專利名稱：一種音腔裝置及應用其的電子設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子設備技術領域，具體涉及一種音腔裝置及應用其的電子設備。
背景技術：
現有的音腔裝置是由一體成型的本體構成。所述本體為一腔體，其內部設置有揚聲器容置腔，用于安放揚聲器，所述揚聲器容置腔的底面上開設若干蜂窩狀的出音孔，所述揚聲器容置腔的頂面與本體的內壁形成較大空間的后音腔。安放揚聲器時，需要將揚聲器的前端面朝下放置，使聲音能順利從出音孔發出。目前人們普遍認為后音腔對音質有很大影響，由于后音腔體積的限制，低音都無法滿足用戶日益增長的需求。以手機為例，手機的聲音外放效果、免提音質的好壞都是手機用戶關注點，因此好的低音效果是體現手機音質好壞的一個關鍵點。因此，提高帶有聲音播放功能的電子終端的低音效果是一個噬待解決的問題。現有技術通過在電子終端的設置揚聲器的腔體即音腔內設置一定密度的納米填充物，可利用聲波在納米填充物內的振動和吸附作用，改變音腔內部的分子密度，等同于增大了音腔空間，即虛擬的增大了音腔的空間，從而降低了設置于音腔內的揚聲器諧振頻率，提高了電子終端的低音效果。例如在密閉式音腔(后音腔)或倒相式音腔中添加納米填充物，所述的納米填充物的密度范圍從5千克/立方米到20千克/立方米，納米填充物所占腔體的體積從50%到100%。實驗數據證明，當納米填充物占有音腔內、除揚聲器外的剩余空間的50%時，相當于音腔容積增大了 16% ;低頻諧振點從674Hz降低到640Hz。當納米填充物占有音腔內、除揚聲器外的剩余空間的100%時，相當于音腔容積增大了 22.6%，低頻諧振點從674Hz降低到628Hz。并且納米填充物越多，音腔容積增大越多，揚聲器的低頻諧振頻率越低，從而提高了低音效果。納米材料成本比較高，并且改變的幅度不是很大，也就是說高成本低效果。原因是現在的電子終端音腔本來就小，所以靠納米填充物來增大的虛擬體積就會更小，效果就不明顯。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，從而提供了一種既可以保持現有音腔體積的情況下提高低音效果。本申請的發明人發現低音效果與系統的低頻諧振頻率息息相關，系統的低頻諧振頻率越低，音腔的低音效果越好。為解決上述技術問題，本實用新型提供如下技術方案:一種音腔裝置，包括:腔體和設置于所述腔體內的揚聲器，所述揚聲器帶有聲孔的一側與腔體形成前音腔，所述聲孔處設置有振膜，所述揚聲器的另一側與腔體形成密閉的后音腔；，所述后音腔中填充有小于空氣密度的填充介質。[0009]進一步地，所述填充介質為具有氫氣的填充物，所述填充物的形狀與所述后音腔的形狀相適應。進一步地，所述填充介質為具有氦氣的填充物，所述填充物的形狀與所述后音腔的形狀相適應。進一步地，還包括用于放置揚聲器的揚聲器支架，所述揚聲器支架設置于腔體內并與腔體固定連接。本實用新型還公開了 一種電子設備，包括上述的音腔裝置。進一步地，所述電子設備為手機、MP3播放器、MP4播放器、車載免提設備、或電話會議設備。與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果:本實用新型公開的音腔裝置及應用其的電子設備，在后音腔中填充密度比空氣小的填充介質，利用不同密度的填充介質在相同大氣壓強下所呈現的速度場不一樣和不同密度的填充介質在相同大氣壓強下所呈現的輻射聲阻抗不一樣，從而對振膜產生力的作用也不一樣的原理來改變揚聲器的低頻諧振頻率，充入填充介質的密度越小，音腔裝置的低頻諧振頻率越小，從而提高低音效果，并且成本低。
圖1是本實用新型音腔裝置的結構示意圖。圖2是本實用新型音腔裝置等效的電路原理圖。圖3是本實用新型音腔裝置的后音腔中填充不同密度的氣體與低頻諧振頻率關系圖。
具體實施方式
