CN208509199U - 一种可衰减麦克风风噪的电子产品 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可衰减麦克风风噪的电子产品，包括麦克风和外壳，在所述外壳上开设有多个进声孔，每一个进声孔与麦克风之间分别形成有一条独立的音频传输通道，且每一条音频传输通道的长度均大于麦克风到所述外壳的垂直距离，各条音频传输通道共同构成所述麦克风的前腔。本实用新型通过对麦克风的前腔进行特殊设计，在提高电子产品的风噪防护性能的同时，可以减小因麦克风前腔的体积增大而对麦克风的高频响应性能造成的不良影响。

Description

一种可衰减麦克风风噪的电子产品

技术领域

本实用新型属于噪声抑制技术领域，具体地说，是涉及一种可有效衰减麦克风风噪的技术。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高以及健康意识的不断加强，越来越多的人在工作之余会选择适当的体育活动来锻炼身体。跑步和骑车是目前较为常见的锻炼方式，而运动耳机和骑行眼镜等电子产品在锻炼过程中既可以听音乐又可以接听电话，可以在很大程度增加使用者的运动乐趣。

然而，人们在跑步和骑行时，会产生很大的气流从电子产品的进声孔流向麦克风，从而产生很大的风噪，使得人们在通话时，对方只能听到风声，而听不清说话的内容，严重影响通话质量。

图1显示了一种电子产品对麦克风前腔的现有结构设计。在电子产品中布设麦克风11时，可以首先将麦克风11布设在PCB或FPC线路板12上，然后将所述PCB或FPC线路板12安装在电子产品的外壳13中，且与外壳13的内壁18间隔开一段距离。在外壳13上正对麦克风11的位置开孔，形成进声孔17。在外壳13的内壁18贴附网布14，利用网布14遮挡进声孔17，以起到防尘、防水以及微弱防风的作用。在外壳13与所述PCB或FPC线路板12之间、环绕麦克风11布设一圈胶套15，利用胶套15环绕形成的腔室构成麦克风11的前腔16，使外界的声音只能通过进声孔17传递到麦克风11，避免对电子产品的回声和降噪算法的性能造成不良影响。

由于现有内置有麦克风的电子产品，都是将进声孔17开设在外壳13上正对麦克风11的位置处，这样虽然可以保证前腔16的体积最小，避免电子产品因前腔16设计过大而降低麦克风11对高频声音的响应性能，但是，麦克风11与进声孔17正对，会使得外界气流可以直接到达麦克风11，继而在麦克风11拾取到的声音中出现较大的风噪，影响用户的使用体验。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可衰减麦克风风噪的电子产品，通过对麦克风的前腔进行特殊设计，在提高电子产品的风噪防护性能的同时，可以减小因麦克风前腔的体积增大而对麦克风的高频响应性能造成的不良影响。

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：

一种可衰减麦克风风噪的电子产品，包括麦克风和外壳，在所述外壳上开设有多个进声孔，每一个进声孔与麦克风之间分别形成有一条独立的音频传输通道，且每一条音频传输通道的长度均大于麦克风到所述外壳的垂直距离，各条音频传输通道共同构成所述麦克风的前腔。

为了提高麦克风对高频声音的响应性能，优选设计所述前腔所等效的声容Ca≤Co，所述Co为根据麦克风单体的高频截止频率以及电子产品的应用场景对高频截止频率的要求确定出的麦克风前腔体积所等效的声容。

为了有效衰减风噪，在调整所述前腔的等效声容Ca时，优选采用以下的一种或多种方式：(1)延长所述音频传输通道的长度；(2)增加所述音频传输通道的数量；(3)增大所述音频传输通道的内径。

为了简化音频传输通道的设计，优选将每一个所述进声孔在外壳上的开设位置均与麦克风在所述外壳上的正投影位置相错开。由此，即便将音频传输通道设计成直线通道，相比传统设计，麦克风的前腔长度也已加长。增加麦克风前腔的长度，可以衰减气流在麦克风前腔内的传播，继而起到降低风噪的作用。

为了进一步阻碍引起风噪的气流在音频传输通道中的传播，实现风噪更大幅度的衰减，本实用新型优选将所述音频传输通道设计成非直线通道，例如折线通道或曲线通道等。

为了获得更好的风噪抑制效果，在每一条所述的音频传输通道中均设置有防风泡棉，所述防风泡棉的材质和密度的选择应保证麦克风所需接收频段的声音均能穿透所述防风泡棉并传播至所述麦克风。

