聲波導模式控制的製作方法

2023-04-28 15:46:41 2

專利名稱：聲波導模式控制的製作方法
技術領域：
本公開涉及用於確定聲波導中的換能器放置的方法，以及涉及結合所述方法的聲 波導系統。

發明內容
在一個方面，一種裝置，包括由模式來表徵的聲波導。所述裝置還包括多個聲學驅 動器，每一個由直徑來表徵。所述聲學驅動器安裝在所述波導之內，使得至少兩個聲學驅動 器間隔至少直徑的距離而安裝，並且使得所述聲學驅動器向所述波導內進行輻射，從而來 自每個聲學驅動器的輻射在所述波導中與一個模式相對應的模態函數非零的位置處激勵 出所述一個模式，並且使得所述一個模式的總激勵實質上為零。所述多個聲學驅動器可以 包括兩個聲學驅動器，並且所述模態函數在第一聲學驅動器的位置處的幅度等於所述模態 函數在第二聲學驅動器的位置處的幅度，並且其中，所述模態函數在所述第一聲學驅動器 和所述第二聲學驅動器的位置處的值的符號相反。所述多個聲學驅動器可以大於兩個。所 述多個聲學驅動器可以安裝在所述波導內，並且向所述波導進行輻射，使得來自每個聲學 驅動器的輻射在所述波導中與另一模式相對應的模態函數非零的位置處激勵出所述另一 模式，並且使得所述另一模式的總激勵實質上為零。所述聲波導可以是開放-封閉聲波導； 並且所述聲學驅動器可以按照以下公式來定位
formula see original document page 6其中η是奇數3、5、7. ..，a是聲學驅動器的數目，1是波導的有 效長度，並且X1... Xa指示距波導的開放端的比例距離。所述聲波導可 以是開放-開放聲波導，並且所述聲學驅動器可以按照以下公式來定位
formula see original document page 6 其中n是大於
1的整數，a是聲學驅動器的數目，1是從一端測量的波導的有效長度，並且X1. . . xa指示距 波導一端的比例距離。所述裝置還可以包括用於向每個聲學驅動器傳輸音頻信號的電路， 包括用於向傳輸至至少兩個聲學驅動器的音頻信號應用不同增益的電路。所述電路可以向 多個聲學驅動器傳輸共同的音頻信號。所述聲波導可以是開放-封閉波導，並且可以按照 以下公式來放置所述聲學驅動器以及選擇增益formula see original document page 6其中η是奇數3、5、7. . .，a是聲學驅動器的數目，1是波導的有效長度，X1. . . Xa指 示距波導的開放端的比例距離，並且G是應用於相應聲學驅動器的增益。所述聲波導可以 是開放_開放波導，並且其中可以按照以下公式來放置所述聲學驅動器以及選擇增益formula see original document page 7
其中L表示波導的有效長度，fn表示對應於該模式的頻率，A。表示開放端處的截
面面積，A。表示封閉端處的截面面積，x表示距開放端的比例距離，d由
formula see original document page 7
並且a是聲學驅動器的數目。 在另一方面，一種用於操作聲波導的方法，包括由多個聲學驅動器，在與一個模 式相對應的模態函數為非零的位置處，向聲波導內進行輻射，並且使得所述一個模式的總 激勵實質為零，其中至少兩個所述聲學驅動器間隔大於直徑而放置。所述輻射可以包括由 所述多個聲學驅動器在所述波導中與另一模式對應的模態函數為非零的位置處進行輻射， 並且使得所述另一模式的總激勵實質為零。所述波導可以是開放-封閉波導，並且所述輻 射可以包括在按照以下公式的位置處向所述波導中進行輻射
formula see original document page 7 其中n是大於1的奇整數，表示未被激勵出的模式，a是聲學驅動器的數目，1是從 開放端測量的波導的有效長度，並且. . xa指示沿波導的比例位置。所述波導是開放-開 放聲波導，並且其中所述輻射包括在按照以下公式的位置處向所述波導中進行輻射
formula see original document page 7