為了使本實用新型所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。為解決上述技術問題，本實用新型提供如下技術方案:圖1是本實用新型音腔裝置的結構示意圖；公開了一種音腔裝置，包括:腔體I和設置于所述腔體內的揚聲器2，所述揚聲器2帶有聲孔21的一側與腔體I形成前音腔V2，所述聲孔21處設置有振膜22，所述揚聲器2不帶有聲孔的一側(揚聲器的另一側)與腔體I形成密閉的后音腔V3 ;，所述后音腔V3中填充有小于空氣密度的填充介質。該填充介質為具有氫氣或者氦氣的填充物，所述填充物的形狀與所述后音腔的形狀相適應。在后音腔中填充密度比空氣小的氣體，利用不同密度的氣體在相同大氣壓強下所呈現的速度場不一樣和不同密度的氣體在相同大氣壓強下所呈現的輻射聲阻抗不一樣，從而對振膜產生力的作用也不一樣的原理來改變揚聲器的低頻諧振頻率，充入氣體的密度越小，音腔裝置的低頻諧振頻率越小，從而提高低音效果，并且成本低。圖2是本實用新型音腔裝置等效的電路原理圖；本實施例中，音腔裝置還包括用于放置揚聲器的揚聲器支架3，揚聲器支架3與腔體I固定連接。揚聲器2帶有聲孔21的一側認為是揚聲器的正面，揚聲器2不帶有聲孔的一側(揚聲器2的另一側)認為是揚聲器的背面。圖中的MAS為揚聲器振膜的等效聲質量，CAS為揚聲器振膜的等效聲順，RAS為揚聲器振膜的等效聲阻;MAR、RAR分別為揚聲器振膜正面(靠近前腔)的輻射聲質量及輻射聲阻；MAB、RAB分別為揚聲器振膜背面(靠近后腔)的輻射聲質量及輻射聲阻；MA1、RAl分別為揚聲器支架背面開孔的等效聲質量及等效聲阻(此部分聲阻也包括外加阻尼的等效聲阻)；MA2、RA2分別為腔體正面發音孔的等效聲質量及等效聲阻；MAL、RAL分別為揚聲器正面與腔體之間由于泄漏而產生的聲質量及聲阻；V2為揚聲器前音腔的體積；V3為揚聲器后音腔的體積；在此我們假設CA2為揚聲器振膜正面與腔體之間容積的等效聲順，則CA2=V2/P c~2 ；CA3為揚聲器背面與腔體之間后腔容積的等效聲順，則CA3=V3/p c~2 ；V1為揚聲器振膜背面與揚聲器支架之間容積，CAl為揚聲器振膜背面與支架之間容積的等效聲順。在圖1和圖2中，圖2中的力學系統對應揚聲器振膜；聲學端對應揚聲器振膜的正面和背面；機殼正面對應揚聲器的前音腔；泄露部分對應揚聲器正面與腔體之間由于泄漏而產生的聲質量及聲阻；支架對應揚聲器支架背面開孔，后腔對應揚聲器的后音腔。電學端用于提供電源，如圖2所示，機殼正面和泄露并聯，電學端、力學系統、聲學端、并聯的機殼正面和泄露、后腔、支架以及聲學端串聯。根據上述的等效電路可知聲順CAS和CA3是串聯的；并可以得到:揚聲器單體的低頻諧振點:fo=l/(2* 31 * (MA*CAS) ~ (1/2))；而音腔裝置的低頻諧振頻率為:fc=l/ (2* 31 * (MA*CA) ~ (1/2)；其中，CA=( CAS * CA3)/( CAS + CA3)；由以上三式可得:fc=(l+( V2P / V3p’))~(l/2)*f0 ;其中P為填充氣體密度，P’為空氣的密度。由上述可以得出:對于同一款揚聲器，fc是由CA3來決定，而CA3=V3/p c~2，CA3和P成反比關系，那么fc跟P成正比關系。假設V3為 Icm3，V2 為 0.2cm3，空氣的密度是 1.29kg/m3，C 為 344m/s，fo 為 500Hz，通過公式fc=(l+( CAS / 0么3))~(1/2)村0;計算結果如下:當V3的氣體為空氣時，fc為724Hz，當V3的氣體是氦氣時，氦氣的密度是
