CN107105380A - 一种测试喇叭性能的声腔结构及组合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测试喇叭性能的声腔结构及组合方法，该声腔结构包含盖和底座，盖是通过增加盖板厚度后并挖去一部分盖板而具有一定的内部空间，形成了盖体后腔；底座包含底座后腔，盖体后腔与底座后腔形成了该声腔结构的后腔；该声腔的后腔体积等于盖体后腔的体积加上底座后腔的体积。该组合方法是通过改变原标准声腔测试的声腔结构，采用多个不同体积的盖和相同体积的底座进行组合，使形成的声腔结构的后腔体积是可变化的。本发明能改善现有技术中因声腔设计的后腔体积固定不变产生的模拟结果不符的问题，本发明具有较强的实用性，结构小巧，方便测试。
Description
技术领域
本发明涉及声学领域，特别是涉及一种测试喇叭性能的声腔结构及组合方法。
背景技术
现阶段声学领域中，在对喇叭(SPK)进行性能测试时，一般会采用障板测试或者标准声腔(又称BOX)测试，以得到SPK的频响特性曲线及各项参数。
图1是现有技术的障板测试示意图。如图1所示，障板测试是SPK纸盆圆周外接出一块硬平板，SPK纸盆背面的声波必须先绕过平板，然后才能和纸盆正面的声波相遇并相互干涉，进而通过专门的测试设备得到频响特性曲线及各项参数。
障板测试一般采用“偏位安装”，使SPK纸盆背面声波到各边的通路长度不相等，从而减少干扰引起的衰减。
但是仍存在衰减，且在对手机等电子产品的SPK进行研发时，障板测试要求较大的障板，容易造成纸盆前后声波干涉而造成“声短路”，使声音变小、音质变差，不便于测试，也没有很好地模拟腔体环境。
标准BOX测试是对障板测试的一种改善方法，它将SPK纸盆后面围成后腔并完全密闭起来，通过密闭后腔实现前后腔的隔离，使SPK前后声波完全隔离，避免了前后声波干涉削弱，且可以模拟手机等电子产品的实际SPK工作环境。
图2a和图2分别是现有技术的标准BOX测试的示意图和现有技术的标准BOX测试的BOX结构局部示意图。
如图2a和图2结合所示，标准BOX测试中的BOX结构，其包含盖1和底座2，且底座2的内部空间形成后腔3，底座2内还有若干个出声孔4，其中盖1是一片薄板。
所以该后腔体积是固定的、不可改变的，而实际电子产品在设计时，后腔体积可能与标准BOX设计相差较远，而得不到很好地模拟。
发明内容
本发明的目的是提供一种测试喇叭性能的声腔结构及组合方法，该声腔结构通过换用不同体积的盖，形成的声腔后腔体积是可变化的，能改善因现有技术的标准声腔结构设计的后腔体积固定不变产生的模拟结果不符的问题，且具有较强的实用性。
本发明提供的一种测试喇叭性能的声腔结构，该声腔结构包含：
盖，其与一底座连接；所述底座对待测试的喇叭进行固定支撑，所述底座内部形成有底座后腔；
所述盖的内部形成有设定体积的盖体后腔；所述盖体后腔和所述底座后腔连通，形成所述声腔结构的后腔。
优选地，所述底座包含若干个出声孔；
所述出声孔对应地设置在所述喇叭下方；
所述喇叭安装在所述出声孔上方后，底座内所有的中空部分形成所述底座后腔。
优选地，所述盖包含若干个螺丝孔；
所述盖的下端通过所述螺丝孔和螺钉连接于所述底座的上端。
优选地，在所述盖体后腔的周边设有所述盖的盖体边缘；
在所述底座后腔的周边设有所述底座的底座边缘；
所述盖体边缘与所述底座边缘密封连接；
所述盖通过所述盖体边缘外围的若干辅助固定件与所述底座固定连接。
优选地，所述盖还包含喇叭固定件，其与所述喇叭的磁钢接触连接；盖内形成所述喇叭固定件后剩下的中空部分作为所述盖体后腔。
优选地，所述底座还包含固定所述喇叭的若干个固定筋骨；
所述喇叭设置在所述若干个固定筋骨之间。
优选地，所述底座还包含前腔，其为喇叭振膜与所述出声孔之间的内部空间。
优选地，所述底座还包含：隔开所述前腔和所述后腔的可压缩的前腔泡棉；密封所述后腔的可压缩的后腔泡棉。