其中n是大於1的整數，a是聲學驅動器的數目，1是從一端測量的波導的有效長度，並且Xl. . . xa指示沿波導的比例位置。所述方法還可以包括為每個聲學驅動器提供音 頻信號，以及對去往至少兩個所述聲學驅動器的音頻信號應用不同增益。所述波導可以是 圓錐波導，並且對於每個模式，所述輻射可以包括在按照以下公式的位置處向所述波導中 進行輻射-+ tanx imi.IJ ~r-5-+formula see original document page 8其中L表示波導的有效長度，fn表示對應於該模式的頻率，A。表示開放端處的截 面面積，A。表示封閉端處的截面面積，x表示距封閉端的比例距離由formula see original document page 8給出並且a是聲學驅動器的數目。在另一方面，一種聲學設備，包括具有兩個開放端的第一聲波導；第二聲波導； 以及具有第一輻射面和第二輻射面的聲學驅動器，所述聲學驅動器可以定位為使得第一輻 射面向第一波導中進行輻射，而第二輻射面向第二波導中進行輻射。第一波導的兩個開放 端具有共同的出口。第一波導可以環繞第二波導。所述聲學驅動器還可以包括具有第一輻 射面和第二輻射面的第二聲學驅動器，所述第二聲學驅動器可以定位為使得第一輻射面向 第一波導中輻射聲能。所述第二聲學驅動器可以定位為使得第二聲學驅動器的第二輻射面 向第二波導中進行輻射。所述第二聲學驅動器可以定位為使得第二聲學驅動器的第二輻射 面向第三波導中進行輻射。在另一實施方式中，一種聲學設備，包括聲學驅動器，以及具有兩個開放端的聲 波導。所述兩個開放端可以共享共同的出口。所述聲學設備還可以包括具有兩個輻射面的 聲學驅動器，所述聲學驅動器定位為使得一個輻射面向波導中進行輻射，並且使得第二輻 射面向第二聲波導中進行輻射。所述聲波導可以環繞第二聲波導。所述聲波導可以環繞第 三聲波導。第二聲波導和第三聲波導可以共享相同的開口。在另一方面，一種聲學結構，包括擠壓部件，其形成第一封閉聲道，以及開放聲 道；第一端板(endplate)；第二端板；以及背板，其中所述第一端板和第二端板可以附接至 所述擠壓部件，以形成波導。所述擠壓部件可以形成第二封閉聲道，並且所述結構還可以包 括第三端板和第四端板。所述第三端板和第四端板可以附接至所述擠壓部件以形成第二波導。在另一方面，一種用於形成聲波導的方法，可以包括擠壓部件，以形成第一封閉 聲道和開放聲道；將聲學驅動器安裝在擠壓的部件上；以及附接第一對端板以及背板，以 形成聲波導。所述擠壓還可以包括擠壓所述部件以形成第二封閉聲道，以及附接第二對端 板以形成第二波導。通過結合附圖閱讀下文詳細描述，其他特徵、目的和優點將變得易見。


圖1A和圖1B是波導結構的示意圖；圖1C-圖1E是圖1A或圖1B或二者的波導的聲學方面的計算機仿真；圖2A-圖2C、圖3、圖4和圖5A是波導系統的示意圖，以及示出相應波導系統的一 個或多個聲學驅動器相對於一個或多個模態函數的放置的關聯圖示；圖5B和圖5C是對圖5A的波導的聲學方面的計算機仿真；圖6是一個波導系統的示意圖，以及示出相應波導系統的聲學驅動器相對於模態 函數的放置的關聯示意圖；圖7A是體現某些聲學驅動器放置原理並且包括某些附加元件的一個波導系統的 示意圖；圖7B是圖7A的波導系統的聲學方面的計算機仿真；圖8A是包括某些附加元件的圖7A的波導系統的示意圖；圖8B是圖8A的波導系統的聲學方面的計算機仿真；圖9是圖8A的波導系統的實現的示意圖；以及圖10和圖11是包含圖9的波導系統的實際揚聲器的視圖。
