三维全信息自然声场音箱及设计方法 本发明涉及一种三维全信息声场音箱的设计方法。
现有音箱是以线性声学理论为基础的经典声学进行设计，重放的频段只限于可闻声段的一部分，而自然界中的声波包含线性波和非线性波，并且是从超声到超低音声段都携带声音信息，而现有音箱不能全部还原声源特征而只表现出左右平面声场，并且在发音时带有音箱的固有特征而出现声染色，从而可分出美国声、欧洲声、日本声，概括称音箱声。在平面声场中，听者须在左右音箱前方交叉点方可有较准确的定位感，离开交叉点左移听左音箱发音，右移听右音箱发音，乐器跟着听者跑。依据经典声学设计的音箱为了达到三维自然效果，于是利用混响环绕原理，用多声道多只音箱多方位强制营造一个仿自然声场空间。在此人造声场中极易出现多音箱间的互相干涉而使声音发浑，同时仍然是人离开交汇点时对声场定位混乱。欣赏音乐是一种高雅的美的享受，而目前的音箱市场缺乏这样一种能将录制的声音信息还源为自然声场的音箱。
鉴于上述音箱设计的现状，本发明的目的是提出一种高保真的三维全信息自然声场音箱地设计方法，使音箱能重放出记录时的三维自然声场全部信息。
本发明提出的设计方法是使音箱的高、低频段延伸至超声和超低音全频带，使超声和超低音与可闻声段一起传递声音的全部信息，并在人耳听觉易产生明显失真与保真的5～200HZ频段声场实行信号频率补偿，同时，使频率和功率分配适应人耳非线性特征。
根据上述设计原则，只要尽可能准确还原声源信息，就能通过音箱重放出经扩音机扩展或压缩了的相似的自然声场，从而使音箱效果非常逼真。
为了实现本发明提出的三维全信息自然声场音箱的设计方法，本发明同时介绍一种依据该音箱的设计方法设计出的音箱，其特征在于它由一对主音箱和一只超低音全方位有源音箱组成，主音箱电路具有高低音二分频结构，高音扬声器采用复合膜盆扬声器，低音扬声器采用纸基复合膜长冲程扬声器，超低音全方位有源音箱电路由电源、输入放大电路、5～200HZ频段声场信号补偿电路，负阻抗输出电路，保护电路和空气谐振腔箱体构成，补偿电路连接于输入放大电路与负阻抗输出电路之间，保护电路分别与负阻抗输出电路和空气谐振腔箱体相连，电路与箱体共同组成有源音箱。
主音箱的高低音二分频器的分频点为2800HZ，频率和功率的分配适应人耳的非线性特征，超低音由空气谐振腔发音，拓宽了扬声器低频下限谐振极限，使其延伸至次声段。
按照本发明方法设计的三维全信息自然声场音箱，由于采用了上述设计理论和采取的具体结构和手段，使本发明的音箱能合成与自然效果极其相似的三维自然声场。
下面结构附图给出实施例：
图1 超低音全方位有源音箱电路框图
图2 超低音全方位有源音箱电路图
图3 主音箱分频器电路图
由图1可见，超低音全方位有源音箱电路由电源、输入放大电路、频率补偿电路、负阻抗输出电路、保护电路和空气谐振腔箱体构成，频率补偿电路连接于输入放大电路和负阻抗输出电路之间，保护电路分别与负阻抗输出电路和空气谐振腔箱体相连，电路与箱体共同组成有源音箱。
LM324为四运放集成电路IC1，其中IC1A、IC1B及外围电路构成输入放大电路，IClC、IC1D及其外围电路构成频率补偿电路，IC2为LM3876功放集成电路，与Q1～3及外围电路构成负阻抗输出电路，变压器B1，整流电路D1及C33～38构成电源，继电器J、稳压管D3、晶体管Q4～10及外围电路构成保护电路。
主音箱分频器由L1、L2、C1、C2和高音扬声器Y1，低音扬声器Y2构成，其分频点为2800HZ。Y1采用复合膜盆扬声器，减小失真和延伸高音，Y2采用纸基复合膜长冲程扬声器，延伸和丰富低音。