CN111654568B - 扬声器系统以及基于该扬声器系统的驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种扬声器系统，应用于移动终端，移动终端包括外壳、盖板和置于盖板与外壳连接后形成的收容空间中的扬声器系统，扬声器系统包括置于收容空间中且分别设置在外壳两短边边缘的第一扬声器模组；第一扬声器模组包括具有收容腔的第一扬声器壳体、置于第一扬声器壳体中的第一扬声器单体以及与第一扬声器单体封闭第一扬声器壳体的第一阀门；第一扬声器模组中输入音频信号时，根据音频信号开启或关闭第一阀门，以提高扬声器系统的共振频率或减少移动终端的外壳振动幅度。通过本发明可以实现整个扬声器系统的压力均衡及阻尼调整。

Description

扬声器系统以及基于该扬声器系统的驱动方法

【技术领域】

本发明属于扬声器技术领域，尤其涉及一种扬声器系统以及基于该扬声器系统的驱动方法。

【背景技术】

随着移动互联网时代的到来，智能移动设备的数量不断上升。而在众多移动设备之中，手机无疑是最常见、最便携的移动终端设备。目前，手机的功能已多样化，其中一重要的功能便是高品质的音乐功能，而手机中的扬声器便是实现这个高品质音乐功能的必备条件之一。

相关技术的扬声器的磁路泄漏孔与扬声器腔体BOX均压孔的主要作用都是平衡气压，而通过阻尼布方案、加长管道方案和防尘网与泡棉配合的方案，是常见的实现泄露孔或均压孔的压力均衡及阻尼调整的方式。

但上述的调整方式均基于层流控制展开,对于流动过程中的湍流影响，并未能加以利用，扬声器的腔体仍处于相对固定的状态，可见，目前扬声器的声学性能调整缺乏灵活性，因此有必要提供一种新的扬声器结构。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种扬声器系统，旨在灵活地实现扬声器压力均衡及阻尼调整。

本发明的技术方案如下：本发明第一方面提供一种扬声器系统，应用于移动终端，所述移动终端包括外壳、盖板和置于所述盖板与所述外壳连接后形成的收容空间中的扬声器系统，所述扬声器系统包括设置在所述外壳短边边缘的第一扬声器模组；

所述第一扬声器模组包括具有收容腔的第一扬声器壳体、置于所述第一扬声器壳体中的第一扬声器单体以及与所述第一扬声器单体封闭所述第一扬声器壳体的第一阀门；

所述第一扬声器模组中输入音频信号时，根据所述音频信号开启或关闭所述第一阀门，以提高所述扬声器系统的共振频率或减少所述移动终端的外壳振动幅度。

可选地，所述扬声器系统还包括第二扬声器模组，所述第一扬声器模组和所述第二扬声器模组分别设置在所述外壳的相对边缘处；

所述第二扬声器模组包括具有收容腔的第二扬声器壳体、置于所述第二扬声器壳体中的第二扬声器单体以及与所述第二扬声器单体封闭所述第二扬声器壳体的第二阀门；

所述第一扬声器模组和所述第二扬声器模组中输入音频信号时,根据所述音频信号开启或关闭所述第一阀门和所述第二阀门。

可选地，所述第一阀门和所述第二阀门均由两层开孔板构成；

所述两层开孔板错位时，所述第一阀门和所述第二阀门开启；

所述两层开孔板对接时，所述第一阀门和所述第二阀门关闭。

可选地，所述第一阀门和所述第二阀门由包括电致伸缩材料的层合板构成；

所述层合板扩张时，所述第一阀门和所述第二阀门开启；

所述层合板收缩时，所述第一阀门和所述第二阀门关闭。

可选地，所述层合板上还覆盖有吸声材料。

可选地，所述第一扬声器模组和所述第二扬声器模组还包括吸声腔道；

所述第一阀门与所述第一扬声器单体，和/或所述第二阀门与所述第二扬声器单体通过所述吸声腔道连接；

所述吸声腔道置于所述第一扬声器模组和所述第二扬声器模组内。

可选地，所述吸声腔道为多环形结构。

可选地，所述第一扬声器模组和所述第二扬声器模组还包括橡胶管；

所述第一阀门和所述第一扬声器单体，和/或所述第二阀门与所述第二扬声器单体通过所述橡胶管连接；

其中，所述橡胶管截面直径根据所述音频信号增加或减小；

所述橡胶管置于所述第一扬声器模组和所述第二扬声器模组之外，且置于所述收容空间内。

可选地，所述橡胶管内部设有吸音材料。

本发明第二方面提供一种基于扬声器系统的驱动方法，所述扬声器系统应用于移动终端，所述移动终端包括外壳、盖板和置于所述盖板与所述外壳连接后形成的收容空间中的扬声器系统，所述扬声器系统包括设置在所述外壳短边边缘的第一扬声器模组；

