[发明专利]用于优化电声换能器频率响应的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于优化电声换能器的频率响应的装置。

本发明还涉及扬声器或麦克风。

本发明最后涉及扬声器箱，尤其是小的多媒体装置的外壳，例如移动(即蜂窝式)电话。

背景技术

诸如扬声器或麦克风之类的电声换能器的膜具有一个或多个特性固有振动或本征振动，也叫做“模式”，这一特性影响换能器频率响应。这种模式在频率响应时尤其会导致不期望的异常(尖峰，倾斜和点的反转)。然而，为了达到可靠的声音再现，平坦的频率响应是被期望的。特别是由或多或少刚性片状体形成的平面膜对模式很敏感，但是其它的膜，如锥形膜以及软的非刚性膜也倾向于出现模式。因此，为了达到可靠的声音再现，限制模式对频率响应的影响是很重要的。

一种减小模式影响的已知方法是用吸收材料对膜进行减振，例如玻璃棉。为了达到理想的吸收效果，吸收材料与膜紧密接触。US4276452描述了一种电声换能器，通过与膜的整个表面均匀接触的吸收材料来对膜的固有振动进行了有效的抑制。这种公开的吸收方法有一个缺点，它不能应用于现有的电声换能器，因为它需要对电声换能器进行重构，特别是它的膜。因此，使用这种方法来减少模式对电声换能器频率响应的影响是很昂贵的。

发明内容

本发明的目的是提供一种在开篇段落所定义的装置、在第二段所定义的扬声器和麦克风、以及在第三段所定义的扬声器箱，其中避免了上面所定义的缺点。

为了达到上面所定义的目的，提出了一种用于优化电声换能器的频率响应的装置，该装置包括电声换能器和阻尼元件，该阻尼元件放置在电声换能器的膜的发声或声音接收侧的后面，其中在阻尼元件和膜之间提供一个空隙，该空隙足够小，以使膜和阻尼元件进行严密地声耦合，其中该阻尼元件用来对膜移动时产生的气流进行阻尼。

为了达到上面所定义的目的，根据本发明，还提供了包括一种用于对电声换能器的频率响应进行优化的装置的扬声器或麦克风。

为了达到上面所定义的目的，根据本发明，最后提供了扬声器箱，其包括作为装置的部件的扬声器和阻尼元件。本发明也可用于移动多媒体装置的外壳，例如带一个或多个集成扬声器和/或麦克风的移动(即蜂窝式)电话。

本发明的典型特点提供的优点是，特性固有振动或本征振动即电声换能器的膜的模式对频率响应的影响可以通过阻尼元件被有效的减小，或者更精确的说，将膜和阻尼元件尽可能严密地进行声耦合以减小特性固有振动或本征振动。本专利使用了词语“严密的”和术语“严密声耦合”，以及表述“密切声耦合”，所有表述都是指实质上由膜移动的全部气团流过阻尼元件，而只有较少的气流绕过阻尼元件。应该强调的是“严密声耦合”并不意味着如从US4276452所知的阻尼元件和膜的机械耦合。特别是，由于通过根据本发明的措施能较好获得没有显著异常的平坦频率响应，因此电声换能器的频率响应能得到提高。与不采用本发明的措施相比，采用该措施可以使换能器的声音再现更可靠。根据本发明的阻尼元件引起对由膜移动产生的在阻尼元件与换能器的膜之间移动的空气进行阻尼。因此，阻尼元件会导致气流动能或声能转化为热能，由此吸收由电声换能器的膜生成的声音。空气阻尼可以降低频率响应中的一种或多种异常的Q(质量因素)。根据本发明，不仅在较低声频范围的特性振动减小了，而且在较高声频范围的特性振动也会被有效减小。本发明可以应用于如扬声器或麦克风之类的各种电声换能器或应用于包括一个或多个扬声器的扬声器箱。本发明可以应用于具有平板、圆锥或圆顶型膜的电声换能器。与US4276452公开的换能器相比，本发明结构简单，不需要重构换能器就能应用于现有的换能器。

我们已经知道将吸收材料放入扬声器箱的内部或它的声音通道中，是为了对气腔中的驻波进行阻尼。由于声波在箱的硬内壁的反射(即由空气振荡导致的箱的模式)，这些波会根据箱的几何尺寸在某些频率处产生。然而，根据现有技术，吸收材料还没有用于优化电声换能器的频率响应，也就是说，通过使用与膜严密耦合的阻尼气流(即空气中的波)来对换能器膜的模式(即固体中的波)进行阻尼。

如果阻尼元件面向膜的面积与膜的面积至少一样大的话，模式的影响还可以进一步减小。这种措施避免了由膜的移动造成的气流从阻尼元件绕过。

为了避免阻尼元件本征振动的发生，阻尼元件要严密地安装于膜的发声或声音接收侧。