專利名稱：電聲換能裝置及電聲換能方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動電話技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有空振膜的電 聲換能裝置及電聲換能方法，其用于在提示和免提通話方式中產(chǎn)生 所需的頻率特性。
背景技術(shù)：
在便攜式通信裝置中具有能夠產(chǎn)生來電提示聲音的發(fā)聲裝置系 統(tǒng)，以往，傳統(tǒng)的發(fā)聲裝置系統(tǒng)只需要產(chǎn)生足夠的聲音響度即可， 且發(fā)聲裝置系統(tǒng)的頻帶寬度通常都比較窄，所以尤其是中低頻表現(xiàn) 都比較差。而隨著^f更攜式通信裝置(例如，手才幾)的功能的不斷拓 展，尤其是手機娛樂功能的發(fā)展，人們對聲音質(zhì)量的要求越來越高， 對聲音的還原度要求也隨之越來越高。
在現(xiàn)有技術(shù)中，為了提升發(fā)聲系統(tǒng)的中低頻表現(xiàn)性能， 一種方 法是采用尺寸較大的聲換能器來加大發(fā)聲換能器的有效輻射面積， 同時提高發(fā)聲換能器的順性，讓振動系統(tǒng)的諧振頻率變低。另一種 方法是加大聲換能器的密閉后腔的容積。即，傳統(tǒng)的方法都是利用 增加聲換能器的體積來改善中低頻表現(xiàn)，但其卻增大了聲換能器的 體積、，不方<更。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明目的在于提供一種改善便攜通信裝置的 聲換能器的中低頻表現(xiàn)的電聲換能裝置及電聲換能方法，其不同于 以往的改善中低頻表現(xiàn)的方法，即不需要加大聲換能器的體積，但 卻可以提升聲換能器的中低頻表現(xiàn)性能。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種電聲換能裝置，包括殼 體，包括一定容積的內(nèi)部空間和外壁；以及聲換能器，具有相對于 外壁的第一側(cè)和第二側(cè)，聲換能器安裝在殼體內(nèi)，并具有用于產(chǎn)生 聲信號的第一振膜，電聲換能裝置還包括第二振膜，安裝在殼體 上，用于在規(guī)定頻率范圍內(nèi)諧振，在電聲換能裝置中，第一振膜當(dāng) 輸入信號時發(fā)起振動，從而使得聲換能器的第 一側(cè)和第二側(cè)均產(chǎn)生 聲波，第二振膜的振動由來自聲換能器的第二側(cè)的聲波來推動，聲 換能器將從第二側(cè)輻射出來的經(jīng)過內(nèi)部空間和第二振膜的作用后的 聲波，在^L定的頻率范圍內(nèi)反向。
其中，聲換能器為微型揚聲器單元。并且，第二振膜為空振膜。 殼體是密封的。
上述電聲換能裝置將從聲換能器的第二側(cè)輻射出來的聲波的相 位變成和,人第一側(cè)輻射出來的聲波同相。
其中，第二振膜的固有諧振頻率小于當(dāng)將聲換能器安裝于殼體 后產(chǎn)生的諧振頻率，第二振膜的機械品質(zhì)因數(shù)大于2。
在上述電聲換能裝置中，聲換能器的第一側(cè)為外側(cè)；以及聲換 能器的第二側(cè)為內(nèi)側(cè)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種電聲換能方法，其包括以 下步驟當(dāng)發(fā)聲時，第一振膜振動，從而使得聲換能器的第一側(cè)和
第二側(cè)均產(chǎn)生聲波；由來自聲換能器的第二側(cè)的聲波來推動第二振
膜的振動，以便4吏得從聲換能器第二側(cè)輻射出來的聲波的相位變成
和從第 一側(cè)輻射出來的聲波同相；以及由電聲換能裝置輸出疊加的 兩個同相4立聲能量。
其中，聲換能器為微型揚聲器單元，第二振膜為空振膜。
綜上所述，通過本發(fā)明，通過利用第二振膜的特性，改善整個 聲換能器的中低頻表現(xiàn)能力，但卻不需要加大聲換能器的體積來提 升聲換能器的中低頻表現(xiàn)性能。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部 分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā) 明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附 圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。