进一步的，所述麦克风布设在线路板上，所述线路板内置于外壳中且与外壳间隔开一段距离，在所述线路板与外壳之间设置有密封胶套，所述密封胶套包括底面和环形周面，所述底面与所述线路板相贴合，且仅允许所述麦克风穿过所述底面，利用隔离物对所述密封胶套和外壳所围成的腔体进行分割，形成所述的各条音频传输通道。

优选的，所述隔离物可以是外壳的一部分，该部分向密封胶套的底面方向凸出，且与密封胶套的底面间隔开一段距离。或者，所述隔离物可以是橡胶挡块，贴附在外壳的内壁上且向密封胶套的底面方向延伸，但与密封胶套的底面间隔开一段距离。

为了对电子产品起到防尘、防水和非常弱的防风作用，在所述外壳的内壁开设进声孔的位置处还贴附有网布，通过所述网布遮挡所述进声孔。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型通过增加麦克风前腔的长度，使得气流在前腔中的传播能量得以衰减，继而达到了有效抑制风噪的效果。与此同时，本实用新型通过在内置有麦克风的电子产品上开设多个进声孔，并在每一个进声孔与麦克风之间分别形成一条音频传输通道，通过采用多条音频传输通道并行设置的方式形成麦克风的前腔，由此可以减小麦克风前腔的等效声容，使得麦克风对高频声音的响应性能不会因为麦克风前腔的体积增大而受到影响，继而显著提升了麦克风的收音性能，改善了用户的使用体验。

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是传统电子产品中的麦克风前腔的结构示意图；

图2是本实用新型所提出的电子产品中麦克风前腔的一种实施例的结构示意图。

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。

在改善麦克风的风噪方面，目前最常见且最直接的方法是在麦克风周围包裹防风材料，例如，在电视上经常见到的有些新闻记者在恶劣天气户外报道时所使用的话筒，在话筒的外部就包裹有厚实的防风罩。但是，这种防风降噪方法在内置有麦克风的电子产品中并不适用。为了改善该类电子产品的防风噪性能，本实施例提出增大麦克风前腔体积的设计思想，通过拉长麦克风前腔的长度，来衰减气流在前腔内的传播，继而达到改善麦克风风噪性能的技术效果。但是，麦克风前腔体积的增大，会降低麦克风的高频响应性能，使得麦克风可拾取到的声音的高频截止频率前移。例如，对于正常情况下可拾取100Hz-10KHz声音的麦克风，若将其前腔体积增大，可能会导致麦克风仅能拾取到频率在100Hz-6KHz范围内的声音，而大于6KHz以上的声音将无法被麦克风拾取到，这在一定程度上会影响电子产品的正常使用。

为了使麦克风对高频声音的响应性能不会因为麦克风前腔体积的增大而受到影响，本实施例对麦克风的前腔进行特殊设计，采用在电子产品的外壳上开设多个进声孔，并在每一个进声孔与麦克风之间设计独立的音频传输通道，并设计每一条音频传输通道的长度均大于麦克风到所述外壳的垂直距离，即，每一条音频传输通道的长度均大于传统设计中麦克风前腔的长度，由此实现了麦克风前腔长度的拉长，在达到降低风噪效果的同时，由于此时的麦克风前腔由多条音频传输通道并行构成，而每一条音频传输通道在声学上等效于一个声容Ci(在电学上等效一个电容)，多条音频传输通道的并行设计方式使得麦克风前腔的等效声容Ca等于多条音频传输通道的等效声容Ci(i＝1,……，n；所述n为音频传输通道的总数量)的并联值，即，

由此使得麦克风前腔的等效声容Ca小于每一条音频传输通道的等效声容Ci。通过减小麦克风前腔的等效声容Ca，可以使得麦克风对声音的高频截止频率后移，继而保证了麦克风对高频声音的响应性能。

为了增加麦克风前腔的长度，本实施例优选让进声孔27不正对麦克风21，如图2所示，即，将每一个进声孔27在外壳23上的开设位置均与麦克风21在所述外壳23上的正投影位置相错开。由此一来，连通进声孔27与麦克风21的每一条音频传输通道26_1、26_2的长度L1、L2均大于图1所示的传统麦克风前腔16的长度L，通过拉长麦克风前腔26的长度，以衰减风在腔体内的传播，达到降低风噪的效果。

采用图2所示的进声孔27开设方式，每一条音频传输通道26_1、26_2既可以设计成直线通道，也可以设计成非直线通道。例如折线通道(如图2所示)、曲线通道、迂回通道等。由于非直线通道对气流传播的衰减效果优于直线通道，因此，本实施例优选将每一条音频传输通道26_1、26_2设计成非直线通道，以进一步提高风噪抑制效果。

