[其他]将薄膜区划分成适用于不同频率范围的子区的宽带扬声器

说明书

本发明涉及一种将薄膜区划分成适用于不同频率范围的子区的宽带扬声器。

所有的电动扬声器都是机械振荡系统，其特性决定于诸如弹性常数，质量，阻尼之类的本征值，此外扬声器的薄膜都是由放大器的电流（例如借助于动圈）激励而产生受迫振荡的。

采用德国专利DE-C-3，418，047中用于对电动（特别是电声）转换器进行失真校正的方法和电路布线可以防止由电动转换器的这种设计原理所引起的在振幅和相位频率响应方面的缺点。

尽管采用多路扬声器对低频、中频和高频进行失真校正或补偿所导致的测量结果及人的主观感受都是极好的，但是在宽带扬声器的高频或高音区中，由于低频或低音发射对薄膜面积的大小是有一定的要求的，在声音发射中会出现不合需要的方向效应;此外，由于失真比例较高影响了放音的质量。

对于宽带声音发射来说特别不利的是平面型扁平薄膜。在这种薄膜中，引进了与薄膜的表面垂直的外力（参见图1a）。在这种情况下，除了由动圈引起的基频振荡之外，外力的性质同时产生挠性振荡，这种振荡的能量基本上分布在整个薄膜区以致使在基频振荡的同时总是有干扰声加入到总的发射声上。平面薄膜的正态力（normal    force即力N）往往是很较小的（参见图1b，1c）。

如果平面型扁平的薄膜是轻的和不易弯曲的，例如是由蜂巢状或泡沫状材料的圆片制成的，则会产生上面所提及的显著的高频方向效应。此外，高频挠性振荡不仅伴随着整个薄膜区上的高频基频振荡出现而且还伴随着低频基振荡出现，因相互之间的干扰引起声音的失真。

然而，即使平面型扁平宽带薄膜是由“软性的”（材料）制成的（粘弹性的），例如按照德国专利DE-c-2，123，098，当薄膜中央受到低频激励时，高频挠性波也传播到夹紧的边上并再从夹紧的边上返回，而且，即使当薄膜中央受到高频激励，这种挠性波也不可能仅仅局限在中央部位。特别是当动圈偏转较大时，这些挠性波以较高的强度分布在软性薄膜中的一个较大的区域中，从而使得在这种情况下总是存在声学上有方向效应的可能性，这种方向效应还与激励的水平有关。对于宽带发射系统采用的所谓“软性”薄膜，还有另一个缺点，即它几乎不能够发射低音的频率。如果要它能够发出有效的低音，就需要有很大的动圈偏移，这种大偏移除了增加机械的失真之外还将导致无法控制的薄膜的挠性振荡。

采用当今实际上使用得最为广泛的纸质或纤维质的薄膜时，由于在动态的振荡负载上是三度空间的碟形圆盘型式，挠性矩应力（图中力M）变小，但正态力的应力增加（参见图2a，2b，2c）。在同样为人们所熟知的三度空间的称为NAWI的拱形结构的薄膜中（NAWI意为非可展曲面，在德文中相当于nicht-abwickelbar）这种趋势进一步扩大，从而使这种挠性矩应力变得更小，而正态力N的应力变得更大（参见图3a，3b，3c）。

尽管如此，因为整个薄膜区在各个频段上都必须受到刺激而产生振荡，故在所有已知的宽带扬声器中，整个薄膜的重量和位于薄膜前面的空气层都成了阻碍薄膜的运动的惯性质量。如果薄膜是足可够的轻并具有足够的刚性从而能在不产生过度的变形的条件下出低音响应的话，这样在高频部分就会使总面积产生波长等于激励波长的整数倍的部分振荡或局部振荡。伴随着高频的出现，在整个薄膜区上产生了带有相互干扰和方向效应这些缺点的局部振荡（挠性振荡）。具有平面薄膜型式（按照图1a）和锥形薄膜型式（按照图2a）的宽带扬声器在这方面甚至比具有NAWI薄膜型式的扬声器（按照图3a）更槽。前文所叙及到的各种扬声器的整个薄膜表面上的声压分布在图9中连同局部振荡按低音、中频和高音分别进行了描绘。

因为在已知的据图2a和图3a所示的宽带扬声器中，从薄的薄膜到同样薄的动圈支撑件之间的过渡是固定的和刚性的，在动态应力下，挠性矩（局部振荡）总是传递给动圈支撑件和安装在动圈之上的圆顶或帽罩。这种传递给动圈支撑件的挠性振荡甚至会使起初的机械薄膜的基频振荡发生畸变，在这种基频振荡本身之上则叠加上了发生在薄膜表面上的额外出现的局部振荡。总的结果是在发射（传播）信号中产生了高比例的技术失真。

在现有技术中已知可借助于频分网络把不同频段的声发射在不同尺寸的薄膜面积上进行分布以避免在特定频段中的方向效应。这种用于特定频段的单独的系统又在重量和刚性方面进行了优选使局部振荡相对于激励频率来说仍然保持非常微小。此类用于低音、中音和高音段的单独系统由于夹紧边的存在总是具有某种程度的自由的可移动性以及相应的运动限制，这种运动限制在高频段只允许微小的薄膜偏移，允许在中频段有较大的偏移，允许在低频段有更大的偏移。