附圖用來^是供對本發(fā)明的進一 步理解，并且構(gòu)成i兌明書的 一部 分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的 限制。在附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的電聲換能裝置的構(gòu)成框圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的便攜式通信裝置中的電聲換能裝置 的結(jié)構(gòu)圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的便攜式通信裝置中電聲換能裝置的 聲學(xué)類比示意圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的便攜式通信裝置的電聲換能裝置的
效果對比圖；以及
圖5是根據(jù)本發(fā)明的電聲換能方法的流程圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此 處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本 發(fā)明。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的電聲換能裝置的構(gòu)成框圖。
如圖1所示，電聲換能裝置100包括殼體102，包括一定容 積的內(nèi)部空間和外壁；以及聲換能器104,具有相對于外壁的第一 側(cè)和第二側(cè)，聲換能器104安裝在殼體102內(nèi)，并具有用于產(chǎn)生聲 信號的第一振膜1042，電聲換能裝置IOO還包括第二振膜106， 安裝在殼體102上，用于在規(guī)定頻率范圍內(nèi)諧振，在電聲換能裝置 100中，第一振膜1042當(dāng)輸入信號時發(fā)起振動，從而使得聲換能器 104的第一側(cè)和第二側(cè)均產(chǎn)生聲波，第二振膜106的振動由來自聲 換能器104的第二側(cè)的聲波來推動，聲換能器104將從第二側(cè)輻射 出來的經(jīng)過內(nèi)部空間和第二振膜的作用后的聲波，在規(guī)定的頻率范 圍內(nèi)反向。
其中，聲換能器104為微型揚聲器單元。并且，第二振膜106 為空振膜。但并不僅限于此。此外，殼體102是密封的。
上述電聲換能裝置IOO將從聲換能器104的第二側(cè)輻射出來的 聲波的相4立變成和乂人第一側(cè)輻射出來的聲波同相。
其中，第二振膜106的固有諧振頻率小于當(dāng)將聲換能器104安 裝于殼體102后產(chǎn)生的諧振頻率，第二振膜106的機械品質(zhì)因數(shù)大 于2。
在上述電聲換能裝置100中，聲換能器104的第一側(cè)為外側(cè)； 以及聲換能器104的第二側(cè)為內(nèi)側(cè)，j旦是也并不4又限于此。
具體而言，本發(fā)明的電聲換能裝置包括外殼，其包括一定的 限定容積的內(nèi)部和外部的壁；聲換能器，即通常所說的微型揚聲器 單元，有振膜單元，即第一振膜，該第一振膜用于產(chǎn)生聲信號，該 聲換能器被安裝在壁上；以及一個具有指定性質(zhì)的空振膜，即第二 振膜，該第二振膜也被安裝在壁上。
當(dāng)發(fā)聲時，聲換能器的背面輻射聲波經(jīng)過內(nèi)部容積和指定性質(zhì) 的空振膜的作用，在所需的頻率范圍內(nèi)反相，從而達到改善中低頻 表現(xiàn)的目的。
其中，由壁形成的外殼是密封的。并且，聲換能器具有相對于 壁的內(nèi)側(cè)和外側(cè)，聲換能器在發(fā)聲時，第一振膜振動，從而使得聲 換能器的內(nèi)側(cè)和外側(cè)均能產(chǎn)生聲波。
此外，第二振膜具有在一定頻率范圍內(nèi)諧振的特性，第二振膜 振動由第 一振膜振動在聲換能器的內(nèi)側(cè)而產(chǎn)生的聲波來進行推動。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的便攜式通信裝置中的電聲換能裝置 的結(jié)構(gòu)圖。
在本實施例中，將移動電話機作為便攜式通信裝置進行說明。 如圖2所示，移動電話機200中的電聲換能系統(tǒng)包括壁202、聲換 能器204、移動電話才幾200的出音孔206以及空4展膜208。第一振膜 是聲換能204的振膜，空振膜208是第二振膜。聲換能器204和第
二振膜208均安裝在壁202上。出音孔206也在壁202上，即第一 振膜的正面；第二振膜208實現(xiàn)將第一振膜背面輻射出的聲波某些 特定頻率反相，乂人而達到增強中^f氐頻聲音的效果。
電聲換能裝置由壁202形成的外殼是密閉外殼，其內(nèi)部的容積 為V。
