音频系统和移动终端的制作方法

本实用新型涉及音频技术，尤其涉及一种音频系统和移动终端。

背景技术：

随着生活水平的不断提高，手机及各类移动终端的应用也越来越广泛，手机及各类移动终端可用于实现通话、听音乐、看视频等功能，这些功能的好坏与音频的好坏有直接的关系。随着科技的不断提高以及人们品味的提升，用户对于音频的要求也越来越高。

目前手机以及各类移动终端中增大声音响度以及提高重低音品质的主要方法就是利用音频扩大设备以及智能功放等技术，通过增大输出功率以及通过各类滤波器技术如无线脉冲响应滤波器、非递归型滤波器或者椭圆滤波器等来提高低音音效，上述技术通常成本高昂，调试复杂，甚至会大幅提高系统的功耗。

由此可知，现有的增大声音响度以及提高重低音品质的方法存在一定的局限性。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种音频系统和移动终端，以达到降低音频系统低频失真以及提高音量的作用。

本实用新型一方面提供一种音频系统，包括：倒相管以及设置在所述倒相管内部的喇叭；其中，所述倒相管中设置有隔板，所述隔板将所述倒相管分为第一腔体、第二腔体，且所述隔板上开设有导音孔；所述喇叭设置在所述第一腔体内，所述喇叭的开口朝向所述导音孔，且所述喇叭的开口贴合设置所述隔板上；所述第二腔体的侧壁上开设有至少一个采音孔，所述采音孔中设有采音管。设置采音孔远小于倒相管内腔的表面积，这样形成一个亥姆霍兹共鸣器，实现对低频的放大，降低低频失真，提高低频的品质。

进一步地，所述第二腔体的体积大于所述第一腔体的体积。第一腔体体积小于第二腔体的体积，喇叭振动发出的声波在第一腔体运动时能够迅速返回，并与第二腔体内的声波叠加，加强声波的振幅。

进一步地，所述第二腔体的长度不小于所述第一腔体的长度，所述第二腔体的横截面的面积与所述第一腔体的横截面的面积相同。使第一腔体与第二腔体之间除了长度不同以外的参数均相同，方便制造。

进一步地，所述第一腔体的内表面上设置有填充物，所述填充物与所述隔板围设形成音腔。在第一腔体内设置填充物，将第一腔体进一步缩小，使声波能够更快反弹。

进一步地，所述音腔的形状为球体或立方体。音腔设置为球形能够达到较好的增强声波的效果，为了制造方便，将音腔设置为立方体。

进一步地，所述喇叭的开口的外径大于所述导音孔的内径。将喇叭的开口的外径设置为大于所述导音孔的内径，方便喇叭的安装。

进一步地，所述倒相管为立方体结构。将倒相管设置为立方体结构，方便倒相管的制造。

进一步地，所述导音孔设置在所述隔板的中部。

本实用新型另一方面提供一种移动终端，所述移动终端的壳体内设置有前述的音频系统。通过前述音频系统，使终端的声音低频失真更小，低频品质更好，同时增大了终端的音量。

进一步地，所述壳体上设置有至少一个出音孔，所述出音孔的数量与形状与所述采音孔的数量和形状相同，且所述出音孔正对所述采音孔设置。音频系统传送出的声波通过采音孔传出，并经由采音孔传送到出音孔，实现声波的传送。

本实用新型音频系统和移动终端，所述音频系统设置有倒相管以及设置在所述倒相管内部的喇叭，在倒相管中设置有隔板，通过隔板将倒相管分为第一腔体、第二腔体，在隔板上开设有导音孔，喇叭设置在第一腔体内，喇叭的开口朝向导音孔，且喇叭的开口贴合设置隔板上，第二腔体的侧壁上开设有至少一个采音孔。因为设置了第一腔体，因此，喇叭发出声波经由第一腔体弹回，然后被弹回的声波与在第二腔体内传动的声波叠加，使声波增强，从而使音频系统的声音低频失真小，低频品质更好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型音频系统的结构示意图；

图2为本实用新型移动终端实施例一的结构示意图；

图3为本实用新型移动终端实施例二的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型中所用涉及的原理是亥姆霍兹共振原理，先对亥姆霍兹共振原理以及亥姆霍兹共鸣器描述如下：