具體實施例方式圖1A示出了一個聲波導系統10A。聲學驅動器(換能器)12安裝在具有兩個開 放端16和18的聲波導14A中(此後，具有兩個開放端的波導將稱為「開放_開放波導」)。 聲學驅動器可以放置在沿波導的其他位置。聲學驅動器直接向環境進行輻射，並且還向波 導中輻射聲能。輻射到波導14A中的聲能通過開放端16和18被輻射到環境中。由聲波導 系統向環境輻射的總聲能是由聲學驅動器直接向環境輻射的聲能與由波導的開放端向環 境輻射的聲能之和。圖1B示出了一個聲波導系統10B。聲學驅動器12安裝在具有一個開放端20和封 閉端22的聲波導14B中(此後，具有一個開放端和一個封閉端的波導將稱為「開放-封閉 波導」)。聲學驅動器可以放置在沿波導的其他位置，或者其可以替代波導的部分或全部封 閉端22。聲學驅動器直接向環境輻射能量，並且還向波導中輻射聲能。輻射到波導14B中 的聲能通過開放端20被輻射到環境中。由聲波導系統向環境輻射的總聲能是由聲學驅動 器直接向環境輻射的聲能與由波導的開放端向環境輻射的聲能之和。波導的有效聲學長度可以不同于波導的物理長度。波導的長度可以是物理長度或 者可以是等效的有效聲學長度，包括端效應修正。聲波導由「模式」來表徵。模式由「模態函數」來描述，這將在下文討論。開放-封閉波導的模式發生在(此後稱為模態頻率)，其中n是正整數，c是聲音在空
氣中的速度(為本說明書的目的，其是常數)，並且L是波導的有效長度，包括端效應。開
放_開放波導的模式發生於/ ^^ (此後稱為模態頻率)，其中c是聲音在空氣中的速度
(為本說明書的目的，其是常數)，n是正整數，並且L是波導的有效長度，包括端效應。模 式是通過駐波來表徵的，其在波導的封閉端具有最大壓力，或稱波腹；而在波導的開放端處 或附近具有最小壓力，或稱波節。通常，當聲學驅動器在聲學上耦合至波導時，來自聲學驅 動器的輻射激勵出波導的模式。在沿波導的特定位置處一個或多個聲學驅動器的聲學耦合 將影響每個模式的激勵的量，這將在下文描述。圖1C示出了來自波導端20的輻射與來自聲學驅動器12的輻射之間的相位差的 曲線30。圖1D示出了波導的開放端20的輸出的dBSPL(聲壓水平)的曲線31A，以及來自 聲學驅動器的直接輻射的dB SPL的曲線31B。圖1E示出了聲波導的開放端20的和聲學驅 動器12的組合輸出的幅度的曲線33。輸出峰值(例如，25和27)出現在模態頻率處，而輸 出谷值(例如，26和28)出現在波導開放端的輸出與聲學驅動器的輸出異相(180度，540 度)並且具有近似相等幅度的頻率處。峰值和谷值在聲學上是不期望的，並且期望通過消除峰值和谷值從而提供平坦的 頻率響應曲線來平滑頻率響應。消除從同相到異相以及從異相到同相的轉變的一種方式
是在開放-封閉波導中，避免激勵發生在頻率/ (其中n是大於1的整數，c
「 41
是聲速，並且L是波導的長度)處的模式。特別期望最小化n為2或者3處的模式，因為這 些波長具有多數波導系統的操作的有用範圍內的相應頻率。避免激勵頻率/ft處的模式的一種方法是將聲學驅動器放置在波導
n 41
中模態函數的值(其描述了聲壓在特定模態頻率處的空間分布)近似為零
4L
的位置處。在圖2A中，聲學驅動器12位於開放-封閉波導14B中的如下位置，在該位置處，
由曲線29代表的n = 2模態頻率(其是)處的模態函數的值近似為零。
4L如果一個聲學驅動器沒有提供足夠的輸出，則可以將單個聲學驅動器替換為兩個 或者更多聲學驅動器，其儘可能靠近地放置，使聲學驅動器的聲學中心位于波導中模態函 數的值近似為零的位置處。例如，圖2B和圖2C分別示出兩個和三個聲學驅動器(分別為 12AU2B,以及12A、12B、12C)，其儘可能靠近地放置，使聲學驅動器的聲學中心位於模態函 數的值近似為零的位置。在需要不止一個聲學驅動器來提供足夠聲學輸出的情況下，將聲學驅動器彼此靠 近放置可能是不方便的。無需將聲學驅動器彼此靠近放置的、控制模式激活的另一方式是 將兩個聲學驅動器隔開定位，例如使得兩個聲學驅動器的周長(perimeter)之間的距離大 於聲學驅動器的直徑，位於沿波導的位置，使得兩個聲學驅動器在所述位置處與特定的一 個或多個模式相對應的模態函數的幅度(絕對值)相等，但是符號相反。所述一個或多個模式的總激勵是聲學驅動器在所述位置處的模態函數之和，其在這本例中為零，這歸因於 模態函數的相等幅度、相反符號的值。例如，在圖3中，聲學驅動器12A和12B位於開放-封閉波導中的如下位置，在所