优选地，所述前腔泡棉设置在所述出声孔上方，并包在所述出声孔的外围。
优选地，所述后腔泡棉设置在所述盖与所述底座之间，并包在后腔的外围。
本发明还提供了一种适用于上文所述声腔结构的组合方法，该组合方法为：在各自具有不同体积的盖体后腔的多个盖中选择任意一个，与具有固定体积的底座后腔的底座连接组合，对所述底座内放置的喇叭进行测试。
优选地，所述各自具有不同体积的盖体后腔的多个盖，具有各自不同的盖的厚度。
优选地，所述各自具有不同体积的盖体后腔的多个盖，是通过挖去盖内不同深度的盖板部分而形成的。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)声腔结构前后腔隔离，在密封良好的前提下，不会造成声音干涉衰减；
(2)声腔结构小巧，方便测试；
(3)声腔结构后腔体积可以通过选用不同的盖而改变，可以根据手机等电子设备SPK的实际情况来选用不同的组合；
(4)同一组不同体积的盖可以适用于相同高度的不同喇叭的测量，具有很强的实用性。
附图说明
图1现有技术的障板测试示意图；
图2a现有技术的标准BOX测试的BOX结构整体示意图；
图2现有技术的标准BOX测试的BOX结构局部示意图；
图3a本发明的BOX结构的盖的外部示意图；
图3本发明的BOX结构的盖的内部示意图；
图4本发明的盖和底座拆分示意图；
图5本发明的安装喇叭后的底座结构示意图；
图6本发明的BOX结构组合示意图；
图7本发明的前腔泡棉的示意图；
图8本发明的后腔泡棉的示意图；
图9本发明的BOX结构的各部件连接示意图。
其中：1.盖；2.底座；3.后腔；3-1.盖体后腔；3-2.底座后腔；4.出声孔；5.喇叭；6.前腔泡棉；7.后腔泡棉；8.喇叭固定件；9.固定筋骨；10.螺丝孔；11.前腔；12.盖体边缘；13.底座边缘；14.辅助固定件。
具体实施方式
本发明提供了一种测试喇叭性能的声腔结构及组合方法，为使本发明更明显易懂，下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步说明。
图6是本发明的BOX结构组合示意图。
如图6所示，本发明的测试喇叭性能的BOX结构(声腔结构)，包含盖1和底座2，盖1的下端连接在底座2的上端，组合连接形成本发明的BOX结构。
图3a和图3分别是本发明的BOX结构的盖的外部示意图和本发明的BOX结构的盖的内部示意图。
如图3a和图3结合所示，通过增加盖板的厚度，挖掉盖板内部一部分而留下中间一部分，形成了喇叭固定件8。同时，留下四周的盖体边缘12，其可以和底座2接触连接实现密封，则盖1的其余的内部中空空间形成了盖体后腔3-1。
盖1的周围四个端点处各自设置有一个螺丝孔10，当盖1和底座2组合连接时，螺丝孔10处分别设有一个螺钉，使盖1和底座2连接固定。
图4是本发明的盖和底座拆分示意图，图5是本发明的安装喇叭后的底座结构示意图，图9是本发明的BOX结构的各部件连接示意图。
如图4、图5和图9结合所示，底座2设置有喇叭5，喇叭5可发出声音。
其中，因盖1的喇叭固定件8是由挖去一部分的盖板而形成的，所以相比围绕喇叭固定件8的盖体后腔3-1的表面，喇叭固定件8是凸起的。喇叭固定件8通过凸起的部分与喇叭5的磁钢接触连接。
因喇叭固定件8是用来固定喇叭5，所以其需要与喇叭5的形状和大小相匹配，则在设计盖1时，除了需要考虑盖体后腔3-1的体积，还需要根据喇叭固定件8的形状，来决定盖板上挖去的位置和深度。
底座2还包含四个固定筋骨9，其用来固定喇叭5。四个固定筋骨9分别均匀设置在方形的前腔泡棉6的四个端点处。喇叭5设置在四个固定筋骨9之间。
底座2内还包含若干个出声孔4，若干个出声孔4设置在喇叭5对应位置的下方，使得声波顺利传播。
本发明采用一种过渡平滑的出声孔4，可保证声音不会刺耳，避免尖角﹑锐角，否则容易产生异响。