首先，建立一个由理想刚体构成的密闭空腔，这个空腔就叫做亥姆霍兹共振腔，在空腔的表面开一个面积相对于空腔表面积很小的孔，在孔上插入一根空心刚体管道，组成的结构就称为亥姆霍兹共鸣器对于一个亥姆霍兹共鸣器而言，当其内部空气受到外界波动的强制压缩时(无论强制力施加于空腔内的空气还是管道内的空气，施加的外力是来自声波还是腔体振动)，管道内的空气会发生振动性的运动，而空腔内的空气对之产生恢复力(换句话说，共振腔内的空气是一个“空气弹簧”)。在声波波长远大于共鸣器几何尺度的情形下，可以认为共鸣器内空气振动的动能集中于管道内空气的运动，势能仅与腔体内空气的弹性形变有关。这样，这个共鸣器是由管道内空气有效质量和腔体内空气弹性组成的一维振动系统，因而对施加作用的波动有共振现象在强度为一定的振动作用下在这个频率时，管道内空气的振动速度达到最大。这就是所谓的亥姆霍兹共振原理亥姆霍兹共鸣器是一种高效率的声能转换装置，它既可以在内部设计吸音材料，成为共振吸音结构在管口处具有相当强大的消耗接近频率的外界声波的吸音能力，或者，也可以通过驱动其内部空气，将微小的振动转换为强度很高的声波从管口传输出去。由于这是一种不需要任何独立能源，完全依靠外界振动激发的高效率声能转化装置，所以亥姆霍兹共鸣器的应用范围很广，作为吸声装置，其最典型的应用就是音乐厅、电影院吸音墙的微结构，而作为扩声装置，其最典型的应用就是各种乐器的共鸣箱。

本实用新型中实现声波的叠加，提高低频的品质，本实用新型中通过喇叭发出声波，现对声波以及喇叭发声的过程及原理进行简要描述如下：

声音是由物体振动产生的声波。是通过介质(空气或固体、液体)传播并能被人或动物听觉器官所感知的波动现象。最初发出振动(震动)的物体叫声源。声音以波的形式振动(震动)传播。声音是声波通过任何物质传播形成的运动。声音是一种压力波：当演奏乐器、拍打一扇门或者敲击桌面时，他们的振动会引起介质——空气分子有节奏的振动，使周围的空气产生疏密变化，形成疏密相间的纵波，这就产生了声波，这种现象会一直延续到振动消失为止。声音的传播用量子力学解释便是原子的运动，形成了声波。

喇叭又称为扬声器，喇叭为电声元件，作用是将电信号转换为声音，即转换成声波。现今最常用的扬声器为电动式锥形纸盆扬声器。电动式锥形扬声器即纸盆扬声器，尽管现在振膜仍以纸盆为主，但同时出现了许多高分子材料振膜、金属振膜。目前广泛引用的扬声器是电动式扬声器，由振动膜、音圈、永久磁铁、支架等组成。当扬声器的音圈通入音频电流后音圈在电流的作用下便产生交变的磁场，永久磁铁同时也产生一个大小和方向不变的恒定的磁场。由于音圈所产生磁场的大小和方向随音频电流的变化不断地在改变，这样两个磁场的相互作用使音圈作垂直于音圈中电流方向的运动，由于音圈和振动膜相连，从而带动振动膜产生振动，由振动膜振动引起空气的振动而发出声音。当输入音圈的电流越大，其磁场的作用力越大，振动膜振动的幅度也就越大，声音则越响。扬声器发出高音的部分主要在振动膜的中央，当扬声器振动膜的中央材质越硬，则其重放的声音效果越好。扬声器发出低音的部分主要在振动膜的边缘，如果扬声器的振动膜边缘较为柔软且纸盆口径较大，则扬声器发出的低音效果越好。喇叭的种类繁多，但不论何种类型的喇叭，要实现喇叭发声大多采用如下方式：音频电能通过电磁，压电或静电效应，使喇叭的纸盆或膜片振动并与周围的空气产生共振而发出声音。

