[发明专利]用于吸收扬声器声共振的扬声器系统、方法和装置

说明书

一种用于调谐倒相式扬声器和减少不需要的声共振的扬声器系统(700或800)和方法，提供了减少的端口噪声，消除了不期望的端口共振，并提高了相对高效率的扬声器系统中再现声音的精准度和保真度，该扬声器系统具有包括本征音滤波器结构(“ETF”)的外壳，该本征音滤波器结构包括放置在扬声器倒相孔内的管或管组720、820，以吸收倒相孔的“开放管”声共振。开放管共振是不需要的，并且如果不校正，则在使用时会干扰扬声器的中频性能。

优先权要求和相关申请的引用：

本申请要求于2019年4月23日提交的相关的、共同拥有的美国临时专利申请no.62837561的优先权，该美国临时专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。本申请还涉及以下共同拥有的专利申请：

(a)1994年8月23日提交的序列NO.08/294,412(现美国专利NO.5,517,573)

(b)2003年9月12日提交的序列NO.10/660,727(现美国专利NO.7,039,212)，以及

(c)2003年1月7日提交的序列NO.10/337,347(现美国专利NO.7,162,049)，

上述专利的全部内容也通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及声音的再现，并且更具体地涉及在扬声器系统的设计中某些声学原理的应用。

背景技术

倒相式(vented)箱扬声器系统作为从给定的箱体容积中获得更大低频效率的手段，已经流行了至少70年。在20世纪70年代，通过Thiele和Small的工作，在理解和分析倒相式扬声器系统方面取得了显著的进步。从那时起，随时可用的计算机程序已经使得可以容易地优化倒相式扬声器设计。然而，实际考虑因素常常阻碍理论上优化的这些设计被实际上实现或按预期起作用。

存在与倒相式扬声器系统有关的常用的两种基本方法，它们是管道式端口(例如，如图1A所示)和无源辐射器。尽管无源辐射器方法具有一些优点，但管道式端口由于成本较低、易于实施并且通常需要更少的空间而通常更受欢迎。

然而，管道式端口方法也存在缺点。这些缺点主要涉及不期望的噪声和伴随的损失，这些噪声和伴随的损失可能由端口在产生较高的低频声压水平所需的较高空气运动体积下产生。例如，如本领域技术人员所公知的，倒相式扬声器系统具有特定的调谐频率f_P，该调谐频率由外壳(例如100)中的空气体积、由端口提供的空气的声质量(acoustic mass)以及外壳中的空气的声顺(compliance)来确定。通常，对于较高性能的扬声器系统而言期望较低的调谐频率f_P。根据现有技术(如共同拥有的美国专利7162049中所阐述的)，需要端口中更大的声质量或由更大的外壳体积导致的更大的声顺来实现该较低的调谐频率f_P。端口的声质量与包含在端口内的空气质量正相关，但与端口的截面面积(横截面面积)负相关。这表明，为了实现较低的调谐频率f_P，应当使用具有较小截面面积的较长端口。然而，小的截面与在较低频率下再现较高声压水平所需的较大体积的空气相冲突。例如，如果端口的直径太小或者设计不当，则由于空气湍流而引起的非线性行为(例如，颤音(chuffing)或端口噪声)会导致在低频率下(尤其是在较高的操作水平下)出现可听失真和效率损失。此外，来自端口中的空气运动的粘性阻力会导致在较低频率下的效率的额外损失。增加端口的截面面积可以减少湍流和损失，但是端口的长度必须成比例地增加以对于给定调谐频率保持适当的声质量。然而，所需的长度增加在实施上可能是不切实际的。