所述第一扬声器模组包括具有收容腔的第一扬声器壳体、置于所述第一扬声器壳体中的第一扬声器单体以及与所述第一扬声器单体封闭所述第一扬声器壳体的第一阀门；

所述驱动方法包括：

若所述第一扬声器模组中输入音频信号，则根据所述音频信号开启或关闭所述第一阀门，以提高所述扬声器系统的共振频率或减少所述移动终端的外壳振动幅度；

所述根据音频信号开启或关闭所述第一阀门包括：

若所述音频信号低于预设信号强度，则开启所述第一阀门；

若所述音频信号高于预设信号强度，则关闭所述第一阀门。

本发明的有益效果在于：利用腔体声压随频率变化的特性，通过第一阀门的开启和关闭，不仅能够灵活调整第一扬声器模组的腔体，即第一扬声器壳体的收容腔中的压力，还调整了移动终端的收容空间中的压力，从而减少终端的非必要振动，或提高第一扬声器模组的共振频率，因此，本发明提供的扬声器系统通过第一阀门的开合响应实现了整个扬声器系统的压力均衡及阻尼调整，从而有效改善了扬声器的声学性能，且具有较好的灵活调整性。

【附图说明】

图1是本发明实施例提供的扬声器系统的整体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的扬声器系统的另一整体结构示意图；

图3是本发明实施例基于图2所示的扬声器系统提供的移动终端的整体结构示意图

图4是图3的分解结构示意图；

图5是图3的A—A方向的一种剖面结构示意图；

图6是图5中B的放大示意图；

图7是本发明实施例基于图2所示的扬声器系统提供的又一种详细结构示意图；

图8是本发明实施例提供的基于扬声器系统的驱动方法的实现流程示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

实施例：

请参阅图1，本发明实施例中首先示出了扬声器系统100的结构示意图，图1中，扬声器系统100包括第一扬声器模组10，且第一扬声器模组10包括第一扬声器壳体11、第一扬声器单体12和第一阀门13，其中，第一扬声器壳体11具有收容腔，第一扬声器单体12置于第一扬声器壳体11的收容腔中，并且第一扬声器单体12和第一阀门13封闭第一扬声器壳体11，则在本发明实施例中，第一扬声器模组10的腔体为第一扬声器壳体11的收容腔，在具体应用中，第一扬声器模组10中输入音频信号时，其根据音频信号开启或关闭第一阀门13，其中，根据音频信号开启第一阀门13时，可以提高扬声器系统100的共振频率；根据音频信号关闭第一阀门13时，可以减少移动终端的外壳振动幅度。

由于腔体声压随频率变化，因此，若音频信号高于预设的共振频率，则第一扬声器模组10的腔体以及移动终端1000的收容空间中的声压较大，所产生的共振频率较大，将产生非必要振动，影响声学效果，而本发明实施例中，可通过关闭第一阀门13，使第一扬声器壳体11的收容腔呈封闭状态，则第一扬声器模组10的腔体、以及移动终端1000的收容空间的压力不变，避免了第一扬声器单体12的非必要振动，从而降低移动终端的外壳振动幅度。若音频信号低于预设的共振频率，则第一扬声器模组10所产生的共振频率难以达到较好的振动效果，而本发明实施例中，可通过开启第一阀门13，使第一扬声器壳体11的收容腔呈开放状态，则第一扬声器模组10的腔体中的压力逐渐降低，以在音频信号较低时第一扬声器单体12可以产生较大振幅，提供扬声器系统的共振频率。

请参阅图2，本发明实施例还示出了扬声器系统100的又一结构，图2中，扬声器系统100还包括第二扬声器模组20，而第二扬声器模组20包括第二扬声器壳体21、第二扬声器单体22和第二阀门23，其中，第二扬声器壳体21具有收容腔，第二扬声器单体22置于第二扬声器壳体21的收容腔中，并且第二扬声器单体22和第二阀门23封闭第二扬声器壳体21。则在本发明实施例中，第二扬声器模组20的腔体为第二扬声器壳体21的收容腔。