formula see original document page 11
述位置處，頻率=處(也即，n = 2的模式)的模態函數的值具有近似相同的幅度，但是
formula see original document page 11
相反的符號。如果聲學驅動器是間隔開的，例如，間隔距離大於聲學驅動器的直徑，則可以
這樣放置聲學驅動器，使得與不止一個^^頻率相對應的模態函數的值具有實質
formula see original document page 11
上相等的幅度、但是相反的符號。例如，在圖4的布置中，聲學驅動器12A和12B位於這樣
的位置，使得來自聲學驅動器的輻射在如下位置進入波導，在所述位置處，與頻率 對應
formula see original document page 11
的模態函數具有近似相等的幅度但是相反的符號，並且與頻率^ 對應的模態函數的值具
4Lformula see original document page 11有近似相等的幅度但是相反的符號。因此，利用聲學驅動器的這種空間布置，n = 2和n = 3模式沒有被激勵出來，從而避免了相應模態頻率的峰值，並且避免了這些模態頻率處或附 近的相位改變。將模態函數驅動為零的其他方法不需要聲學驅動器對具有相等的幅度和相反的 符號，而是具有幅度和符號的其他組合，其和為零。開放-封閉波導中的模態函數表達為formula see original document page 11
|其中n是奇
數3、5、7. . .，a是聲學驅動器的數目，1是從開放端測量的波導的有效長度。值Xl. . . xa表 示從波導的開放端沿波導的比例距離；例如Xl = 321表示聲學驅動器應當放置在從波導 的開放端起的0. 321處。繼而可以選擇a的值(例如，基於聲學輸出需求或者未激勵出的模 式的數目)，並且例如可以通過計算機仿真在數學上計算或者選擇Xl. . . xa的值，以最小化 模態函數的值，並且優選地將模態函數的值驅動為零。可能難以甚至在數學上不可能將模 態函數的值驅動為零；然而，通過推導將表達式近似驅動為零的x值可以取得有益的效果。 對於開放-開放波導來說，模態函數表達為formula see original document page 11)其中 n 是大
於1的整數，a是聲學驅動器的數目，並且1是波導的有效長度。值~ . . \表示從波導的一 端沿波導的比例距離；例如Xl = 321表示聲學驅動器應當放置在從波導的一端0. 321處。 繼而可以選擇a的值，並且例如可以通過計算機仿真在數學上計算或者選擇Xl. . . xa的值， 以最小化模態函數的值，並且優選地將模態函數的值驅動為零。可能難以甚至在數學上不 可能將模態函數的值驅動為零；然而，通過推導將表達式近似驅動為零的x值可以取得有 益的效果。圖5A中示出了將模態函數驅動為零的一種方法。在圖5A的示例中，定位四個聲學驅動器12A、12B、12C和12D，使得與頻率對應的模態函數的值近似為零，使得與頻率
對應的模態函數的值近似為零，使得與頻率7C/4L時應的模態函數的值近似為零，並且使得與9c/4L
頻率對應的模態函數的值近似為零。這裡給出的公式假設聲學驅動器是聲學輻射的點聲源。在實踐實現中，聲學驅動 器具有的輻射面具有有限維度，並且並非在所有頻率處都充當點聲源。然而，如果聲學驅動 器的輻射面的某些部分定位在波導的所描述位置，則可以獲得模式激勵的有益降低，並由 此降低輸出峰值和谷值的效應。例如，如果聲學驅動器具有直徑為10cm(半徑5cm)的圓形 輻射面，並且聲學驅動器的指示位置距離波導的一端是0. 321，其中1 = 1. 7m= 170cm從而 0. 321 = 54. 4cm，如果輻射面的中心在距波導一端53. 9cm與54. 9cm之間，使得聲學驅動器 的輻射面的某些部分定位在距波導一端54. 4cm處，則存在有關降低輸出峰值和谷值的有 益效果。圖5B是圖5A布置的一米處的dB SPL的圖32。