反射板振動衰減的製作方法
2023-05-13 14:08:11
專利名稱：反射板振動衰減的製作方法
技術領域：
本發明涉及反射板振動衰減，且尤其涉及用於減小傳導到附著於擴音器驅動器的構件上的振動的新穎裝置和技術。
背景技術：
當諸如擴音器驅動器的電聲轉換器安裝到如行李架、車門、機殼側壁、其它側壁或其他發射板的構件上時，在轉換器框架的周邊上通常附著的地方，響應激勵電信號，被激勵的轉換器馬達會產生力。由馬達產生的力導致轉換器的膜片相對於轉換器框架移動。這些力還通過框架傳播，而經框架的附著點傳導到構件上。車輛的行李架和門板通常由薄材料如薄片金屬製成。這樣的結構通常具有不足以抵抗振動的硬度而通常衰減很弱。因此，在構件的模態共振頻率(modal resonance frequency)周圍作用在構件上的力會引起構件過度振動，聽覺上感覺到不希望有的嗡嗡聲和卡嗒聲，或被輻射的聲音的頻率響應惡化。
本發明的一個重要的目的在於從結構上減小這些所傳導的振動。
發明內容
根據本發明，包含有可移動膜片的第一電聲轉換器落座於面板上並結構上與之相耦合。轉換器機械地連接到一裝置上，該裝置包含一個補償可移動質量，該質量與第一電聲轉換器的膜片運動異相地被驅動，以便顯著地減小作用在面板上的合力。通常，帶有補償質量的裝置是與第一電聲轉換器相同的第二電聲轉換器。根據本發明的另一特點，從第一轉換器的第一側輸出的聲音與收聽環境如汽車乘客艙或起居室直接耦合。從背對著第一轉換器的第二轉換器的側邊輸出的聲音也通過聲音元件或多個聲音元件與收聽環境相耦合，該聲音元件如適宜的空間和/或出口，以便在一個希望的頻率範圍內，從第二轉換器的背對側輸入車廂的聲音有效地與從第一轉換器的第一側輸出到車廂中的聲音同相。聲音元件設置成使得從第二轉換器的背離側的輸出聽覺上不與第一轉換器的第二側的輸出或第二轉換器的第一側的輸出相耦合。因此，本發明既實現了顯著減小支承構件的不希望的機械振動，並提高了自第二轉換器的聲音輸出。
通過參照附圖閱讀下面的說明書，本發明的其它特點、目的和優點將變得更加清楚。
圖1是本發明實施例的示意圖，該實施例帶有無限反射板所承載的組件，該無限反射板諸如是車輛後底板(deck)或車門；圖2是針對各個系統的曲線，表示了作為頻率函數的作用在構件上的力；圖3是本發明另一實施例的示意圖，該實施例帶有無限反射板所承載的組件，該無限反射板諸如是車輛後底板(deck)或車門；以及圖4是本發明另一實施例的示意圖，該實施例帶有無限反射板所承載的組件，該無限反射板諸如是車輛後底板(deck)或車門，並將轉換器將倒置的馬達構件相結合。
優選實施方式現在參照附圖，尤其是圖1，圖1示出了本發明實施例的示意圖，該實施例帶有由無限反射板11承載的構件，該無限反射板通常為承載第一轉換器的車輛後行李架(shelf)或門板，該第一轉換器如擴音器驅動器12，它通過機械連接14機械地與第二轉換器相連，該第二轉換器諸如是優選地與擴音器驅動器12相同的擴音器驅動器13。兩個轉換器理想地安裝在基本平行的平面內以便膜片在相同的軸向上運動。轉換器12的前側直接與收聽區18耦合。如果無限反射板11是車輛的後行李架，收聽區18將是車輛的乘客艙。轉換器12的第二側耦合到空間30，如果無限反射極板11是後行李架，空間30將是行李箱。驅動器13的膜片22的第二側通過適當的空間15和通道管(port tube)16與收聽區18耦合。轉換器13的膜片22的前面與空間30耦合。