0.1786kg/m3，fc為583Hz，由此發現，當在后音腔中用氦氣來取代空氣時，低頻諧振點從724Hz變成583Hz，變化為原來的80%。當V3的氣體是氫氣時，氫氣的密度是0.0899kg/m3，fc 為 559Hz ο圖3是本實用新型音腔裝置的后音腔中填充不同密度的氣體與低頻諧振頻率關系圖；從圖中可以看出，V3中充入相同氣體，在V3為不同體積的情況下，音腔裝置的低頻諧振頻率改變為圖中三條線上縱軸的差值，改變較小；如果V3體積相同，但是充入不同密度的氣體，音腔裝置的低頻諧振頻率改變為圖中一條線上不同密度對應不同低頻諧振頻率的差值，可以得知，充入不同密度氣體，低頻諧振頻率改變較大。在密閉式音腔或者倒相式音腔中填充密度比空氣小的氣體，利用不同密度的氣體在相同大氣壓強下所呈現的速度場不一樣和不同密度的氣體在相同大氣壓強下所呈現的輻射聲阻抗不一樣，從而對振膜產生力的作用也不一樣的原理來改變揚聲器的低頻諧振頻率。例如:對于現有的技術，當納米填充物占有音腔內、除揚聲器外的剩余空間的50%時，相當于音腔容積增大了 16% ;低頻諧振點從674Hz降低到640Hz，變化量為34Hz ;當納米填充物占有音腔內、除揚聲器外的剩余空間的100%時，相當于音腔容積增大了 22.6%，低頻諧振點從674Hz降低到628Hz，變化量為46Hz。現有技術的實驗條件是密閉式音腔后腔容積是8.4cm3，揚聲器是MX20，前腔容積是1.2cm3，揚聲器單體低頻諧振頻率是360Hz。如果按照現有技術的實驗條件，當在后音腔充入氦氣時，低頻諧振點從674Hz降低為411Hz，變化量為263Hz。當在后音腔充入氫氣時，低頻諧振點從674Hz降低為364Hz，變化量為310Hz。低頻諧振頻率降低的更大，可以得到更好的低音效果，并且節約成本。本實用新型還公開了一種電子設備，包括上述的音腔裝置；該音腔裝置已在上述描述，此處不再贅述。本實用新型中的電子設備為手機，并且并不局限于手機，還可適用于各種具有聲音功能的電子終端，包括:移動終端、車載設備、桌面電子設備等有小喇叭外放功能的電子終端，具體地，如:手機、MP3播放器、MP4播放器、車載免提設備、或電話會議設備。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種音腔裝置，其特征在于，所述音腔裝置包括腔體和設置于所述腔體內的揚聲器，所述揚聲器帶有聲孔的一側與腔體形成前音腔，所述聲孔處設置有振膜，所述揚聲器的另一側與腔體形成密閉的后音腔，所述后音腔中填充有小于空氣密度的填充介質。
2.根據權利要求1所述的音腔裝置，其特征在于，所述填充介質為氫氣，所述氫氣的形狀與所述后音腔的形狀相適應。
3.根據權利要求1所述的音腔裝置，其特征在于，所述填充介質為氦氣，所述氦氣的形狀與所述后音腔的形狀相適應。
4.根據權利要求1-3任一項所述的音腔裝置，其特征在于，所述音腔裝置還包括用于放置揚聲器的揚聲器支架，所述揚聲器支架設置于腔體內并與腔體固定連接。
5.一種電子設備，其特征在于，包括權利要求1-4任一項所述的音腔裝置。
6.根據權利要求5所述的電子設備，其特征在于，所述電子設備為手機、MP3播放器、MP4播放器、車載免提設備、或電話會議設備。
專利摘要一種音腔裝置及應用其的電子設備，音腔裝置包括腔體和設置于所述腔體內的揚聲器，所述揚聲器帶有聲孔的一側與腔體形成前音腔，所述聲孔處設置有振膜，所述揚聲器的另一側與腔體形成密閉的后音腔；所述后音腔中填充有小于空氣密度的填充介質。在后音腔中填充密度比空氣小的填充介質，利用不同密度的填充介質在相同大氣壓強下所呈現的速度場不一樣和不同密度的填充介質在相同大氣壓強下所呈現的輻射聲阻抗不一樣，從而對振膜產生力的作用也不一樣的原理來改變揚聲器的低頻諧振頻率，充入填充介質的密度越小，音腔裝置的低頻諧振頻率越小，從而提高低音效果，并且成本低。
文檔編號H04R1/20GK203039865SQ201220429529
公開日2013年7月3日 申請日期2012年8月28日 優先權日2012年8月28日
發明者趙長春, 張友軍 申請人:比亞迪股份有限公司