在約40Hz到約550Hz的範圍內 (幾乎4個八音度的範圍)沒有明顯的谷值或者峰值。可以通過至少兩種方法來利用這一 寬範圍。一種方法是將低音模塊的範圍擴展到通常由中音或者高音擴音器輻射的頻率中。 另一方法是將低音模塊的範圍向下擴展，以便將低音提供至低於其他低音模塊所能提供的頻率。圖5C示出在非常寬的頻率範圍上，除了某些小偏離之外，聲學驅動器的輻射與 波導出口之間的相位差34為零(或者零的等效值，例如360度、720度等)。通過將聲學驅動器放置在之前示出的模態函數的幅度不相等的位置，可以提高在 開放-封閉波導中放置兩個聲學驅動器的靈活性。在先前討論的系統中，應用於兩個聲學 驅動器的電增益被假設為相等。通過為提供給聲學驅動器12A和12B的信號指派模態頻
率處的增益A和g2，模態函數的形式如下formula see original document page 12以及
formula see original document page 12圖6示出了類似於圖3配置的配置，但是聲學驅
動器位於使得帶增益模態函數等於零的位置。圖6還示出了帶增益的n = 2模態函數的兩 個項，1(曲線90)以及G2 = 1.5(曲線92)。應用增益62的聲學驅動器位置處的模態 函數(等同於曲線90)的幅度94小於應用增益&的聲學驅動器位置處的模態函數的幅度 96。然而，因為增益G2大於因此應用增益G2的聲學驅動器位置處的帶增益模態函數的 幅度98等於應用增益&的聲學驅動器位置處的帶增益模態函數的幅度96。由於符號是相 反的，因此n = 2模式的淨激勵近似為零。如果需要，每個驅動器的Ga在每個模態頻率處 可以不同。通過針對開放_封閉波導的每個模式n使用以下通用模態函數公式，可以將該 方法擴展到任意數目的帶有不同增益的聲學驅動器formula see original document page 12類似地，針對其聲學驅動器具有不同增益的開放_開放波導的模態函數的形式如下
在進一步細化中，可以將聲學驅動器的敏感程度考慮在內。確定聲學驅動器的放置不限於具有描述已知模態頻率處壓力分布的已知模態函 數的聲波導或系統。模態頻率和模態函數可以使用建模技術(諸如，集總元建模、有限元建 模以及其他)來找到，或者可以根據經驗來找到。一旦通過建模或者其他技術找到了模態 函數(通常表達為壓力分布查找表)，便可以使用上文描述的技術來定位聲學驅動器。可以將避免激勵模式的原理擴展到圓錐波導，這是通過首先找到模態頻率4來
實現的，該頻率4是滿足以下公式的頻率e f ^ c )其中C是聲速，A。
_ Y C -5
是(較大)封閉端處的波導面積，A。是(較小)開放端處的波導面積，並且L是有效波導 長度。對於錐形波導而言，對於每個聲學驅動器，第n個模態頻率處的模態函數表達為
sinC—/ {x + d)) {^ffA / (x^d)) ^IF^—S-+ tan~=---其中x表示o到L之間的
c仏 c，
, I
比例位置，並且d由^ = nr ,給出。對於兩個聲學驅動器，一個在Xl處，一個在x2處，表
達式如下
MF --￡-4- tan v ^^r-^-+—￡.-+
cV 丄Cc
2jf
^^TT"---其中Xi和x2表示距開放端的比例位置，並且d由
d =給出。例如，如果對於2 1錐形波導1 = 2 位於0.4911和0.9111處
V老一1(為 )，
的兩個聲學驅動器最小化第n個模式的激勵。對於每個模式，公式可以更一般地表達為
13
formula see original document page 14
formula see original document page 14
formula see original document page 14其中巧驅動器的數
目。該方法可以按照上文列出的類似方式擴展為包含最多4個聲學驅動器和4個模式，或