功率放大器17用相同信號激勵第一擴音器12和第二擴音器13但以相反的極性驅動它們。這個系統設置成當第一驅動器12的膜片21向上移動時，第二驅動器13的膜片22向下移動，這樣顯著地減小了施加到反射板11上的力和不希望產生的反射板11的合成振動。同時，來自第二驅動器13後面的輸出通過適當的空間15和通道管16與來自第一驅動器12前面的輸出耦合，用於基本上同相發射。來自第二驅動器13的後面的輸出也通過橫截面大致恆定或平順變化的導管連接到收聽區18，而大部分不會損失。
第二轉換器不必是相同的轉換器。顯著減小振動全部需要的是，使第二轉換器的移動質量和產生的馬達力大致等於第一轉換器的移動質量和產生的馬達力。這樣的元件可以以比與第一轉換器相同的轉換器更低的成本製成。並希望兩個轉換器的框架類似，以便第二轉換器可以在與第一轉換器附著到反射板上的連接點相同的連接點處連接到第一轉換器。組件的另一種措施是將第一驅動器的馬達結構的頂部例如一個諸如螺紋金屬杆的剛性連接件剛性地固定到第二驅動器的馬達結構的後部。
圖3表示一個變化的結構。驅動器13相對於驅動器12物理上倒置。圖3示出了驅動器12馬達結構的後部，其通過墊片20剛性地連接到驅動器13的馬達結構的後部，不過墊片20不是必須的。兩個轉換器的結構耦合也可通過如圖1中系統所示的圍繞轉換器框架進行連接來實現。如果每個轉換器12和13相對於圖中所示的顛倒，則圖3所示的裝置也同樣良好地工作。在此情況下，結構連接通過圍繞轉換器框架進行連接將更容易實現。
由於驅動器12和13彼此倒置，當相同的相對極性的信號作用於每個轉換器時將抵消振動。每一驅動器與放大器17的輸出相連，以便在提供給驅動器12的信號引起驅動器12的膜片21向下移動時，從與驅動器13相連的放大器17輸出的信號引起驅動器13的膜片22向上移動，與膜片21的運動方向相反。
在一定頻率以上，自第二轉換器的輸出將與第一轉換器的輸出不同相。組合系統的頻率響應呈現出一種梳狀濾波器的特性，並當在第一轉換器的前部和收聽位置之間以及在第二轉換器的後部與收聽位置之間的路程差是半個波長時發生第一個聽覺零點(null)。
用於減小梳狀濾波器特性的方法是通過使用一個低通濾波器以將傳送到兩個驅動器的頻譜分量限制到第一零點之下的頻率分量並用其它的轉換器再現更高的頻率。所使用的低通濾波器對於兩個驅動器可以是一樣的，或它們可以具有不同的階數(order)和/或角頻率(corner frequency)。來自驅動器之一的輸出可以限制在預定的截至頻率之下，同時其他的則允許在一個較寬的頻率範圍下工作。優選的是，第一轉換器比第二轉換器在一個更寬的頻率範圍內工作。這個結果可以只需將低通濾波器放置在第二轉換器的信號通路中，或者使第一轉換器的信號通路中的低通濾波器具有比在第二轉換器信號通路中的低通濾波器更高的角頻率和/或更低的結束來實現。該結果還可以通過與適當設計將第二驅動器連接到收聽區的各聲音元件以使聲音元件結合起來形成低通濾波器相結合，或者單獨由後者來實現。
在第二轉換器的信號通路中包含一個低通濾波器並在第一轉換器的信號通路中包含一個輔助的全通濾波器是有利的。輔助的全通濾波器具有與相應的低通濾波器相同的作為頻率函數的相位響應。這個特點可以例如通過在第二轉換器信號通路中使用第二階臨界阻尼的(critically damped)低通濾波器，並在第一轉換器信號通路中使用第一階全通濾波器來實現，低通和全通濾波器的角頻率基本相同。