请参阅图3和图4，本发明实施例基于图2所示的扬声器系统100，示出了移动终端1000的整体结构示意图，由图3可见，移动终端1000包括扬声器系统100、外壳200和盖板300，而扬声器系统100置于外壳200和盖板300连接后形成的收容空间中，由图4可见，第一扬声器模组10和所述第二扬声器模组20分别设置在所述外壳200的相对边缘处，其中第一扬声器模组10设置在所述外壳200的短边边缘，因此第一扬声器模组10和第二扬声器模组20分别置于外壳200两短边边缘。

在具体应用中，假设移动终端1000竖直放置，第一扬声器模组10置于远离地面一端的外壳200短边边缘，第二扬声器模组20置于与第一扬声器模组10相对的外壳200短边边缘，则当移动终端1000开启受话器模式时，第一扬声器模组10受话器，当移动终端1000开启扬声器模式时，则第二扬声器模组20作为扬声器。

在具体应用中，第一扬声器模组10也可切换为扬声器。

当音频信号由移动终端1000发送至第一扬声器模组10和第二扬声器模组20时，扬声器系统100根据音频信号与第一扬声器模组10和第二扬声器模组20的初始共振频率的关系，开启或关闭第一阀门13和第二阀门23，提高扬声器系统的共振频率或减少移动终端的外壳振动幅度。

由于腔体声压随频率变化，因此，若音频信号高于预设的共振频率，则第一扬声器模组10的腔体、第二扬声器模组20的腔体、以及移动终端1000的收容空间中的声压较大，所产生的共振频率较大，将产生非必要振动，影响声学效果，而本发明实施例中，可通过关闭第一阀门13和第二阀门23，使第一扬声器模组10的腔体、第二扬声器模组20的腔体以及移动终端1000的收容空间的压力不变，避免第一扬声器单体12和第二扬声器单体22的非必要振动，从而降低移动终端的外壳振动幅度。若音频信号低于预设的共振频率，则第一扬声器模组10和第二扬声器模组20所产生的共振频率难以达到较好的振动效果，而本发明实施例中，可通过开启第一阀门13和第二阀门23，使第一扬声器模组10的腔体、第二扬声器模组20的腔体中的压力逐渐降低，以使第一扬声器单体12和第二扬声器单体22在音频信号较低时产生较大振幅，提供扬声器系统的共振频率。

在一个实施例中，第一阀门13和第二阀门23均由两层开孔板构成；两层开孔板错位时，第一阀门13和第二阀门23开启；两层开孔板对接时，第一阀门13和第二阀门23关闭。

在一个实施例中，第一阀门13和第二阀门23由包括电致伸缩材料的层合板构成；层合板扩张时，第一阀门13和第二阀门23开启；层合板收缩时，第一阀门13和第二阀门23关闭。

在具体应用中，层合板可以为复合网布，且复合网布根据电信号收缩或扩张，则在实际应用中，音频信号低于2/3的初始共振频率时，复合网布扩张，第一阀门和第二阀门开启，第一扬声器模组和第二扬声器模组的腔体内压力逐渐降低，等效刚度降低，可以产生较大振幅，进而使用较小的信号实现更大的振幅和输出声压；音频信号高于初始共振频率时，复合网布收缩，第一阀门和第二阀门关闭，移动终端的收容空间中的压力与第一扬声器模组和第二扬声器模组的腔体内压力相同且不变化，降低移动终端的外壳振动幅度。

在具体应用中，层合板还可以为SMA热缩线材。

在一个实施例中，上述的层合板上还覆盖有吸声材料。即电致伸缩材料的厚度方向上还附有吸声材料，以串接为新的层合板；同理，当音频信号较低时，第一阀门和第二阀门无信号，第一扬声器模组的腔体和第二扬声器模组的腔体接近敞开，其内部压力较低，可产生较大振幅；当音频信号频率较高时，新的层合板受电信号控制，变得致密，第一扬声器模组的腔体和第二扬声器模组的腔体内外形成较大的流阻，其内外腔压差接近闭腔状态，移动终端的收容空间中的压力与第一扬声器模组和第二扬声器模组的腔体内压力相同，且不变化，可降低移动终端的外壳振动幅度。

在本发明实施例中，第一扬声器模组和第二扬声器模组均还包括吸声腔道结构，则扬声器系统的详细结构可以包括：第一阀门与第一扬声器单体通过吸声腔道连接、或第二阀门与第二扬声器单体通过吸声腔道连接、或第一阀门与第一扬声器单体且第二阀门与第二扬声器单体均通过吸声腔道连接。

请参阅图5和图6，本发明实施例还通过图3中A-A方向的剖面示意图，示例性地说明具有两个扬声器模组的扬声器系统100中，第一扬声器模组10和第二扬声器模组20的一种详细结构，图6中，第一阀门13与第一扬声器单体12通过吸声腔道14连接，吸声腔道14置于第一扬声器模组10内。