者更多。圖7A示出了上文描述原理的波導系統實施方式，其具有添加的特徵。安裝聲學驅 動器12A、12B、12C和12D，使其在圖中指出的位置向開放-開放波導14中進行輻射。波導 14具有開放端16和18。波導14具有兩個部分，其在點37和39處突然變細。突然變細降 低了波導的n = 1模式調諧頻率。圖7B中一米處的dB SPL的仿真圖36示出從60Hz到 大約480Hz，由波導系統輻射的SPL實質上是平坦的(除了模態函數被少量激勵的模態頻率 處的某些小偏離)。圖8A示出了圖7A的組裝，其具有附加的特徵和一個提到的實施方式的維度。取 代直接向環境進行輻射，聲學驅動器12A和12B向開放-封閉波導38中進行輻射。聲學驅 動器12C和12D向開放-封閉波導40中進行輻射。開放-封閉波導38和40共享共同的 出口 42。圖8B示出了圖8A的組裝一米處的dB SPL。圖8B的圖44示出了在大約220Hz 處的衰落(roll off)，在模態函數被少量激勵的頻率處存在某些小的擾動。該衰落在實際 的揚聲器中是有益的，因為其簡化了跨交網絡的設計，並且因為其簡化了均衡電路的設計。 通過美國專利6，278，789中描述的方法，可以顯著降低在高頻處導致非零模態函數值的驅 動器位置所引起的高頻峰值46和48。圖9示出了圖8A的實施方式的實現。波導14是合攏的，使其包波導38和40，並 且使兩個開放端16和18共享共同的出口 50。定向(波導38和40的)共同出口 42，使得 開口與頁面垂直。圖10示出了按照圖9的實現的實際揚聲器，其中參考標號代表之前附圖中相應元 件的物理實現。聲學驅動器52是高頻聲學驅動器，其為波導系統提供高頻輻射，此前未對 其進行描述。波導結構可以包括擠壓部分54、背面板56以及端板(此視圖中未示出)。圖11示出了實現圖10的揚聲器的結構元件的結構。波導14、38和40包括擠壓 部分54，例如鋁。擠壓部分54定義開放聲道68以及封閉聲道70和72。聲道70沒有貫穿 擠壓部件54的整個長度，而聲道72貫穿擠壓部件54的整個長度。背面板56可以機械地緊固至擠壓部分。開口 42和50可以通過機械槽刨而形成在擠壓部分54中。端板可以附 接至封閉聲道72的端，以形成開放-封閉波導38和40。可以在預定的點處在孔中將聲學 驅動器定位和安裝至擠壓部分。背板56和端板可以附接至擠壓部分以形成波導14。圖11 的組裝允許向擠壓部分容易地插入和機械上固定聲學驅動器。可以插入吸音材料66，以衰 減高頻峰值，如上所述。儘管附圖的多個視圖的元件已被示出和描述為框圖中的離散元件，並且可以稱為 「電路」(除非另行指出)，但是元件可以實現為以下之一或其組合模擬電路、數字電路或 者執行軟體指令的一個或多個微處理器。軟體指令可以包括數位訊號(DSP)指令。除非另 行指出，信號線可以實現為離散的模擬或數位訊號線，實現為具有適當信號處理以處理離 散音頻信號流的單線，或者實現為無線通信系統的元件。某些處理操作可以按照係數的計 算和應用來表示。計算和應用係數的等效項可以由其他模擬或數位訊號處理技術來執行， 並且包括在本專利申請的範圍之內。除非另行指出，否則音頻信號或視頻信號或二者可以 按照數字或者模擬模式來編碼和傳輸；傳統的數模或者模數轉換器可能在圖中省略。為簡 便，措辭「輻射與聲道x中的音頻信號相對應的聲能」稱為「輻射聲道X」。在本說明書中，
「頻率」和「波長」可以互換使用，因為A-^r並且/ = 其中f 是聲波的頻率，\是聲波
formula see original document page 15
的波長，c是聲速(為本說明書之目的，其是常數)。因此，例如「100Hz的波長」表示「對應 於100Hz頻率的波長」，而「波導長度4倍的頻率」表示「與波導長度4倍的波長相對應的頻 率」。除非另行指出，否則圖中的曲線是計算機仿真。其他實施方式在權利要求之中。
權利要求
一種聲學設備，包括具有兩個開放端的第一聲波導；第二聲波導；以及具有第一輻射面和第二輻射面的聲學驅動器，定位所述聲學驅動器，使得第一輻射面向所述第一波導中進行輻射，並且第二輻射面向所述第二波導中進行輻射。
