾波電路；在功率放大電路的輸出端與揚聲器的輸入端串接一由電感L1、L2及其電容C13～C16組成的無源低通濾波電路。
本實用新型在設計中採用低音揚聲器前端設置一段圓管和由箱體與一段較小圓管所構成的亥姆霍茲共鳴腔聯接起來的聲學系統，具有提高聲壓(使聲壓提高6dB以上)、縮小相應的音箱體積的優點；並在電路設計中相應對某一頻段的信號進行一定量的提升，以使整個系統達到最佳匹配；使用極為方便，只需將音源(CD機、彩電的音頻輸出等)信號饋入該箱的線路輸入端子，調節音量旋鈕使超重低音的音量與原音響系統的全音頻效果配合最佳即可。
本實用新型的
圖1是本實用新型整體外形結構示意圖。
圖2是本實用新型整體結構剖面圖。
圖3是電路部分原理框圖。
圖4是電路部分的電源電路原理圖。
圖5是電路部分的濾波及功放電路原理圖。
結合附圖1～5對本實用新型的整體結構及其工作原理作一詳細描述如圖1、2所示，兩段不同尺寸的圓管1、2也稱作主炮管和副炮管1、2裝置在箱體5的前面板4上，主炮管1的管口與揚聲器7的正前端相吻合，並由加強筋3加固，主、副炮管間通過一連接件焊接在一起，電路部分8裝置在箱體的後蓋板6及隔板上，副炮管2及部分箱體構成一個亥姆霍茲共鳴腔9。箱體上設有操作面板10，在其上設置L、R線路輸入端子、音量旋鈕及電源開關。本實用新型的主要目的在於提高低頻聲壓，故在設計上是採用加大空氣運動量的方法，因此在揚聲器的前方設置一段圓管(主炮管)用以加大空氣運動量，這樣可使聲壓提高6dB。在實際應用中亥姆霍茲共鳴腔的諧振頻率可取fo＝20～30Hz，若fo＝25Hz時， 則整個箱體的製作可取尺寸為主炮管160mm×580mm、副炮管50mm×430mm，箱體尺寸390×280×280mm3，箱體材料可為19mm中密度板，主、副炮管及前面板可取PVC材料，後蓋板為1mm厚的銅板，由其兼作功率放大的散熱板。電路部分由隔板與亥腔空氣完全隔開。
由圖3所示，該超低音箱的電路部分主要包括兩大部分電路、電源電路和濾波及功放電路，電源電路專門為各級濾波電路及功放電路提供工作電源，參見圖4，電源電路是由普通的四組橋式整流及隨之的電容濾波電路所構成，由其輸出V1、V2、V3、V4四組電壓，V1、V2是提供功放電壓、V3、V4提供濾波電路電壓。由圖3、5所示濾波及功放電路的構成，由二階有源低通濾電路、二階有源帶通濾波電路、功率放大電路及無源濾波電路組成，也就是由圖5所示的，音源的左右聲道信號分別經雙運放IC1中的IC1a、IC1b及其外圍件構成的二階有源低通濾波電路(截止頻率150～250Hz)，濾波後經電阻R7、R8混合，再經四運放IC2中的IC2a、IC2b及其外圍件組成的二階可調帶通濾波電路濾波後由IC2c推動集成功放電路IC3進行功率放大，放大後的信號經由電感L1、L2、電容C13～C16構成的無源濾波器濾波後推動負載R2即揚聲器發聲。在電路中由於設置了可調帶通濾波電路所以可對20～30Hz間的超低頻信號有一定量的提升，以適應新型箱體的結構特性；另外設置了無源低通濾波電路，使低音更加純淨。
根據該低音箱的新型特點，在揚聲器發聲時，揚聲器振膜的背面激勵由箱體氣路部分與副炮管構成的亥姆霍茲共鳴腔產生諧振，亥姆霍茲共鳴腔將聲波倒相，副炮管內的空氣做類似單擺的大幅振動，這一振動與揚聲器振膜正面推動的主炮管內更大量的空氣相加合，發出高聲壓級的低頻聲波。
權利要求1.一種家用有源超低音箱，包括箱體、電路部分及揚聲器，其中箱體有前面板和後蓋板，電路部分具有電源電路、低通濾波電路及功放電路，其特徵是A.在箱體的前面板(4)上設置兩段尺寸不同的圓管(1、2)，其中尺寸較大的一段圓管(1)置於揚聲器(7)的同軸正前端，尺寸較小的圓管與箱體的一部分構成亥姆霍茲共鳴腔(9)。B.在低通濾波電路的輸出端與功放電路輸入端串接一由運算放大電路IC2a、IC2b及其外圍元件組成的帶通濾波電路。C.在功放電路的輸出端與揚聲器的輸入端串接一由電感L1、L2及其電容C13、C14、C15、C16組成的無源低通濾波電路。
專利摘要本實用新型公開了一種家用有源超低音箱，由箱體、電路部分、揚聲器及設置在箱體前面板上的兩段尺寸不同的圓管所組成，其中尺寸較大的圓管與揚聲器同軸設置並位於揚聲器的正前方，電路部分置於箱體的後蓋及隔板上，該電路包括電源電路、低通濾波、帶通濾波、功放及無源低通濾波電路，該超低音箱聲壓高，體積小巧，使用方便，只需將音源信號饋入該箱體面板上的輸入端子，調節音量旋鈕使其低音輸出與原音效配合最佳。
文檔編號H04R1/20GK2256615SQ9524543
公開日1997年6月18日 申請日期1995年11月28日 優先權日1995年11月28日
發明者曲永和 申請人:曲永和