CN207820148U - 麦克风降声压装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种麦克风降声压装置和电子设备，包括自外向内依次设置于基底上的导流罩和将麦克风固定于基底的固定壳体；导流罩与基底的相接处设有第一声孔；导流罩与固定壳体之间连接有第一连接部；第一连接部将导流罩与固定壳体之间形成的导流腔分为第一导流腔和第二导流腔，且第一连接部上开设有第二声孔；导流罩外部的声音经第一声孔进入第一导流腔，再经第二声孔进入第二导流腔以被麦克风接收。在高速气流噪声的情况下，麦克风降声压装置将高速气流噪声经过至少两次衰减后由麦克风接收，使得作用在麦克风上的压力降低至其要求的饱和阈值以下，从而使得麦克风能够应用DSP处理技术实现降噪的目的。

Description

麦克风降声压装置和电子设备

技术领域

本实用新型涉及声学技术领域，尤其涉及一种麦克风降声压装置和电子设备。

背景技术

蓝牙耳机、手机等电子产品中的麦克风应用中，在大风、高速运动以及嘈杂环境情况下会产生气流噪声，气流噪声会掩蔽正常的声音采集，影响用户的使用效果和体验。

现有技术中多采用DSP（Digital Signal Processing，数字信号处理）处理技术来消除风等因素对麦克风造成的气流噪声，但是DSP处理气流噪声技术的前提条件是麦克风采集的信号不能饱和，高饱和阈值的麦克风通常在130dB声压约100pa压强。在高速运动场景下，气流噪声高速冲击到麦克风膜片上，例如，速度接近60km/h时气流速度产生的压强约为170pa，赛车下坡时的时速可以接近100km/h，气流速度产生的压强接近150dB，都远超过了麦克风采集信号的饱和阈值。因此，这都使得DSP处理技术受到了很大的限制，在气流噪声压强高于DSP处理要求的饱和阈值时，无法完成声音降噪的处理。

发明内容

本实用新型提供了一种麦克风降声压装置和麦克风，通过改善麦克风防风结构，降低进入麦克风的噪声气流强度至其要求的饱和阈值以下，从而使得麦克风能够应用DSP处理技术实现降噪的目的。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

提出一种麦克风降声压装置，包括用于设置麦克风降声压装置的基底，还包括自外向内依次设置于基底上的导流罩和用于将麦克风固定于基底上的固定壳体；导流罩与基底的相接处设有第一声孔；导流罩与固定壳体之间连接有第一连接部；第一连接部将导流罩与固定壳体之间形成的导流腔分为第一导流腔和第二导流腔，且第一连接部上开设有第二声孔；导流罩外部的声音经第一声孔进入第一导流腔，再经第二声孔进入第二导流腔以被麦克风接收。

优选地，固定壳体包括一用于容置麦克风的容置腔；容置腔包括第三声孔，用于使得容置腔与第二导流腔相连通。

优选地，导流罩包括内罩和外罩；内罩和外罩能相对转动。

优选地，第一声孔包括内声孔和外声孔；内声孔设置于内罩与基底的相接处，外声孔设置于外罩与基底的相接处；且内声孔与外声孔相对。

优选地，麦克风降声压装置还包括一位于基底下侧的圆形转环；基底上开设有圆形环槽；圆形转环通过圆形环槽与外罩相连，用于受驱动转动后带动外罩相对内罩转动。

优选地，圆形转环中部设置有电机；电机驱动圆形转环转动，以带动外罩相对内罩转动，使得内声孔相对外声孔运动以改变第一声孔的大小；其中，相邻外声孔之间的间距大于等于内声孔的孔径；第一声孔由内声孔和外声孔的相叠部分构成。

优选地，麦克风降声压装置还包括运动检测器和电机驱动器；运动检测器安装于基底上；运动检测器连接电机驱动器，电机驱动器连接电机；运动检测器，用于检测麦克风降声压装置周围的环境数据；电机驱动器，用于基于环境数据与预设转动角度的对应关系驱动电机，以使得电机驱动圆形转环带动外罩相对内罩按照预设转动角度转动。