2.根據權利要求1所述的聲學設備，其中所述第一波導的兩個開放端共享共同出口。
3.根據權利要求1所述的聲學設備，其中所述第一波導環繞所述第二波導。
4.根據權利要求1所述的聲學設備，進一步包括具有第一輻射面和第二輻射面的第二 聲學驅動器，定位所述第二聲學驅動器，使得第一輻射面向所述第一波導中輻射聲能。
5.根據權利要求4所述的聲學設備，其中定位所述第二聲學驅動器，使得所述第二聲 學驅動器的所述第二輻射面向所述第二波導中進行輻射。
6.根據權利要求4所述的聲學設備，其中定位所述第二聲學驅動器，使得所述第二聲 學驅動器的所述第二輻射面向第三波導中進行輻射。
7.—種聲學設備，包括具有兩個開放端的聲波導，其中所述兩個開放端共享共同出口。
8.根據權利要求7所述的聲學設備，進一步包括具有兩個輻射面的聲學驅動器，定位 所述聲學驅動器，使得一個輻射面向所述波導中進行輻射，並且使得第二輻射面向第二聲 波導中進行輻射。
9.根據權利要求7所述的聲學設備，其中所述聲波導環繞第二聲波導。
10.根據權利要求9所述的聲學設備，其中所述聲波導環繞第三聲波導。
11.根據權利要求10所述的聲學設備，其中所述第二聲波導和所述第三聲波導共享共 同開口。
12.—種聲學結構，包括擠壓部件，其形成第一封閉聲道，以及開放聲道；第一端板；第二端板；以及背板，其中所述第一端板和所述第二端板可附接至所述擠壓部件以形成波導。
13.根據權利要求12所述的聲學結構，所述擠壓部件形成第二封閉聲道，所述結構進 一步包括第三端板和第四端板，其中所述第三端板和所述第四端板可附接至所述擠壓部 件以形成第二波導。
14.一種用於形成聲波導的方法，包括擠壓部件，以形成第一封閉聲道和開放聲道；將聲學驅動器安裝在擠壓的所述部件上；以及附接第一對端板以及背板，以形成聲波導。
15.根據權利要求14所述的方法，其中所述擠壓進一步包括擠壓所述部件以形成第 二封閉聲道；以及附接第二對端板，以形成第二波導。
16.一種裝置，包括由模式來表徵的聲波導；多個聲學驅動器，每一個由直徑來表徵，所述聲學驅動器安裝在所述波導之內，使得至少兩個所述聲學驅動器隔開至少直徑的距離而安裝，並且使得所述聲學驅動器向所述波導 內進行輻射，使得來自每個聲學驅動器的輻射在所述波導中與一個模式相對應的模態函數 為非零的位置處激勵出所述一個模式，並且使得所述一個模式的總激勵基本上為零。
17.根據權利要求16所述的裝置，其中所述多個聲學驅動器包括兩個聲學驅動器， 其中所述模態函數在第一聲學驅動器的位置處的幅度等於所述模態函數在第二聲學驅動器的位置處的幅度，並且其中，所述模態函數在所述第一聲學驅動器和所述第二聲學 驅動器的位置處的值的符號相反。
18.根據權利要求16所述的裝置，其中所述多個大於兩個。
19.根據權利要求16所述的裝置，其中所述多個聲學驅動器安裝在所述波導內，並且 向所述波導中進行輻射，使得來自每個聲學驅動器的輻射在所述波導中與另一模式相對應 的模態函數為非零的位置處激勵出所述另一模式，並且使得所述另一模式的總激勵實質上為零。
20.根據權利要求16所述的裝置，其中所述聲波導是開放_封閉聲波導；以及 其中所述聲學驅動器按照以下公式來定位formula see original document page 3其中η是奇數3、5、7. . .，a是聲學驅動器的數目，1是所述波導的有效長度，並且X1. . . Xa指示距所述波 導的開放端的比例距離。
21.根據權利要求16所述的裝置，其中所述聲波導是開放_開放波導；以及 其中所述聲學驅動器按照以下公式來定位formula see original document page 3其中。是大於1的整數，a是聲學驅動器的數目，1是從一端測量的所述波導的有效長度，並且X1. · · Xa 指示距所述波導的一端的比例距離。
22.根據權利要求16所述的裝置，進一步包括用於向每個聲學驅動傳輸音頻信號的電路，包括用於向傳輸至至少兩個聲學驅動器的 音頻信號應用不同增益的電路。