可以理解是，若第二扬声器模组也为第二阀门与第二扬声器单体通过吸声腔道连接，其结构与图6相似。

在一个实施例中，吸声腔道为多环形结构。

在具体应用中，通过较长路径的吸声设计，使腔体内外的压力梯度得到控制。

在本发明实施例中，第一扬声器模组和第二扬声器模组均还包括橡胶管结构，则扬声器系统的详细结构还可以包括：第一阀门和第一扬声器单体通过橡胶管连接、或第二阀门与第二扬声器单体通过橡胶管连接、或第一阀门和第一扬声器单体通过橡胶管连接且第二阀门与第二扬声器单体通过橡胶管连接。其中，橡胶管截面直径根据音频信号增加或减小；而橡胶管置于第一扬声器模组和第二扬声器模组之外，且置于所述收容空间内。

请参阅图7，本发明实施例还基于图2所示的扬声器系统100，示例性地说明具有两个扬声器模组的扬声器系统100中，第一扬声器模组10和第二扬声器模组20的又一详细结构，图7中，第一阀门13和第一扬声器单体12通过橡胶管15连接；橡胶管15置于第一扬声器模组10之外，且置于移动终端的收容空间内，其中，橡胶管15截面直径根据音频信号增加或减小。

在具体应用中，随着音频信号的频率不同，橡胶管的管径产生收缩，进而使得管内流阻不同，因此，对于不同的音频信号，其从第一扬声器单体的后腔通过橡胶管到达第一扬声器单体的前腔的相位不同，从而实现低频增强。其中，第一扬声器单体的后腔为第一扬声器单体中与第一阀门连接的音腔，第一扬声器单体的前腔为第一扬声器单体中与橡胶管连接的音腔。

可以理解的是，若第二扬声器模组也为第二阀门与第二扬声器单体通过橡胶管连接，其结构与图7相似。

在一个实施例中，橡胶管15内部设有吸音材料。

综上所述，本发明实施例提供扬声器系统，利用腔体声压随频率变化的特性，通过第一阀门的开启和关闭，不仅能够灵活调整第一扬声器模组的腔体，即第一扬声器壳体的收容腔中的压力，还调整了移动终端的收容空间中的压力，从而减少终端的非必要振动，或降低第一扬声器模组的共振频率，因此，上述的扬声器系统通过第一阀门的开合响应实现了整个扬声器系统的压力均衡及阻尼调整，从而有效改善了扬声器的声学性能，且具有较好的灵活调整性。

请参阅图8，本发明实施例还基于图1所示的扬声器100，提供了一种扬声器驱动方法，其包括：

S801、若所述第一扬声器模组中输入音频信号，则根据所述音频信号开启或关闭所述第一阀门。

在具体应用中，根据音频信号开启第一阀门时，可以降低扬声器系统的共振频率；根据音频信号关闭第一阀门时，可以减少移动终端的外壳振动幅度。因此，上述的所述根据音频信号开启或关闭所述第一阀门包括：

若所述音频信号低于预设信号强度，则开启所述第一阀门；

若所述音频信号高于预设信号强度，则关闭所述第一阀门。

其中，预设信号强度可以为第一扬声器模组正常工作时的音频信号的信号强度。

可以想到的是，若扬声器系统包括第一扬声器模组和第二扬声器模组，则上述步骤S801为：

若所述第一扬声器模组和所述第二扬声器模组中输入音频信号,则根据所述音频信号开启或关闭所述第一阀门和所述第二阀门。

则在具体应用中，根据音频信号开启第一阀门和第二阀门时，可以降低扬声器系统的共振频率；根据音频信号关闭第一阀门和第二阀门时，可以减少移动终端的外壳振动幅度。因此，上述的所述根据音频信号开启或关闭所述第一阀门和所述第二阀门可以包括：

若所述音频信号低于系统信号强度，且信号频率明显低于模组共振频率，则开启所述第一阀门和所述第二阀门；

若所述音频信号高于系统信号强度，且信号频率明显高于模组共振频率，则关闭所述第一阀门和所述第二阀门。

其中，上述的预设信号强度为扬声器系统中仅包括第一扬声器模组时所使用的信号强度数值，而当扬声器系统中包括第一扬声器模组和第二扬声器模组时，使用系统信号强度，因此，系统信号强度可以为扬声器系统中第一扬声器模组和第二扬声器模组正常工作时的音频信号的信号强度。