理論上，上述電聲換能裝置可以類比為如圖3所示的聲學(xué)類比 示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的便攜式通信裝置中電聲換能裝 置的聲學(xué)類比示意圖。
如圖3所示，302為輸入的信號，304為聲換能器204的聲學(xué) 阻抗，306為聲換能器204與出音孔206之間的空氣腔的聲學(xué)阻抗， 308為出音孔206的聲學(xué)阻抗，310為內(nèi)部空氣容積V的聲學(xué)阻抗， 312為第二振膜208的聲學(xué)阻抗。當(dāng)輸入信號時，聲換能器204的 振膜振動，形成空氣氣流，在圖3所示的各個元件中流動，發(fā)出聲 音。聲音主要乂人兩個i也方輻射出來， 一個是經(jīng)出音孔206形成體積 速度Uo，還有一個是經(jīng)第二振膜208輻射出來，形成體積速度U,。 這兩個體積速度輻射出來的聲波經(jīng)過疊加而得到最終的聲壓響應(yīng)。
在本發(fā)明中，獲得中低音增強效果的關(guān)鍵在于第二振膜208的 選取。第二振膜的聲學(xué)特性聲順和聲質(zhì)量特性必須和內(nèi)部容積V相 配合，對于第二振膜的阻尼特性，必須4吏得阻尼較小。通過調(diào)整內(nèi) 部空氣容積V的聲學(xué)阻抗、和第二振膜208的聲學(xué)阻抗，最終獲得 希望的中低音增強的效果。
此外，在選擇聲換能器時必須考慮以下兩個參數(shù)換能器的自 由場諧振頻率/。及其聲順。如果換能器本身的自由場諧振頻率/0較 低或者聲順Ca較高，則不易獲得所需的結(jié)果。通常移動通信裝置(例 如，手機)上采用的聲換能器的/o在800Hz~ lOOOHz，其基本可以器被安裝到外殼中會產(chǎn)生諧振頻率/b。x，對該諧振
頻率要進行評估，一4殳應(yīng)該在900Hz~ 1500Hz。此外，必須l呆i正第 二振膜的固有諧振頻率/2小于/旨，第二振膜的機械品質(zhì)因數(shù)gM必 須較大， 一般需要大于2，第二振膜的聲順既不能取得太大，也不 能取得過小，應(yīng)該和容積V的等效聲順相比擬。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的便攜式通信裝置的電聲換能裝置的 效果對比圖。在圖4中，使用直徑為15mm的聲換能器，適當(dāng)?shù)貙?外殼容積確定為2立方厘米。曲線31為現(xiàn)有技術(shù)中的沒有第二振膜 的聲壓頻率響應(yīng)圖，曲線32為增加第二振膜的聲壓頻率響應(yīng)圖。如 圖4所示，在本實施例中，采用空振膜的電聲換能裝置不考慮450Hz 以下人耳較不敏感的頻段的表現(xiàn)，但提升了 500Hz ~ 2000Hz這一頻 段的性能。在500Hz 800Hz這一頻段內(nèi)提升了靈敏度值，從而可 以加強中j氐頻的表現(xiàn)效果。而在1000Hz ~ 2000Hz這一頻^:上，同 樣也提升了靈敏度。在1000Hz~2000Hz頻段內(nèi)，人耳對聲音的敏 感程度遠比450Hz以下頻^:要強，這表示在聽感上總體會覺得聲音 響度變大，從而提升發(fā)聲系統(tǒng)的中低頻表現(xiàn)性能。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的電聲換能方法的流程圖。
如圖5所示，電聲換能方法包括以下步驟步驟S502,當(dāng)發(fā)聲 時，第一振膜振動，從而使得聲換能器的第一側(cè)和第二側(cè)均產(chǎn)生聲 波；步驟S504,由來自聲換能器的第二側(cè)的聲波來推動第二振膜的 振動，以便使得從聲換能器第二側(cè)輻射出來的聲波的相位變成和從 第一側(cè)輻射出來的聲波同相；以及步驟S506,由電聲換能裝置輸出 疊加的兩個同相^立聲能量。
其中，聲換能器為微型揚聲器單元，第二振膜為空振膜。但并 不^又限于此。具體而言，才艮據(jù)本發(fā)明的電聲換能方法采用以下方法來實現(xiàn)改
善便攜通信裝置的發(fā)聲系統(tǒng)的中低頻表現(xiàn)主動將聲換能器背面輻 射出來的聲波的相4立變成和正面輻射出來的聲波同相。并利用輔助 振膜(第二振膜)把后腔的中低頻段聲波相位調(diào)整180度，從而使 之與正面聲波相^立相同，最鄉(xiāng)冬豐lr出時兩個同相^立的聲能量疊加，達 到改善中低頻表現(xiàn)的目的。
綜上所述，釆用本發(fā)明，通過利用第二振膜的特性，改善整個 聲換能器的中低頻表現(xiàn)能力，但卻不需要加大聲換能器的體積來提 升聲換能器的中低頻表現(xiàn)性能。