根據另一實施例，可以在第二轉換器信號通路中使用第四階低通濾波器並在第一轉換器信號通路中使用第二階全通濾波器。輔助的全通濾波器/低通濾波器結合的其它示例對本領域技術人員來講是顯而易見的。
如上所述的輔助全通濾波器和低通濾波器的使用可以與如美國專利第5023914號中所公開其它信號處理相結合，以同時獲得改善的系統頻率響應以及減小振動，該專利在此引入作為參考。
參照圖2，圖2示出了對於各種結構的作為頻率函數的作用於反射板上的力的曲線。曲線21表示在具有低通濾波器的聲音系統中使用兩個Bose 8英寸Nd驅動器所合成的響應。曲線22表示只使用單獨一個帶有低通濾波器的8英寸Nd驅動器時所施加的力。曲線23表示根據本發明的正好使用兩個不與低通濾波器相連的8英寸Nd擴音器驅動器時所施加的力。曲線24表示只使用單獨一個8英寸Nd擴音器驅動器時所施加的力。這些曲線表明通過本發明以及將低通濾波器合併到系統中帶來的益處，施加到反射板上的力顯著降低。
如圖1和3所示的實施例表示了與無限反射板11一同使用，雖然此結構被描述為具有作為收聽區的區域18，但這不是必須的。在沒有大量損失的情況下，具有作為收聽區工作的空間30或區域18的本發明能同樣良好地工作。
圖4示出本發明與另一結構轉換器一同使用。轉換器32和33具有相對於轉換器12和13的馬達結構倒置的馬達結構。圖4表示轉換器32和33彼此倒置。使用倒置的馬達結構轉換器不限於所示的取向。為非倒置馬達轉換器描述的先前布置中的任何一種也可適用於帶有倒置馬達結構的轉換器。使用本發明中的倒置馬達結構轉換器可以大大地減小多個轉換器組件的整體厚度，減小侵入行李廂或允許系統安裝在用傳統轉換器的裝置不能裝入的側壁空間內。也要指出的是機械連接14可以比在不具有倒置馬達結構的轉換器的實施例中的如圖1所示的連接14薄。
在不偏離本發明的精神的情況下，本領域技術人員可以顯而易見地做出各種改變和應用並偏離在此公開的具體裝置和方法。因此，本發明應解釋為包括在此公開的裝置和技術所呈現或具有的每一個新特徵和特徵的新組合，本發明僅由附加的權利要求的精神和範圍來限定。
權利要求
1.減振裝置，包括承受振動的反射板，落座所述反射板之內的以第一質量為特徵的第一電聲轉換器；第二電聲轉換器，其在所述第一轉換器的周邊附近機械地與第一轉換器相連，或與所述反射板相連，其中，所述第一和第二轉換器的膜片的後側不連接到收聽區，所述第一轉換器和第二轉換器構成並設置成接收共同的電信號，以便所述第一轉換器的可移動元件和第二轉換器上的可移動元件響應於共同的電信號反相移動，來顯著地減小施加於反射板上的振動力。
全文摘要
本發明公開了一種減振裝置，包括承受振動的反射板；落座於所述板上的以第一負載為特徵的第一電聲轉換器；第二電聲轉換器，其在所述第一轉換器的周邊附近機械地與第一轉換器相連，或與所述反射板相連，其中，所述第一和第二轉換器的膜片的後側不連接到收聽區，所述第一轉換器和第二轉換器構成並設置成接收共同的電信號，以便所述第一轉換器的可移動元件和第二轉換器上的可移動元件響應於共同的電信號反相移動，來顯著地減小施加於反射板上的振動力。
文檔編號H04R1/02GK1496187SQ0314703
公開日2004年5月12日 申請日期2003年8月23日 優先權日2002年8月23日
發明者喬治·尼科爾斯, 阿馬爾·G·博斯, 哈爾·P·格林伯格, G 博斯, P 格林伯格, 喬治 尼科爾斯 申請人:伯斯有限公司