其中，出声孔4的形状可以是圆形，也可以是方形或其他形状。本发明的其他内部设计也要圆滑过渡，尽量避免尖角﹑锐角，否则容易产生异响。
因为出声孔4的面积对频响曲线的各个频段都有影响，其主要影响高频截止频率和中低频的灵敏度。
若出声孔4的面积过大，会导致高频噪音过多，声音会显得比较尖锐，声音听起来较刺耳。若出声孔4面积过小，会造成声音过小。
例如，出声孔4形状为圆形，则圆形直径的大小可设置为大于1mm的孔径；若出声孔4的形状为正方形，则该正方形的边长可设置为至少大于1mm的孔径。
其中，出声孔4的开孔的位置、分布是否均匀，也会对声音有一定的影响，其影响程度与前腔11的体积有关系。
装上喇叭5后的底座2的所有中空的内部空间为底座后腔3-2，如图5所示。
将盖1和底座2组合连接后，底座后腔3-2和盖体后腔3-1联通后整体的内部空间，形成了本发明的后腔3，即底座后腔3-2的体积加上盖体后腔3-1的体积的和等于后腔3的体积。
所以本发明的后腔3体积比现有技术仅含有底座后腔3-2的标准BOX的后腔体积大。
本发明的底座2还设置有后腔泡棉7，后腔泡棉7可以使后腔3和外界隔开，即后腔泡棉7起到密封后腔3的作用。
因为后腔3是否有效地密闭对声音的低频部分影响很大，若后腔3未密封好而出现泄漏时，低频会出现衰减，对音质造成损害。
而它的影响程度与泄漏面积和位置都有一定的关系。
当在相同泄漏面积情况下，若后腔3的体积越小，低频衰减越厉害，即泄漏造成的危害越大。所以本发明的后腔3的体积越大，泄露造成的危害会减小。
后腔泡棉7设置在盖1与底座2之间，并包在后腔3的外围；后腔泡棉7还有一定的压缩量。所以当盖1和底座2组合连接后，后腔泡棉7能起到四周密封的作用。
图8是本发明的后腔泡棉示意图，后腔泡棉7与底座2边框形状相匹配，其可以是一种一侧带有延伸段的类方形边框结构，如图8所示。
若是后腔3不能完全密封的时候，则后腔3的体积尽量要大些，这样会减少后腔3的密闭性不好而带来的负面影响。所以本发明的BOX结构实用性更强，可调节性更好。
底座2还包含前腔11和前腔泡棉6。
其中，喇叭振膜与出声孔4之间的空间形成前腔11。前腔11位于出声孔4的上端，并位于喇叭5的下端。
前腔11的作用主要是对声音的中高频进行修正，让声音产生一个高频段的截止频率，并产生一个相对的高频峰。
前腔11可提高中低频、减小高频噪声、降低高频段延伸和提高声音的转换效率。
前腔11的体积一般设置较小；而一般情况下，当前腔11的体积越大，则出声孔4的开孔的位置、分布是否均匀情况对声音的影响程度就越小。
所以本发明在保证的声波干净清晰的基础上，可设置前腔的高度为1.5mm～3.5mm。
前腔泡棉6设置在出声孔4的上方的外围，前腔泡棉6也是有一定的压缩量。
前腔泡棉6是用来密封前腔11，使前腔11和后腔3处于隔绝状态。
图7是本发明的前腔泡棉的示意图，前腔泡棉6形状与喇叭5的边框形状匹配，其可以是一种方形边框结构，如图7所示。
因为本发明的盖1厚度决定了盖内部空间的大小，所以通过改变盖1的的厚度，来设计具有各种不同体积盖体腔体3-2的盖1。
当换用具有不同盖体后腔3-1体积的盖1，使其与底座2进行组合连接，从而得到含有不同体积后腔3的BOX结构。
例如，底座2的底座后腔3-2内部空间为0.6cm3，盖1的盖体后腔3-1内部空间为0.2cm3，则将盖1和底座2组合连接，则根据上文所述的本发明的BOX结构的后腔3体积等于底座后腔3-2的体积加上盖体后腔3-1的体积之和，即形成后腔3的体积为0.8cm3的BOX结构。
若是换成盖体后腔3-1内部空间为0.3cm3的盖1，与上述底座后腔3-2体积为0.6cm3的底座2进行组合，则根据上文所述的本发明的BOX结构的后腔3体积等于底座后腔3-2的体积加上盖体后腔3-1的体积之和，即形成了后腔3的体积为0.9cm3的BOX结构。