优选地，第一声孔的孔径大于第二声孔的孔径。

优选地，导流罩位于第一导流腔的部分采用弹性材料制作，导流罩位于第二导流腔的部分采用刚性材料制作。

提出一种电子设备，包括有麦克风降声压装置；麦克风降声压装置，包括用于设置麦克风降声压装置的基底，还包括自外向内依次设置于基底上的导流罩和用于将麦克风固定于基底上的固定壳体；导流罩与基底的相接处设有第一声孔；导流罩与固定壳体之间连接有第一连接部；第一连接部将导流罩与固定壳体之间形成的导流腔分为第一导流腔和第二导流腔，且第一连接部上开设有第二声孔；导流罩外部的声音经第一声孔进入第一导流腔，再经第二声孔进入第二导流腔以被麦克风接收。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型提出的麦克风降声压装置和电子设备中，麦克风降声压装置包括自外向内依次设置于基底上的导流罩和将麦克风固定于基底上的固定壳体，在该导流罩与基底的相接处设有第一声孔，导流罩与固定壳体之间连接有第一连接部，该第一连接部将导流罩与固定壳体之间形成的导流腔分为第一导流腔和第二导流腔，在第一连接部上开设有第二声孔；在运动场景或风速很大的场景下，高速气流噪声通过第一声孔减速后进入第一导流腔中，再通过第一连接部上的第二声孔减速后进入第二导流腔中，高速气流噪声被两次衰减后传递到麦克风时，作用在麦克风上的压力基于气流逾压平方关系大大的减小，降低至其要求的饱和阈值以下，从而使得麦克风能够应用DSP处理技术实现降噪的目的；声音信号依次通过第一声孔和第二声孔，能够基于空气分子振动传递到第二导流腔内被麦克风正常采集到。

除此之外，基于上述技术方案，本实用新型还提出了：运动检测器检测麦克风降声压装置周围的环境数据；电机驱动器基于环境数据与预设转动角度的对应关系驱动电机，以使得电机驱动圆形转环带动外罩相对内罩按照预设转动角度转动。导流罩的外罩相对内罩转动，使得内声孔相对外声孔运动以改变第一声孔的大小；其中，相邻外声孔之间的间距大于等于内声孔的孔径；第一声孔由内声孔和外声孔的相叠部分构成。因此，本实用新型还能够通过内外罩相对转动的优选结构设计来改变第一声孔孔径大小，使得装置在不同速度情况下实现最佳的防风降噪目的。使得第一声孔的孔径大小可以发生自动可控的改变，并据此实现对该麦克风降声压装置内的声压进行自动可控的目的，大大增强了智能化的效果，提高了用户的使用体验。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1 为本实用新型提出的麦克风降声压装置的剖视图；

图2为图1所示实施例相关的风速能量曲线示意图；

图3为本实用新型提出的麦克风降声压装置的剖视图；

图4为图3所示实施例相关的气流噪声环境下的录音曲线图；

图5为本实用新型提出的麦克风降声压装置的又一实施例剖视图；

图6为本实用新型图5所示实施例中内声孔和外声孔相对转动关系示意图；

图7为本实用新型图5所示实施例中内声孔和外声孔相叠构成第一声孔示意图；

图8为本实用新型实施例中提出的圆形环槽结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

如图1所示，本实用新型提出的麦克风降声压装置，包括用于设置麦克风降声压装置的基底8，麦克风降声压装置包括自外向内依次设置于基底8上的导流罩3和将麦克风1固定于基底8上的固定壳体2；导流罩3与基底8的相接处设有第一声孔4；导流罩3与固定壳体2之间连接有第一连接部5；第一连接部5将导流罩3与固定壳体2之间的导流腔分为第一导流腔71和第二导流腔72，且第一连接部上开设有第二声孔51。

固定壳体2包括一用于容置麦克风1的容置腔，容置腔开设有第三声孔6，该第三声孔6用于使得容置腔与第二导流腔72相连通。

导流罩3可以是双曲型、锥形或其他弧形结构，最好采用刚性材料制作，例如金属、塑胶或其他符合刚性需求的材料，起到减小导流罩3顶部和固定壳体2之间围成空间，也即第二导流腔72，造成的海姆赫兹共鸣器作用，也即避免导流罩3和第二导流腔72共振，避免高速气流冲撞造成震动二次辐射。