当然，对于某一个进声孔27刚好开设在与麦克风21正对位置的情况，为了拉长麦克风的前腔26长度，可以将处于正对位置的进声孔27所对应的音频传输通道设计成非直线通道，而其余进声孔27所对应的音频传输通道既可以设计成直线通道，也可以设计成非直线通道，以同时满足衰减风噪以及保证麦克风高频响应性能的双重设计要求。

由于不同麦克风单体的高频截止频率不同，工作在不同应用场景中的电子产品对声音响应的频率范围不同，因此需要根据麦克风单体的高频截止频率以及电子产品的应用场景对高频截止频率的要求，共同确定出麦克风前腔26的体积，并根据该前腔26的体积确定出其等效的声容Co。将该声容Co作为麦克风前腔26的等效声容的最大值，设计本实施例的麦克风前腔26的体积，以使本实施例的麦克风前腔26的等效声容Ca≤Co。由于音频传输通道26_1或26_2越长，其等效的声容Ci就越大，为了使麦克风前腔26的等效声容Ca≤Co，就需要设计数量更多的音频传输通道。例如，如图2所示，若麦克风前腔26包括两条音频传输通道26_1、26_2，且每一条音频传输通道26_1、26_2的等效声容C1、C2均为2Co，则两条音频传输通道26_1、26_2并联后的等效声容Ca(即，前腔26的等效声容)：

由上式可见，当拉长麦克风前腔26的长度，使每一条音频传输通道26_1、26_2的等效声容C1、C2增加时，若C1＝C2＝2Co，则可以在电子产品中设置两条音频传输通道26_1、26_2，以使麦克风前腔26的等效声容Ca降低到Co，保证麦克风的高频响应性能。若设置多于两条的音频传输通道，则麦克风前腔26的等效声容Ca将小于Co，使麦克风的高频截止频率增大，实现麦克风对更高频率声音的拾取。

若为了进一步提高风噪抑制效果，可以进一步增加麦克风前腔26的长度，即，进一步拉长每一条音频传输通道的长度。此时，每一条音频传输通道的等效声容进一步加大，可能达到3Co。在这种情况下，可以在电子产品中设置三条或者三条以上的音频传输通道，同样可以使麦克风前腔26的等效声容Ca≤Co，保证麦克风21对高频声音的响应性能。

除了增加麦克风前腔26的长度可以有效衰减麦克风风噪以外，增大麦克风前腔26的内径，也可以起到衰减风噪的作用。小的前腔内径，会让风进入腔体后压强增大，继而产生更大强度的风噪。而增加麦克风前腔26的内径，可以使风进入到腔体后有更大的截面积进行缓冲，从而实现风噪的衰减。但是，增大麦克风前腔26的内径同样会导致前腔26的体积增加，继而降低麦克风21对高频声音的响应性能。因此，在设计前腔26中的每一条音频传输通道时，可以首先根据风噪衰减的要求，调整每一条音频传输通道的长度和内径；然后，根据每一条音频传输通道的等效声容确定出了音频传输通道的数量，继而满足麦克风21的高频响应性能。经实验证明，若前腔26结构设计得当，可衰减风噪20dB以上，且对麦克风的性能影响极小。

此外，为了进一步加强风噪抑制效果，还可以在每一条音频传输通道中分别增设防风泡棉30，如图2所示，以对进入前腔26的风进行缓冲。由于声音是通过空气分子的振动传播的，而风是空气的流动，选择材质和密度合适的防风泡棉30，可以很好地消减风噪，而不影响麦克风21对声音的响应性能。在本实施例中，所述防风泡棉30的材质和密度的选择应保证麦克风21所需接收频段的声音均能穿透所述防风泡棉30并传播至所述麦克风21。

图2示出了一种麦克风前腔的具体结构。将麦克风21布设在电子产品的内部线路板22上，所述线路板22可以是PCB印刷电路板，也可以是FPC柔性线路板。将线路板22安装在外壳23所形成的腔体中，且与外壳23间隔开一段距离。在外壳23与线路板22之间设置密封胶套25，以隔离出麦克风前腔26。在本实施例中，所述密封胶套25包括底面25_1和环形周面25_2。将密封胶套25的底面25_1与线路板22相贴合，利用密封胶套25对线路板22起到密封作用，以防止外物通过进声孔27接触到线路板22，危及线路板22的使用安全。在密封胶套25的底面25_1上开设一个仅容麦克风21穿过的通孔，将麦克风21通过所述通孔穿出底面25_1，进入麦克风前腔26。将密封胶套25的环形周面25_2的顶面25_3与外壳23的内壁28相贴合，所有进声孔27在外壳23上的开设位置均落入环形周面25_2所围成的区域内，以保证声音只能通过进声孔27传递到麦克风21。在密封胶套25和外壳23所围成的腔体内设置隔离物29，利用隔离物29对密封胶套25与外壳23所围成的腔体进行分割，以形成各条音频传输通道26_1、26_2。

