[发明专利]同轴扬声器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种扬声器及其部件。本发明与称为动圈式扬声器的电动力扬声器具有特别的相关性，更尤其地，与通常称为同轴的类型的扬声器具有特别的相关性。

背景技术

传统的扬声器是机电装置(有时称为扬声器驱动器)，致力于将电力信号转换成空气运动，从而产生声音输出，即，声音。图1a是传统扬声器1的截面图，为了简单描述起见，传统扬声器围绕中心对称轴3对称。扬声器1具有固体结构，包括马达组件5和具有外边缘9的框架7。薄膜11通过至少两个弹性或有弹力的元件(支架13和围绕物15)连接至框架7。一部分薄膜11通常用于密封马达组件5，隔离灰尘，并且通常称为防尘罩12。

马达组件5是扬声器的活动部分，将来自放大器的电力信号转化成运动。马达组件5通常由多个部分构成，包括磁体17、顶板19、心柱21以及与薄膜11(直接或间接)耦接的音圈23。图1b更详细地示出了磁体17、顶板19以及心柱21，其共同形成磁路，使得在心柱21与顶板19之间的气隙25内生成静磁场。音圈23安装在该气隙25内。由于存在静磁场，所以施加给音圈23的任何电压转化成促使音圈23运动的电动力。由于音圈耦接至可移动薄膜11，所以音圈的该运动促使薄膜11移动，结果，生成声音。薄膜11在后文中称为可移动薄膜11。

框架7通常称为盆架。盆架7连接至马达组件5并且支撑可移动薄膜11。称为边缘9的盆架7的外边缘通常用于控制安装螺钉，所述安装螺钉将扬声器1固定至挡板或机箱(未示出)。

可移动薄膜11是旋转弯曲的表面，是通过围绕扬声器的中心轴3而旋转轮廓获得。可移动薄膜11通常称为圆锥体，这是因为通常在早期扬声器设计中使用笔直的轮廓。

虽然为了尽可能增大驱动器的声音输出(声压级或SPL)，期望较大的可移动薄膜11，但是由于几个物理约束，所以圆锥体越大，就越不能具有非常高频率(大于大约2000Hz)的大(高功率)声音。这主要是因为薄膜11本身的质量和由此带来的惯性。

通常使用不止一个驱动器解决该限制，以实现扩展的频率响应，而不牺牲输出功率。然后，这些(两个或多个)驱动器中的每个被设计成再现频谱的特定部分。这些驱动器的通用名称是低音扬声器(致力于再现在20Hz到2000或3000Hz之间的频率)、中音(主要用于再现在200Hz到4000Hz之间的频率)以及高音扬声器(仅仅用于再现高于大约2000到4000Hz的频率)。

所有这些电动力换能器(驱动器)共享在本节前面提及的一般设计和工作原理(即，马达组件5)的一些或所有方面，但是还具有与本发明不相关的特定差异。

同轴扬声器是扬声器的特定实例，其中两个声音换能器(驱动器)机械耦接并且共享相同的中心声音轴3。所产生的装置与单个低音扬声器一样紧凑，但是能够覆盖整个声谱。

该布局提供优于使用两个单独驱动器的优点，最重要的是，低音扬声器和高音扬声器的听觉中心一致，提供不经受具有不同频率的路径差异的声音输出。同时该特征太微妙，以至于在收听到单个扬声器箱(单声道)时不能感测到，但是一旦听觉系统具有2个(音响组)或多个(5.1、7.1、8.1环绕)扬声器，该性能差异就明显听得见。

现有技术同轴扬声器可以分成两个主要类型，使用圆顶高音扬声器的扬声器以及使用压缩驱动器的扬声器。圆顶高音扬声器设计简单并且制造成本低，但是其声音输出的质量低于压缩驱动器设计的质量。图1c示出了圆顶高音扬声器同轴扬声器的典型设计。如图所示，圆顶高音扬声器40几乎位于防尘罩12的位置内，且位于耦接器41的内部(该耦接部41将外部低音扬声器驱动器的可移动薄膜11与音圈23耦接)。因此，圆顶高音扬声器位于低音扬声器驱动器的可移动薄膜11的前面。

如果需要更高的声音输出，则通常接受的解决方案是使用压缩驱动器，而非圆顶高音扬声器。通过压缩驱动器，高频驱动器位于低音扬声器驱动器的可移动薄膜11之后或之下，并且薄膜11有助于引导和控制高频声音的传输。图1d描述了这种压缩驱动器同轴扬声器的实例。压缩驱动器42具有其马达组件，加上几个其他部件，例如，压缩驱动器薄膜43、相位插头44以及喇叭45。始终存在诸如低音扬声器薄膜11或围绕物15等常用元件。压缩驱动器42的目的在于，在可移动薄膜43上施加特定的声音负荷，而喇叭45和相位插头44与由可移动薄膜43的运动产生的声波波前重新对准，并且通过可预测的方式朝着收听者引导该波前。该解决方案在高频提供了远远更高的效率和更高的声压级，但是更复杂并且制造成本高。