第一声孔4可以是开设在导流罩3边缘的密集的圆形小孔或其他形状小孔、狭缝等，也可以是导流罩3和基底8之间开设的小孔、狭小缝隙等，或是开设在基底8上与导流罩3相接区域上的小孔、狭缝等。

第一连接部5连接于导流罩3和固定壳体2之间，其上开设有若干第二声孔51，不限定其形状。通常，第二声孔51的孔径小于第一声孔4的孔径，实现第二声孔51的声阻抗大于第一声孔4的声阻抗。

固定壳体2的作用是固定和/或密封麦克风1，使得声波只能从其位于第二导流腔72部分上开设的第三声孔6传入麦克风1。

麦克风1可以是传统的ECM型或动圈型、MEMS型等，本实用新型不予限定。

基底8是将该麦克风降声压装置安装于产品上的连接件。

在运动场景或风速很大的场景下，气流产生的压力公式为P=，其中P为气流逾压，V为风速，1600为常熟，可见气流逾压与风速的平方呈正比关系；高速气流噪声通过第一声孔减速后进入第一导流腔中，衰减速度后的气流再通过第一连接部上的第二声孔减速后进入第二导流腔中，衰减量和孔隙孔径以及开孔率有关系，实际情况下根据产品设计需求来开设；高速气流噪声被两次衰减后传递到麦克风时，作用在麦克风上的压力基于气流逾压平方关系大大的减小，降低至其要求的饱和阈值以下，从而使得麦克风能够应用DSP处理技术实现降噪的目的；声音信号则依次通过第一声孔和第二声孔，利用空气分子振动传递到第二导流腔内被麦克风正常采集到。

如图2所示的风速能量曲线示意图，实现是没有任何防护情况下麦克风采集到的气流噪声，虚线是增加常规防风材料后麦克风采集到的气流噪声，点虚线是增加本实用新型提出的麦克风降声压装置后采集到的气流噪声，可以看到使用本实用新型提出的麦克风降声压装置的防风效果最优。

在产品成本或外观考虑不接受在外观部件导流罩上开设太多密集的第一声孔时，可以采用在导流罩内部对应第一声孔的位置贴附阻尼材料或填充多孔材料的方式，使得经第一声孔减速后的气流噪声进一步被阻尼材料或多孔材料降速衰减；同理的，出于实际应用需求需要更大程度的对气流噪声减速时，还可以在第二导流腔内贴附有阻尼材料或填充有多孔材料，使得气流噪声经过多次衰减后进入声孔由麦克风接收。

本实用新型还提出一种麦克风降声压装置，是在如图1所示的麦克风降声压装置基础上为采集佩戴者语音进行的改良，也是为在气流噪声非常大而难以抑制情况下的改良，如图3所示，包括用于设置麦克风降声压装置的基底8，麦克风降声压装置包括自外向内依次设置于基底8上的导流罩3和将麦克风1固定于基底8上的固定壳体2；导流罩3与基底8的相接处设有第一声孔4；导流罩3与固定壳体2之间连接有第一连接部5；第一连接部5将导流罩3与固定壳体2之间的导流腔分为第一导流腔71和第二导流腔72，且第一连接部上开设有第二声孔51；导流罩上位于第二导流腔的部分32采用弹性材料，导流罩上位于第一导流腔的部分31采用刚性材料。对于在导流罩和基底8的连接处是否开设第一声孔，本实用新型实施例中不做必须的要求。

在运动场景或风速很大的场景下使用时，导流罩位于第二导流腔的部分32，也即弹性部位贴紧佩戴者的脸颊、喉部或鼻部，这使得气流噪声被佩戴者的身体部位遮挡而无法进入麦克风，佩戴者说话时鼻咽腔的震动传递给弹性部分31，弹性部分31跟随佩戴者接触部分震动后，作为激励源向第二导流腔72做声波的二次辐射，到震动源振幅较大时，比如喉部位置震动时，震动的二次辐射低频能量大，声音采集后发闷，可以通过第一连接部5上开设的第二声孔51对声音进行微调，该第二声孔51的个数例如1个或2个，但不限定于这个数。