若是换成盖体后腔3-1内部空间为0.4cm3的盖1，与上述底座后腔3-2体积为0.6cm3的底座2进行组合，则根据上文所述的本发明的BOX结构的后腔3体积等于底座后腔3-2的体积加上盖体后腔3-1的体积之和，即形成了后腔3的体积为1.0cm3的BOX结构。
或者，底座2的底座后腔3-2内部空间为0.8cm3，盖1的盖体后腔3-1内部空间为0.2cm3，则将盖1和底座2组合连接，则根据上文所述的本发明的BOX结构的后腔3体积等于底座后腔3-2的体积加上盖体后腔3-1的体积之和，即形成了后腔3的体积为1.0cm3的BOX结构。
若是换成盖体后腔3-1内部空间为0.3cm3的盖1，与上述底座后腔3-2体积为0.8cm3的底座2进行组合，则根据上文所述的本发明的BOX结构的后腔3体积等于底座后腔3-2的体积加上盖体后腔3-1的体积之和，即形成了后腔3的体积为1.1cm3的BOX结构。
若是换成盖体后腔3-1内部空间为0.4cm3的盖1，与上述底座后腔3-2体积为0.8cm3的底座2进行组合，则根据上文所述的本发明的BOX结构的后腔3体积等于底座后腔3-2的体积加上盖体后腔3-1的体积之和，即形成了后腔3的体积为1.2cm3的BOX结构。
组合前和组合后的具体数据如下表1所示，其中表1是本发明的BOX结构的不同体积的盖和底座组合数据表。
所以，可以根据不同腔体体积的BOX结构的需要，来使用不同厚度的盖1来实现。但盖1的最薄的地方至少要大于2mm，其主要是为了保证结构上的强度需要。
或者，当选择相同厚度的盖1时，也可通过挖去盖1内不同体积的盖板而形成不同体积的盖体后腔3-1，再将盖1与底座2进行组合连接。
其中，上述盖1与底座2组合连接的方法为：
直接将盖1合在底座2的上端，盖体边缘12与底座后腔3-2周边设有的底座边缘13对应连接，进行密封；
将螺钉设置在螺丝孔10对应的位置，拧紧螺钉；
盖1的盖体边缘12外围设置有两个辅助固定件14，其与底座2的对应位置吻合后，进行辅助固定，使盖1和底座2组合连接。
表1本发明的BOX结构的不同体积的盖和底座任意组合数据表
| 底座后腔体积(cm3) | 底座后腔体积(cm3) | BOX结构的后腔体积(cm3) |
| 0.6 | 0.2 | 0.8 |
| 0.6 | 0.3 | 0.9 |
| 0.6 | 0.4 | 1.0 |
| 0.8 | 0.2 | 1.0 |
| 0.8 | 0.3 | 1.1 |
| 0.8 | 0.4 | 1.2 |
当盖体腔体3-1的深度相同时，还可以采用不同类型的喇叭5，所以本发明具有很强的适用性。其中，喇叭5的形状可以是方形结构，或者是其他的形状。
对于不同的喇叭5，要满足后腔3的体积大于最小后腔阈值。因为后腔3的作用主要是对低频进行修正。
当BOX的后腔3的体积增大时，在一定范围内，喇叭5发出的声波的低频谐振频率会增大。
若后腔3的体积较小，音质较差，声音显得干、燥和吵。所以本发明的BOX的后腔3的体积增大，音质较现有技术更好。
本发明还可包含泄露孔。
泄露孔可以使本发明的BOX内外气压相等，避免出现鼓膜，瘪膜等失效。泄露孔的面积越大，其对声波的低频影响越大。
泄露孔与喇叭5之间的位置会影响声音：
若泄露孔靠近喇叭5的时候，频率响应曲线低频下跌，使得声音尖锐，低音不足；
若泄露孔距离喇叭5较远的时候，频率响应曲线无明显影响，所以声音也无明显影响。
当本发明的BOX的后腔3的体积越小，该泄露孔对该BOX的影响越大。所以本发明的BOX的后腔3体积越大，可以改善因泄漏孔设计不当对该BOX测试的不利影响。
本发明还可包含防尘网，其相比于上述后腔3、前腔11、出声孔4和喇叭5，对声音的影响程度相对较小。防尘网主要有两个作用，防止灰尘和削弱低频峰值。
防尘网主要是影响频响曲线的低频峰值和高频峰值，其中对低频峰值影响较大。防尘网对声音的影响程度主要取决于防尘网的声阻值和低频、高频峰值的大小。
