[发明专利]具有低频扩展滤波器的音频装置

说明书

提供了一种滤波器，该滤波器可以增加和扩展音频装置的扬声器的低音频率响应。该滤波器可以是空间有效的。该滤波器可以是不必具有大的后部空腔并且不必具有端口和/或无源辐射的装置的一部分。低频扩展滤波器例如可以与较小的后部空腔一起使用，同时基本上模拟大得多的后部空腔的声学效应。该低频扩展滤波器可以包括多个声学通路，例如管，其可以沿着曲折路径缠绕并且可以类似于迷宫式设计。可以选择管以与特定的预定低频信道谐振。例如，这些管可以是对应频率信道的中心的大约四分之一波长，或者甚至稍短一些。

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年11月18日提交的美国临时专利申请序列号63/115,532的优先权，在此出于所有目的将其全文以引入的方式并入。

背景技术

诸如扬声器电话、便携式扬声器(例如，智能扬声器和/或蓝牙扬声器)的便携式音频装置通常具有小的形状因数。这些装置的小尺寸可能存在多种挑战。

例如，在小型音频装置的扬声器中产生足够的低音响应是一个设计挑战，因为缺少在装置内和扬声器后面提供大的后部空腔的空间。虽然有时使用端口(后部空腔中的适当开口)或无源辐射器来克服这一点，但是因为端口会引入不适用于所有使用情况的失真，所以这些端口并不总是理想的。例如，声学回声消除(AEC)需要特别考虑端口或无源辐射器，因为它们可能引入非线性；其效应可能在幅度和相位上与声源(扬声器)相对不相关，从而降低了AEC消除回声的有效性。另一方面，AEC对于许多使用情况是理想的，例如对于扬声器电话。

发明内容

以下概述呈现了某些特征的简化概述。该概述并非详尽的概述，并且不旨在标识关键或重要元素。

例如，根据一些方面，可以提供一种包括低频扩展滤波器的装置。该滤波器可以增加(并且因此有效地扩展)装置中的扬声器的低音响应，而不必占用装置中的很大空间。通常，为了提供大量的低音响应，使用大的后部空腔、端口和/或无源辐射器。然而，如前所述，端口和无源辐射不总是与装置的使用情况兼容，并且在小形状因数装置中大的后部空腔是不可行的。因此，提供了一种低频扩展滤波器，其可以增加低音频率响应而不需要大的后部空腔并且不需要端口和/或无源辐射。实际上，低频扩展滤波器可与较小的后部空腔一起使用，同时基本上模拟大得多(且不太可行)的后部空腔的声学效应。低频扩展滤波器可以包括多个管，这些管可以沿着曲折路径缠绕(并且可以类似于迷宫式设计)，其中选择这些管以与特定的预定低频信道谐振。例如，这些管可以在对应频率信道的中心的四分之一波长处谐振(例如，具有近似等于四分之一波长的长度，或者出于这里讨论的原因，甚至稍微小于四分之一波长)。

根据其他方面，可以提供一种音频设备，其包括形成内部空间的外壳、连接到外壳并被配置成发出声音的扬声器，以及设置在内部空间内的低频滤波器。低频滤波器可以被配置成对音频设备的刚度控制响应域内的多个频带进行滤波。低频滤波器可以包括多个声学通路。多个声学通路中的每一个可以包括对内部空间开放的第一端和封闭的第二端。多个声学通路中的每一个可以具有对应于音频装置的刚度控制响应域内的多个频带中的不同频带的不同长度。

根据其他方面，可以提供一种音频设备，其包括低频滤波器，该低频滤波器被配置成在低于特定频率(例如低于约500Hz)的倍频程频率范围内进行滤波。低频滤波器可以包括多个声学通路。多个声学通路中的每一个可以包括第一端，该第一端是开放的，使得低频滤波器接收的声能的至少一部分在第一端被接收。多个声学通路中的每一个可以包括封闭的第二端。多个声学通路中的每一个可以包括不同的曲折声学通路，并且具有对应于低于特定频率的倍频程范围内的多个频带中的不同频带的不同长度。