如图4所示的存在气流噪声情况下的录音，上部分是麦克风录音，下部分是图3所示实施例提出的麦克风降声压装置紧贴佩戴者喉部的录音，椭圆形线框内表示语音，矩形线框内表示噪声，可以看到，采用本实用新型实施例提出的麦克风降声压装置的录音中，语音被提高，气流噪声被很好抑制了。

作为一个优选地实施例，本实用新型设计上述的第一声孔4的数量和/或孔径可以变换，以实现不同的声阻抗，对噪音抑制的效果也会不同，具体的，如图5所示的麦克风降声压装置，包括用于设置麦克风降声压装置的基底8，麦克风降声压装置包括自外向内依次设置于基底8上的导流罩3和将麦克风1固定于基底8上的固定壳体2；导流罩3与基底8的相接处设有第一声孔4；导流罩3与固定壳体2之间连接有第一连接部5；第一连接部5将导流罩3与固定壳体2之间的导流腔分为第一导流腔71和第二导流腔72，且第一连接部上开设有第二声孔51；这其中，导流罩3包括内罩33和外罩34，且内罩33和外罩34能相对转动，通过相对位置的改变，来改变第一声孔4的实际应用数量和/或孔径大小。

例如，在内罩33上开设相隔较大距离的条形声孔，而在外罩34上开设间隔密集的并列小声孔，小声孔与条形声孔的叠加部分作为第一声孔4的应用，当内罩33和外罩34相对转动改变相对位置时，会改变小声孔与条形声孔的叠加数量，从而改变第一声孔4的实际应用数量。

优选地，如图6所示，第一声孔包括图中如虚线所示的内声孔41和如实线所示的外声孔42；内声孔41设置于内罩33与基底8的相接处，外声孔42设置于外罩34与基底8的相接处；且内声孔41与外声孔42相对。相邻外声孔42之间的间距D大于等于内声孔41的孔径，第一声孔4则由内声孔41和外声孔42的相叠部分构成，如图7所示的粗实线部分。内罩33和外罩34相对转动的角度限定在一个预设角度内即可，在该预设角度内转动实现改变第一声孔的孔径，该预设角度的大小由两孔之间的间距以及内外声孔的孔径大小决定，根据实际应用情况预设即可。

为更优的实现内罩33和外罩34之间的相对转动，本实用新型实施例中，如图5所示，还包括一位于基底8下侧的圆形转环9；如图8所示的基底俯视图，基底8上开设有圆形环槽10（如图中细实线所示区域），圆形转环9通过圆形环槽10与外罩34相连，用于受驱动转动后带动外罩34相对内罩33转动，内罩33则固定于基底8上。

圆形转环9中部设置有电机11；电机11驱动圆形转环9转动，以带动外罩34相对内罩33转动，使得内声孔41相对外声孔42运动以改变第一声孔的大小。

本实用新型实施例中，麦克风降声压装置还包括运动检测器12和电机驱动器13；运动检测器12安装于基底8上；运动检测器12连接电机驱动器13，电机驱动器13连接电机11；运动检测器12用于检测麦克风降声压装置周围的环境数据，并将环境数据发送给电机驱动器13；电机驱动器13则基于环境数据与预设转动角度的对应关系驱动电机11，以使得电机11驱动圆形转环9带动外罩34相对内罩33按照预设转动角度转动。不同的环境数据对应的预设转动角度不同，例如在佩戴具有该麦克风降声压装置的电子设备进行高速运行时，不同的速度对应不同的环境数据，则可以通过改变第一声孔的大小使得装置在不同速度情况下，通过改变第一声孔的大小来改变内部的声压强度，实现防风降噪的目的。