图2以在外壳23上开设两个进声孔27为例进行说明。将两个进声孔27的开设位置均设计在不与麦克风21正对的位置，将介于两个进声孔27之间的外壳23设计成凸字形结构，凸出部分朝向密封胶套25的底面25_1方向,且与密封胶套25的底面25_1间隔开一段距离，以形成所述的隔离物29。由此，在每一个进声孔27与麦克风21之间均形成一个截面形状为L的音频传输通道，以有效衰减风噪。

当然，所述隔离物29也可以采用橡胶挡块或者其他介质贴附在外壳23的内壁28上形成。设计所述橡胶挡块29向密封胶套25的底面25_1方向延伸，但不与密封胶套25的底面25_1相贴合，而是与密封胶套25的底面25_1间隔开一段距离，以形成各条音频传输通道26_1、26_2。改变橡胶挡块29和密封胶套25的环形周面25_2的形状，可以形成不同形状的音频传输通道。

在每一个进声孔27处贴附网布24，具体可以将网布24贴附在外壳23的内壁28上，且对应进声孔27的位置处。通过网布24遮挡进声孔27，以对电子产品起到防尘、防水以及非常弱的防风作用。

本实施例的麦克风前腔设计，通过增加麦克风前腔的长度、内径尺寸以及添加防风材料，来改善电子产品的防风性能。通过并行布设多个音频传输通道开构成麦克风的前腔，由此可以减少甚至避免因降风噪而增大前腔体积对麦克风性能造成的不良影响，保证了麦克风对高频声音的响应性能。

本实施例的麦克风前腔设计尤其适合应用在用户在运动过程中佩戴的电子产品中，例如内置有麦克风的运动耳机、骑车眼镜等。

当然，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)

1.一种可衰减麦克风风噪的电子产品，包括麦克风和外壳，其特征在于，在所述外壳上开设有多个进声孔，每一个进声孔与麦克风之间分别形成有一条独立的音频传输通道，且每一条音频传输通道的长度均大于麦克风到所述外壳的垂直距离，各条音频传输通道共同构成所述麦克风的前腔。

2.根据权利要求1所述的可衰减麦克风风噪的电子产品，其特征在于，所述前腔所等效的声容Ca≤Co，所述Co为根据麦克风单体的高频截止频率以及电子产品的应用场景对高频截止频率的要求确定出的麦克风前腔体积所等效的声容。

3.根据权利要求2所述的可衰减麦克风风噪的电子产品，其特征在于，所述前腔的等效声容Ca采用以下的一种或多种方式进行调整：

（1）延长所述音频传输通道的长度；

（2）增加所述音频传输通道的数量；

（3）增大所述音频传输通道的内径。

4.根据权利要求1所述的可衰减麦克风风噪的电子产品，其特征在于，每一个所述进声孔在外壳上的开设位置均与麦克风在所述外壳上的正投影位置相错开。

5.根据权利要求4所述的可衰减麦克风风噪的电子产品，其特征在于，所述音频传输通道为非直线通道。

6.根据权利要求1所述的可衰减麦克风风噪的电子产品，其特征在于，在每一条所述的音频传输通道中均设置有防风泡棉，所述防风泡棉的材质和密度的选择应保证麦克风所需接收频段的声音均能穿透所述防风泡棉并传播至所述麦克风。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的可衰减麦克风风噪的电子产品，其特征在于，所述麦克风布设在线路板上，所述线路板内置于外壳中且与外壳间隔开一段距离，在所述线路板与外壳之间设置有密封胶套，所述密封胶套包括底面和环形周面，所述底面与所述线路板相贴合，且仅有所述麦克风穿过所述底面，利用隔离物对所述密封胶套与外壳所围成的腔体进行分割，形成所述的各条音频传输通道。

8.根据权利要求7所述的可衰减麦克风风噪的电子产品，其特征在于，所述隔离物为外壳的一部分，该部分向密封胶套的底面方向凸出，且与密封胶套的底面间隔开一段距离。

9.根据权利要求7所述的可衰减麦克风风噪的电子产品，其特征在于，所述隔离物为橡胶挡块，贴附在外壳的内壁上且向密封胶套的底面方向延伸，但与密封胶套的底面间隔开一段距离。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的可衰减麦克风风噪的电子产品，其特征在于，在所述外壳的内壁开设进声孔的位置处贴附有网布，通过所述网布遮挡所述进声孔。