对本实用新型中所用到的其他概念描述如下：

共振是物理学上的一个运用频率非常高的专业术语，是指一物理系统在特定频率下，比其他频率以更大的振幅做振动的情形；这些特定频率称之为共振频率。在共振频率下，很小的周期振动便可产生很大的振动，因为系统储存了动能。当阻力很小时，共振频率大约与系统自然频率或称固有频率相等，后者是自由振荡时的频率。自然中有许多地方有共振的现象如：乐器的音响共振、太阳系一些类木行星的卫星之间的轨道共振、动物耳中基底膜的共振，电路的共振等。人类也在其技术中利用或者试图避免共振现象。

谐振，即物理的简谐振动，物体的加速度在跟偏离平衡位置的位移成正比，且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动。在物理学里，有一个概念叫共振：当驱动力的频率和系统的固有频率相等时，系统受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。电路里的谐振其实也是这个意思：当电路中激励的频率等于电路的固有频率时，电路的电磁振荡的振幅也将达到峰值。实际上，共振和谐振表达的是同样一种现象。这种具有相同实质的现象在不同的领域里有不同的叫法而已。

图1为本实用新型音频系统的结构示意图。如图1所示，所述音频结构包括倒相管1以及设置在所述倒相管1内部的喇叭2；其中，所述倒相管1中设置有隔板3，所述隔板3将所述倒相管1分为第一腔体4、第二腔体5，且所述隔板3上开设有导音孔6；所述喇叭2设置在所述第一腔体4内，所述喇叭2的开口朝向所述导音孔6，且所述喇叭2的开口贴合设置在所述隔板3上；所述第二腔体5的侧壁上开设有至少一个采音孔7，所述采音孔7中设有采音管8。第一腔体4和第二腔体5的内表面可以是平滑的表面，也可以是凹凸的表面，但是优选的采用平滑的表面，采用平滑的表面声波能够更好的达到实现声波叠加的作用。

其中，喇叭2与隔板3之间的连接方式可以采用粘贴的方式，即通过粘结剂将喇叭2开口端粘贴到隔板3上，而对于粘贴剂的类型不做限定。同样的喇叭2与隔板3之间的连接方式也可以采用螺钉等连接方式，这种设定方式，在喇叭2上设置第一连接孔，并在隔板3上设置相应的第二连接孔，螺钉穿过第一连接孔和第二连接孔将喇叭2和隔板3连接成一体结构，喇叭2与隔板3之间也可以采用螺栓连接，采用螺栓连接的连接方式需要将上述的第一连接孔或第二连接孔的其中一个设置成通孔。当然喇叭2与隔板3之间的连接方式也可以为其他形式，如铆接等，只要能够实现喇叭2与隔板3之间的连接，且喇叭2与隔板3之间不发生错位即可。

在实现喇叭2与隔板3之间的连接时，需要将喇叭2的开口对准隔板3上的导音孔6，喇叭2的开口的外径大于所述导音孔6的内径，喇叭2的开口的外径比导音孔6的内经大，喇叭2才能方便的与隔板3的连接，通过隔板3实现喇叭2的固定。导音孔6和采音孔7的形状可以为圆形等，对此不做限定。导音孔6和采音孔7均是通孔，可以使喇叭2发出的声音顺利从倒向管1中传出。导音孔6设置在所述隔板3的中部，也可以设置在隔板3的其他位置，对此不作限定，为方便制作及安装喇叭、且为了能够达到更好的增加声波的效果，优选将导音孔6设置在所述隔板3的中部。

关于采用的喇叭2的类型，可以采用电喇叭等，对此不作限定。喇叭2的分类有很多，按换能机理和结构分动圈式(电动式)、电容式(静电式)、压电式(晶体或陶瓷)、电磁式(压簧式)、电离子式和气动式喇叭等，电动式喇叭具有电声性能好、结构牢固、成本低等优点，应用广泛；按声辐射材料分纸盆式、号筒式、膜片式喇叭；按纸盆形状分圆形、椭圆形、双纸盆和橡皮折环；按工作频率分低音、中音、高音，有的还分成录音机专用、电视机专用、普通和高保真喇叭等；按音圈阻抗分低阻抗和高阻抗；按效果分直辐和环境声等。本实施例中对于喇叭选择采用何种类型不做限定，只要能够实现喇叭发声即可。通常在使用喇叭2实现发声时，还存在电源，电源与喇叭的音圈之间实现电连通，电源带动喇叭2工作。需要实现声波的发送时，电源给音圈供电，音圈在电流的作用下产生交变的磁场，永久磁铁同时产生一个大小和方向不变的恒定磁场，由于音圈所产生磁场的大小和方向随音频电流的变化不断地在改变，这样两个磁场的相互作用使音圈作垂直于音圈中电流方向的运动，由于音圈和喇叭2的振动膜相连，从而带动振动膜产生振动，由振动膜振动引起空气的振动而发出声音，产生声波发送。