以上^又為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對 于本領(lǐng)i或的l支術(shù)人員來i兌，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本 發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均 應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電聲換能裝置，包括殼體，包括一定容積的內(nèi)部空間和外壁；以及聲換能器，具有相對于所述外壁的第一側(cè)和第二側(cè)，所述聲換能器安裝在所述殼體內(nèi)，并具有用于產(chǎn)生聲信號的第一振膜，所述電聲換能裝置的特征在于，還包括第二振膜，安裝在所述殼體上，用于在規(guī)定頻率范圍內(nèi)諧振，其中，所述第一振膜當(dāng)輸入信號時發(fā)起振動，從而使得所述聲換能器的所述第一側(cè)和所述第二側(cè)均產(chǎn)生聲波，所述第二振膜的振動由來自所述聲換能器的所述第二側(cè)的聲波來推動，所述聲換能器將從所述第二側(cè)輻射出來的經(jīng)過所述內(nèi)部空間和所述第二振膜的作用后的聲波，在規(guī)定的頻率范圍內(nèi)反向。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電聲換能裝置，其特征在于，所述聲換能器為微型揚聲器單元。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電聲換能裝置，其特征在于，所述第二振膜為空振膜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電聲換能裝置，其特征在于，所述電聲換能裝置將從所述聲換能器的所述第二側(cè)輻射出來的聲波的相位變成和從所述第 一側(cè)輻射出來的聲波同相D
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電聲換能裝置，其特征在于，所述殼體是密封的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電聲換能裝置，其特征在于，所述第二振膜的固有諧振頻率小于當(dāng)將所述聲換能器安 裝于所述殼體后產(chǎn)生的諧振頻率，所述第二振膜的才幾械品質(zhì)因數(shù)大于2。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電聲換能裝置，其特征在于，所述聲換能器的第一側(cè)為外側(cè)；以及 所述聲換能器的第二側(cè)為內(nèi)側(cè)。
8. —種電聲換能方法，其特征在于，包括以下步驟當(dāng)發(fā)聲時，第一振膜振動，從而使得聲換能器的第一側(cè)和 所述第二側(cè)均產(chǎn)生聲波；由來自聲換能器的第二側(cè)的聲波來推動所述第二振膜的 振動，以便使得從所述聲換能器第二側(cè)輻射出來的聲波的相位 變成和從第一側(cè)輻射出來的聲波同相；以及由所述電聲換能裝置輸出疊加的兩個同相位聲能量。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電聲換能方法，其特征在于，所述聲換能器為微型揚聲器單元。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電聲換能方法，其特征在于，所述第二振膜為空振膜。全文摘要
本發(fā)明提供了一種電聲換能裝置，包括殼體，包括一定容積的內(nèi)部空間和外壁；以及聲換能器，具有相對于外壁的第一側(cè)和第二側(cè)，聲換能器安裝在殼體內(nèi)，并具有用于產(chǎn)生聲信號的第一振膜，電聲換能裝置還包括第二振膜，安裝在殼體上，用于在規(guī)定頻率范圍內(nèi)諧振，在該電聲換能裝置中，第一振膜當(dāng)輸入信號時發(fā)起振動，從而使得聲換能器的第一側(cè)和第二側(cè)均產(chǎn)生聲波，第二振膜的振動由來自聲換能器的第二側(cè)的聲波來推動，聲換能器將從第二側(cè)輻射出來的經(jīng)過內(nèi)部空間和第二振膜的作用后的聲波，在規(guī)定的頻率范圍內(nèi)反向。因此，采用本發(fā)明，不需要加大聲換能器的體積來提升聲換能器的中低頻表現(xiàn)性能。
文檔編號H04R1/22GK101179870SQ20071017026
公開日2008年5月14日 申請日期2007年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月15日
發(fā)明者力 張, 敏 徐, 健 鄒 申請人:中興通訊股份有限公司