23.根據權利要求22所述的裝置，其中所述電路向所述多個聲學驅動器傳輸共同的音頻信號。
24.根據權利要求23所述的裝置，所述聲波導是開放-封閉波 導，並且其中按照以下公式來放置所述聲學驅動器以及選擇所述增益formula see original document page 3其中η 是奇數3、5、7. . .，a是聲學驅動器的數目，1是所述波導的有效長度，X1. . . xa指示距所述波導的開 放端的比例距離，並且G是應用於相應聲學驅動器的增益。
25.根據權利要求23所述的裝置，其中所述聲波導是開放-開放波 導，並且其中按照以下公式來放置所述聲學驅動器以及選擇所述增益formula see original document page 4其中 η 是大於1的整數，a是聲學驅動器的數目，1是從一端測量的所述波導的有效長度，X1- · · Xa指示 距所述波導的一端的比例距離，並且G是應用於相應聲學驅動器的增益。
26.根據權利要求16所述的裝置，其中所述波導是圓錐波導，並且其中對於每個模式， 所述聲學驅動器按照以下公式來定位formula see original document page 4其中L表示所述波導的有效長度，fn表示對應於所述模式的頻率，A。表示開放端處的截面面積，A。表示封閉端處的截面面積，χ表示距所述開放端的比例距離，d由formula see original document page 4給出，並且a是聲學驅動器的數目。
27.一種操作聲波導的方法，包括由多個聲學驅動器，在與一個模式相對應的模態函數為非零的位置處，向聲波導內進 行輻射，並且使得所述一個模式的總激勵實質為零，其中至少兩個所述聲學驅動器間隔大 於直徑而放置。
28.根據權利要求27所述的方法，其中所述輻射包括由所述多個聲學驅動器在所述 波導中與另一模式對應的模態函數為非零的位置處進行輻射，並且使得所述另一模式的總 激勵實質為零。
29.根據權利要求27所述的方法，其中所述波導是開放-封閉波導， 並且其中所述輻射包括在按照以下公式的位置處向所述波導進行輻射formula see original document page 4其中 η 是大於 1的奇整數，其表示未被激勵出的模式，a是聲學驅動器的數目，1是從開放端測量的所述波 導的有效長度，並且X1. · · Xa指示沿所述波導的比例位置。
30.根據權利要求27所述的方法，其中所述波導是開放-開放波導， 並且其中所述輻射包括在按照以下公式的位置處向所述波導進行輻射formula see original document page 5 其中 n 是大於1的整數，a是聲學驅動器的數目，1是從一端測量的所述波導的有效長度，並且X1. . . Xa指 示沿所述波導的比例位置。
31.根據權利要求27所述的方法，進一步包括 為每個聲學驅動器提供音頻信號；對去往至少兩個所述聲學驅動器的所述音頻信號應用不同增益。
32.根據權利要求27所述的方法，所述波導是圓錐波導，並且其中對於每個模式，所述 輻射包括在按照以下公式的位置處向所述波導進行輻射formula see original document page 5 其中L表示所述波導的 有效長度，fn表示對應於所述模式的頻率，Α。表示開放端處的截面面積，Α。表示封閉端處的 截面面積，X表示距所述封閉端的比例距離，(！由「 _給出，並且a是聲學驅動器V^""1的數目。
全文摘要
一種聲學設備，包括具有兩個開放端的第一聲波導；第二聲波導；以及具有第一輻射面和第二輻射面的聲學驅動器，定位所述聲學驅動器，使第一輻射面向第一波導進行輻射，並且第二輻射面向第二波導進行輻射。一種聲學設備，包括聲學驅動器和具有兩個開放端的聲波導。一種用於製作聲學設備的方法。
文檔編號H04R1/28GK101810008SQ200880109178
公開日2010年8月18日 申請日期2008年9月9日 優先權日2007年9月27日
發明者H·福酷施瑪, K·巴斯蒂爾 申請人:伯斯有限公司