以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种扬声器系统，应用于移动终端，所述移动终端包括外壳、盖板和置于所述盖板与所述外壳连接后形成的收容空间中的扬声器系统，其特征在于，所述扬声器系统包括设置在所述外壳边缘的第一扬声器模组；

所述第一扬声器模组包括具有收容腔的第一扬声器壳体、置于所述第一扬声器壳体中的第一扬声器单体、与所述第一扬声器单体封闭所述第一扬声器壳体的第一阀门、以及橡胶管，所述第一阀门和所述第一扬声器单体通过所述橡胶管连接，所述橡胶管置于所述第一扬声器模组之外，且置于所述收容空间内；

所述第一扬声器模组中输入音频信号时，根据所述音频信号开启或关闭所述第一阀门，以提高所述扬声器系统的共振频率或减少所述移动终端的外壳振动幅度；

其中，所述橡胶管截面直径根据所述音频信号增加或减小；所述橡胶管由电致驱动聚合物、磁流变弹性体等电致形变材料制成，其内部设有吸音材料。

2.根据权利要求1所述的扬声器系统，其特征在于，所述扬声器系统还包括第二扬声器模组，所述第一扬声器模组和所述第二扬声器模组分别设置在所述外壳的相对边缘处；

所述第二扬声器模组包括具有收容腔的第二扬声器壳体、置于所述第二扬声器壳体中的第二扬声器单体以及与所述第二扬声器单体封闭所述第二扬声器壳体的第二阀门；

所述第一扬声器模组和所述第二扬声器模组中输入音频信号时,根据所述音频信号开启或关闭所述第一阀门和所述第二阀门。

3.根据权利要求2所述的扬声器系统，其特征在于，所述第一阀门和所述第二阀门均由两层开孔板构成；

所述两层开孔板错位时，所述第一阀门和所述第二阀门开启；

所述两层开孔板对接时，所述第一阀门和所述第二阀门关闭；

所述阀门开启和关闭过程，可使用电磁驱动结构或电致形变材料进行控制。

4.根据权利要求2所述的扬声器系统，其特征在于，所述第一阀门和所述第二阀门由包括电致形变材料的层合板构成；

所述层合板扩张时，所述第一阀门和所述第二阀门开启；

所述层合板收缩时，所述第一阀门和所述第二阀门关闭。

5.根据权利要求4所述的扬声器系统，其特征在于，所述层合板上还覆盖有吸声材料。

6.根据权利要求2所述的扬声器系统，其特征在于，所述第一扬声器模组和所述第二扬声器模组均还包括吸声腔道；

所述第一阀门与所述第一扬声器单体，和/或所述第二阀门与所述第二扬声器单体通过所述吸声腔道连接；

所述吸声腔道置于所述第一扬声器模组和所述第二扬声器模组内。

7.根据权利要求6所述的扬声器系统，其特征在于，所述吸声腔道为多环形结构。

8.根据权利要求2所述的扬声器系统，其特征在于，所述第二扬声器模组还包括橡胶管；

所述第二阀门与所述第二扬声器单体通过所述橡胶管连接；

其中，所述橡胶管截面直径根据所述音频信号增加或减小；

所述橡胶管置于所述第二扬声器模组之外，且置于所述收容空间内。

9.一种基于扬声器系统的驱动方法，所述扬声器系统应用于移动终端，所述移动终端包括外壳、盖板和置于所述盖板与所述外壳连接后形成的收容空间中的扬声器系统，其特征在于，所述扬声器系统包括设置在所述外壳短边边缘的第一扬声器模组；

所述第一扬声器模组包括具有收容腔的第一扬声器壳体、置于所述第一扬声器壳体中的第一扬声器单体、与所述第一扬声器单体封闭所述第一扬声器壳体的第一阀门、以及橡胶管，所述第一阀门和所述第一扬声器单体通过所述橡胶管连接，所述橡胶管置于所述第一扬声器模组之外，且置于所述收容空间内；其中，所述橡胶管截面直径根据音频信号增加或减小；所述橡胶管由电致驱动聚合物、磁流变弹性体等电致形变材料制成，其内部设有吸音材料；

所述驱动方法包括：

若所述第一扬声器模组中输入音频信号，则根据所述音频信号开启或关闭所述第一阀门，以提高所述扬声器系统的共振频率或减少所述移动终端的外壳振动幅度；

所述根据音频信号开启或关闭所述第一阀门包括：

若所述音频信号低于预设信号强度，则开启所述第一阀门；

若所述音频信号高于预设信号强度，则关闭所述第一阀门。

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