其中，倒相管1为立方体结构，倒相管1内部为空腔结构，倒相管1上开设的采音孔7远小于倒相管1空腔结构的表面积，采音管8的空心刚体管道，至于具体的材质，不做限定。采音孔7与采音管8的形状不做限定，采音孔7与采音管8的形状相互适配，可以采用圆形、椭圆等。在倒相管1内设置的隔板3将在倒相管1内部的空腔结构分为的两个腔体：第一腔体4和第二腔体5。喇叭2发声，喇叭2发出声波，由喇叭2发出的声波一部分往第二腔体5中运动，一部分往第一腔体4中运行，在第一腔体4中运行的声波撞击到第一腔体4的内壁上，内壁将声波弹回，弹回的声波与在第二腔体5中运行的声波相互叠加，同相位辐射出去，根据亥姆霍兹共振原理，叠加的声波对采音管8中的空气产生剧烈的振动，将采音管8管中空气推送出去，声波从采音孔7中传出。即从采音管8传出来的声波，并不是真正的喇叭2振膜背面的辐射声波，而是因为倒相管1体内的空气在喇叭2振膜背面的振动下被强制压缩，从而产生谐振，这种振动推动着采音管8内的空气发生高速的亥姆霍兹共振，剧烈而高速的采音管8的管道空气振动在采音管8的管道出口处用力推动倒相管1外的空气，从而产生了强大的声波。实际上可以认为，此时，采音口8成了一个虚拟的扬声器振膜。这样本实施例中的倒相管1构成一个亥姆霍兹共鸣器，通过倒相管1将喇叭2发出的声音增强，通过采音孔7传出。

本实施例中，倒相管1构成一个亥姆霍兹共鸣器，在倒相管1中，真正的发声源是倒相管1内高速振动的空气，喇叭2此时只是起了一个驱动器的作用，虽然振动的最初来源是喇叭2，但发声的却不是它。这就如同在普通的喇叭2上，真正主动振动的，其实是喇叭2内部的音圈而不是看得见的振膜。但发声的却是振膜而不是音圈。倒相管1由于是一个开放的亥姆霍兹共振腔，由于亥姆霍兹共振的存在，它可以将喇叭2在接近喇叭2最低谐振频率时的振动加以高效转换，使之分解为在该频率上下两个频率范围上较小强度的谐振，使得倒相管1能够在本来喇叭2工作效率很低的频率乃至低于喇叭2最低谐振频率的频率下发出可闻的声音(倒相管1能输出的最低频率要低于喇叭2的最低谐振频率)。倒相管1充分利用了喇叭2背面的振动能量，喇叭2背面的振动能量经腔体内壁反弹后，与喇叭2前面的振动能量叠加，利用了倒相管1内部的能量实现声波的叠加，便能够达到加强低频的效果，而不是将其在倒相管1内部消耗掉。

本实施例中，音频系统包括倒相管，以及设置在所述倒相管内部的喇叭，所述倒相管中设置有隔板，所述隔板将所述倒相管分为第一腔体、第二腔体，且所述隔板上开设有导音孔；所述喇叭设置在所述第一腔体内，所述喇叭的开口朝向所述导音孔，且所述喇叭的开口贴合设置所述隔板上；所述第二腔体的侧壁上开设有至少一个采音孔，其中采音孔远小于倒相管的内表面，所述采音孔中设有采音管。上述倒相管构成一个亥姆霍兹共鸣器，当喇叭发出声音产生声波时，产生的声波一部分往第一腔体内运动，一部分往第二腔体内运动，往第一腔体内运动的声波在碰到第一腔体内壁时反弹回往来时路线运动，这部分反弹回的声波与在第二腔体内运动的声波叠加，声波的波长远大于倒相管的几何尺寸，叠加后的声波对采音管中的声音产生强大的推动力，倒相管体内的空气在喇叭振膜背面的振动下被强制压缩，从而产生谐振这种振动推动着采音管内的空气发生高速的亥姆霍兹共振，剧烈而高速的采音管的管道空气振动在采音管的管道出口处用力推动倒相管外的空气，从而产生了强大的声波，达到提高低频的效果。