一般情况下，峰值越大，受到防尘网衰减的程度也越大。
本发明可采用声阻值较小的网格布的防尘网，可在10Ω以下，则对声音的影响很小。
网格布的防尘网，使声阻的一致性比一般的非织布防尘网的一致性好。因为非织布防尘网的不同区域密度不一样，则不同区域声阻也不一样，可能会造成同一批防尘网的声阻一致性较差。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (13)
1.一种测试喇叭性能的声腔结构，其特征在于，该声腔结构包含：
盖(1)，其与一底座(2)连接；所述底座(2)对待测试的喇叭(5)进行固定支撑，所述底座(2)内部形成有底座后腔(3-2)；
所述盖(1)的内部形成有设定体积的盖体后腔(3-1)；所述盖体后腔(3-1)和所述底座后腔(3-2)连通，形成所述声腔结构的后腔(3)。
2.如权利要求1所述的一种测试喇叭性能的声腔结构，其特征在于，
所述底座(2)包含若干个出声孔(4)；
所述出声孔(4)对应地设置在所述喇叭(5)下方；
所述喇叭(5)安装在所述出声孔(4)上方后，底座(2)内所有的中空部分形成所述底座后腔(3-2)。
3.如权利要求1所述的一种测试喇叭性能的声腔结构，其特征在于，
所述盖(1)包含若干个螺丝孔(10)；
所述盖(1)的下端通过所述螺丝孔(10)和螺钉连接于所述底座(2)的上端。
4.如权利要求1所述的一种测试喇叭性能的声腔结构，其特征在于，
在所述盖体后腔(3-1)的周边设有所述盖(1)的盖体边缘(12)；
在所述底座后腔(3-2)的周边设有所述底座(2)的底座边缘(13)；
所述盖体边缘(12)与所述底座边缘(13)密封连接；
所述盖(1)通过所述盖体边缘(12)外围的若干个辅助固定件(14)与所述底座(2)固定连接。
5.如权利要求1所述的一种测试喇叭性能的声腔结构，其特征在于，
所述盖(1)还包含喇叭固定件(8)，其与所述喇叭(5)的磁钢接触连接；盖(1)内形成所述喇叭固定件(8)后剩下的中空部分作为所述盖体后腔(3-1)。
6.如权利要求1或2所述的一种测试喇叭性能的声腔结构，其特征在于，
所述底座(2)还包含固定所述喇叭(5)的若干个固定筋骨(9)；
所述喇叭(5)设置在所述若干个固定筋骨(9)之间。
7.如权利要求2所述的一种测试喇叭性能的声腔结构，其特征在于，
所述底座(2)还包含前腔(11)，其为喇叭振膜与所述出声孔(4)之间的内部空间。
8.如权利要求7所述的一种测试喇叭性能的声腔结构，其特征在于，
所述底座(2)还包含：
隔开所述前腔(11)和所述后腔(3)的可压缩的前腔泡棉(6)；
密封所述后腔(3)的可压缩的后腔泡棉(7)。
9.如权利要求8所述的一种测试喇叭性能的声腔结构，其特征在于，
所述前腔泡棉(6)设置在所述出声孔(4)上方，并包在所述出声孔(4)的外围。
10.如权利要求8所述的一种测试喇叭性能的声腔结构，其特征在于，
所述后腔泡棉(7)设置在所述盖(1)与所述底座(2)之间，并包在后腔(3)的外围。
11.一种适用于权利要求1～10中任意一项所述声腔结构的组合方法，其特征在于，该组合方法为：在各自具有不同体积的盖体后腔(3-1)的多个盖(1)中选择任意一个，与具有固定体积的底座后腔(3-2)的底座(2)连接组合，对所述底座(2)内放置的喇叭(5)进行测试。
12.如权利要求11所述的一种声腔结构的组合方法，其特征在于，
所述各自具有不同体积的盖体后腔(3-1)的多个盖(1)，具有各自不同的盖(1)的厚度。
13.如权利要求11所述的一种声腔结构的组合方法，其特征在于，
所述各自具有不同体积的盖体后腔(3-1)的多个盖(1)，是通过挖去盖(1)内不同深度的盖板部分而形成的。
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