基于上述提出的麦克风降声压装置，本实用新型还保护一种包括或应用了上述麦克风降声压装置的电子设备，例如手机、蓝牙耳机等，在运动场景或大风场景造成高速气流噪声的情况下，麦克风降声压装置基于其导流罩、第一声孔、第一连接部上的第二声孔等的设计结构，将高速气流噪声经过至少两次衰减后由麦克风接收，使得作用在麦克风上的压力基于气流逾压平方关系大大的减小，降低至其要求的饱和阈值以下，从而使得麦克风能够应用DSP处理技术实现降噪的目的。在气流噪声非常高的情况下，采用麦克风降声压装置紧贴佩戴者喉部、鼻部或脸颊，将佩戴者发出的语音通过弹性部件的二次辐射以及多孔部件上的第二声孔的微调作用于麦克风，一方面降低了气流噪声，一方面也提高了语音信息的采集效果；进一步地，本实用新型还能够通过内外罩相对转动的优选结构设计来改变第一声孔孔径大小，使得装置在不同速度情况下实现最佳的防风降噪目的。使得第一声孔的孔径大小可以发生自动可控的改变，并据此实现对该麦克风降声压装置内的声压进行自动可控的目的，大大增强了智能化的效果，提高了用户的使用体验。

应该指出的是，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.麦克风降声压装置，包括基底，其特征在于，还包括自外向内依次设置于所述基底上的导流罩和用于将所述麦克风固定于所述基底上的固定壳体；

所述导流罩与所述基底的相接处设有第一声孔；

所述导流罩与所述固定壳体之间连接有第一连接部；所述第一连接部将所述导流罩与所述固定壳体之间形成的导流腔分为第一导流腔和第二导流腔，且所述第一连接部上开设有第二声孔；

所述导流罩外部的声音经所述第一声孔进入所述第一导流腔，再经所述第二声孔进入所述第二导流腔以被所述麦克风接收。

2.根据权利要求1所述的麦克风降声压装置，其特征在于，所述固定壳体包括一用于容置所述麦克风的容置腔；所述容置腔包括第三声孔，用于使得所述容置腔与所述第二导流腔相连通。

3.根据权利要求1所述的麦克风降声压装置，其特征在于，所述导流罩包括内罩和外罩；所述内罩和外罩能相对转动。

4.根据权利要求3所述的麦克风降声压装置，其特征在于，所述第一声孔包括内声孔和外声孔；所述内声孔设置于所述内罩与所述基底的相接处，所述外声孔设置于所述外罩与所述基底的相接处。

5.根据权利要求4所述的麦克风降声压装置，其特征在于，所述麦克风降声压装置还包括一位于基底下侧的圆形转环；所述基底上设有圆形环槽；

所述圆形转环通过所述圆形环槽与所述外罩相连，用于受驱动转动后带动所述外罩相对所述内罩转动。

6.根据权利要求5所述的麦克风降声压装置，其特征在于，所述圆形转环中部设置有电机；所述电机驱动所述圆形转环转动，以带动所述外罩相对所述内罩转动，使得所述内声孔相对所述外声孔运动以改变所述第一声孔的大小；其中，相邻所述外声孔之间的间距大于等于所述内声孔的孔径；所述第一声孔由所述内声孔和所述外声孔的相叠部分构成。

7.根据权利要求6所述的麦克风降声压装置，其特征在于，所述麦克风降声压装置还包括运动检测器和电机驱动器；所述运动检测器安装于所述基底上；所述运动检测器连接所述电机驱动器，所述电机驱动器连接所述电机；

所述运动检测器，用于检测所述麦克风降声压装置周围的环境数据；

所述电机驱动器，用于基于所述环境数据与预设转动角度的对应关系驱动所述电机，以使得所述电机驱动所述圆形转环带动所述外罩相对所述内罩按照所述预设转动角度转动。

8.根据权利要求1所述的麦克风降声压装置，其特征在于，所述第一声孔的孔径大于所述第二声孔的孔径。

9.根据权利要求1所述的麦克风降声压装置，其特征在于，所述导流罩位于所述第一导流腔的部分采用弹性材料制作，所述导流罩位于所述第二导流腔的部分采用刚性材料制作。

10.电子设备，其特征在于，包括有如权利要求1-9任一项权利要求所述的麦克风降声压装置。