进一步地，为了使在第一腔体4中传送的声波能够迅速返回并与在第二腔体5中传送的声波叠加，可设置第二腔体5的体积大于所述第一腔体4的体积。喇叭2发出的声波一部分在第一腔体4中传播，一部分在第二腔体5中传播，而在声波在传送的过程中，必不可少的会存在一定的能量的损耗，这样的损耗会降低声波的振幅，降低振幅相当于降低了声音的音量，因此，设置第一腔体4的体积小于第二腔体5的体积，为了能够使在第一腔体4中运行的声波快速回传，回传的声波能够与第二腔体5中运行的声波叠加，运行的路程越短，损耗的能量就越少，则叠加后的声波的振幅就越高，音量的增强越明显。其中可使第二腔体5的长度不小于所述第一腔体4的长度，所述第二腔体5的横截面的面积与所述第一腔体4的横截面的面积相同，可选的使第一腔体4和第二腔体5在宽度方向上相同，在厚度方向上也相同。这样的设置方式，使得第一腔体4和第二腔体5在除了长度方向上不一样以外，宽度和厚度都相同，方便制造。

进一步地，所述第一腔体4的内表面上设置有填充物9，所述填充物9与所述隔板3围设形成音腔10，通过设置的填充物9将第一腔体4的内腔的体积进一步缩小。对填充物所采用的材料不做限定，只要不吸收音波即可。也可以在为填充物采用任意材质，可吸音，也可不吸音，但在填充物正对隔板3的一侧上设置围板，这个围板采用不吸收音波的材质。音腔10的形状为球体或立方体，采用球体能够使喇叭2发出的声波等距离的被反弹回来，能够更好的实现叠加，若为了方便制作则将音腔设置为立方体。声波的传送的过程中不可避免的存在能量的损耗，能量的损耗导致声波的振幅降低，因此，将第一腔体4的体积进一步缩小，能够使在第一腔体4中运行的声波被更快的反弹回来，与在第二腔体5中运行的声波发生叠加，声波在第一腔体4中运行反弹的时间越短，则损失的能量就越少，声波降低的振幅就越少，这样声波的增强的效果就更好。

本实用新型另一方面提供一种移动终端11，如图2所示，移动终端11的壳体12内设置有上述的音频系统。壳体12上设置有至少一个出音孔13，所述出音孔13的数量与形状与所述采音孔7的数量和形状相同，且所述出音孔13正对所述采音孔7设置。

其中，终端可以是手机、移动平板等。以手机为进行说明，手机的壳体2具有顶面、背面以及四个侧面，可将出音孔13设置在四个侧面中的底面上。上述音频系统通过连接结构放置到手机的壳体2内，与手机固定连接。音频系统中喇叭发出的声波通过的采音孔7传送到出音孔13，然后经出音孔13传出。根据手机整体布置要求，也可以将出音孔13设置在手机的背面。

其中，采音孔7之间的连接方式出音孔13，可以是在音频系统上设置数量与出音孔13数量相适配的采音孔7，然后在安装音频系统的过程中，采音孔7直接对准出音孔13，如图2所示。也可以在音频系统上只设置一个采音孔7，在采音孔7与出音孔13采用导管连接，通过导管将从采音孔7传出的声波传送到出音孔13并传出，如图3所示。

音频系统时，通过电源给喇叭的音圈供电，音圈在电流的作用下产生交变的磁场，永久磁铁同时产生一个大小和方向不变的恒定磁场，由于音圈所产生磁场的大小和方向随音频电流的变化不断地在改变，这样两个磁场的相互作用使音圈作垂直于音圈中电流方向的运动，由于音圈和喇叭2的振动膜相连，从而带动振动膜产生振动，由振动膜振动引起空气的振动而发出声音，产生声波发送，关于安装在手机内部的喇叭的供电电源，可以采用独立的电源，也可以直接采用手机的电源。手机内部还可以设置一个控制器，控制器与音频系统连接，这样当用户用手机进行音乐、视频等的播放时，通过控制器控制音频系统对音乐、视频等进行声音的放大。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本公开的其它实施方案。本实用新型旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。