亥姆霍兹共振器的制作方法

本实用新型涉及一种亥姆霍兹共振器，尤其涉及一种可用电路调整共振频率的亥姆霍兹共振器。

背景技术：

亥姆霍兹共振器是一种最基本的声共振系统，其利用共振现象进行声学测量。传统的亥姆霍兹共振器是由颈部及背腔组成，其声学共振吸收峰或者反射峰由颈部大小和长度以及背腔体积大小决定，由于它只在共振频率附近有吸声或者反射声的作用，所以需要很大的背腔体积才能达到比较低频的控制效果。同时，亥姆霍兹共振器很难控制一些频率随时间改变的噪声。目前，可调的亥姆霍兹共振器主要由机械式和机电式两种。机械式可调亥姆霍兹共振器利用电机控制阀门以调节亥姆霍兹共振器的颈部或背腔体积，而机电式可调亥姆霍兹共振器利用压电陶瓷作为背板来改变背腔的声学阻抗从而调节亥姆霍兹共振器的共振频率。但是，这两种可调亥姆霍兹共振器的机械结构都比较复杂、共振频率的可调范围也比较窄。

技术实现要素：

因此，本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种亥姆霍兹共振器，其包括颈部和与颈部相连的背腔，其特征在于，还包括至少一个声电转换器，用于提供附加声阻抗以调节所述亥姆霍兹共振器的共振频率，所述至少一个声电转换器的两端分别连接至分流电路的两端以调节所述附加声阻抗。

根据本实用新型的亥姆霍兹共振器，优选地，所述亥姆霍兹共振器的背腔的侧壁设置有至少一个开口，所述至少一个声电转换器固定至所述背腔的侧壁外侧，并且所述至少一个声电转换器的位置与所述至少一个开口的位置对应。

根据本实用新型的亥姆霍兹共振器，优选地，所述至少一个声电转换器设置有背腔。

根据本实用新型的亥姆霍兹共振器，优选地，所述至少一个声电转换器的背腔与所述亥姆霍兹共振器的背腔紧密结合。

根据本实用新型的亥姆霍兹共振器，优选地，所述至少一个声电转换器借由隔板固定在所述背腔内。

根据本实用新型的亥姆霍兹共振器，优选地，所述声电转换器为动圈式扬声器。

根据本实用新型的亥姆霍兹共振器，优选地，所述亥姆霍兹共振器的背腔的形状为立方体、圆柱体或球体。

根据本实用新型的亥姆霍兹共振器，优选地，所述分流电路为无源电路。

根据本实用新型的亥姆霍兹共振器，优选地，所述无源电路包括电阻、电容和/或电感。

根据本实用新型的亥姆霍兹共振器，优选地，所述电阻为可变电阻。

根据本实用新型的亥姆霍兹共振器，优选地，所述电感为可变电感。

根据本实用新型的亥姆霍兹共振器，优选地，所述电容为可变电容。

与现有技术相比，本实用新型可以用更小体积的亥姆霍兹共振器控制低频噪声，通过调节分流电路，本实用新型的亥姆霍兹共振器的共振频率在相同构造的传统亥姆霍兹共振器的共振频率的±1/3倍频程上移动。

附图说明

以下参照附图对本实用新型实施例作进一步说明，其中：

图1为根据本实用新型的第一实施例的亥姆霍兹共振器的纵剖面视图；

图2为图1中所示的分流电路的电路图；

图3为根据本实用新型的第二实施例的亥姆霍兹共振器的纵剖面视图；

图4为现有技术的亥姆霍兹共振器的纵剖面视图；以及

图5为根据本实用新型的背腔内直接安装有动圈式扬声器的亥姆霍兹共振器的纵剖面视图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

第一实施例

该实施例提供一种亥姆霍兹共振器，参见图1所示的该实施例的亥姆霍兹共振器的纵剖面视图，其包括共振器背腔1和颈部2，在该实施例中，共振器背腔1为立方体结构，颈部2一端与共振器背腔1相连，另一端与管道(例如通风管道，未示出)连通，共振器背腔1的与颈部2所在侧壁相邻的侧壁上安装有动圈式扬声器6，动圈式扬声器是最常用的扬声器，也称为电动式扬声器，扬声器中的线圈运动，就带动膜片振动，继而压缩或拉伸空气，从而传播声波。在该实施例中，采用无源动圈式扬声器。动圈式扬声器6还设置有背腔3，背腔3能够隔绝外界环境对动圈式扬声器6的影响。具体地参见图1，在共振器背腔1的侧壁上具有一开口，该开口的尺寸与动圈式扬声器6的喇叭口的尺寸相当或者略小于动圈式扬声器6的喇叭口的尺寸，通过动圈式扬声器的喇叭口的边缘和共振器背腔1侧壁开口边缘上的相互配合的连接部件(例如螺丝、卡扣等)将动圈式扬声器6固定在共振器背腔1的侧壁上，并且动圈式扬声器的背腔3紧密结合至共振器背腔1的外侧。动圈式扬声器6的背腔3的侧壁上设置有导线通孔，用于动圈式扬声器6与分流电路的连接，具体地，动圈式扬声器6具有分别连接至动圈的两端的两个接线端口，其分别连接至分流电路的两端。亥姆霍兹共振器的共振频率是由其声阻抗Z(f)决定的，在共振频率f0处，声阻抗Z(f0)＝0，即零声阻抗对应的频率就是共振频率。当在亥姆霍兹共振器中设置一个动圈式扬声器时，动圈式扬声器附加给亥姆霍兹共振器一个额外的声阻抗Z1(f)，其中B为扬声器气隙中磁场强度，l为线圈有效线长，Adp为扬声器的面积，Ze为线圈及分流电路中的电阻抗。例如，对于一个串联的RLC电路，

其中Lc和Rc分别为扬声器线圈的固有电阻和电感。如果电路为其它形式，那么Ze即为对应电路及线圈的总电阻抗。可以看出，动圈式扬声器所提供的额外的声阻抗Z1(f)由动圈式扬声器的分流电路参数(例如电阻、电容或电感)决定。

设置有动圈式扬声器的亥姆霍兹共振器的声阻抗Z’(f)＝Z(f)+Z1(f)。而分流电路的电路参数控制Z1(f),从而控制系统声阻抗Z’(f)的0点，使得亥姆霍兹共振的共振频率从f0变换至f0’。具体地，使Z’(f)＝Z(f)+Z1(f)的虚部为0，便可根据方程求得共振频率。因此，当动圈式扬声器6与分流电路5相连时，调节分流电路5的参数，就可以改变亥姆霍兹共振器的共振频率。分流电路5的示例性结构如图2所示，其包括彼此串联连接的电阻7、电容8和电容9，优选地，电阻7的电阻值小于2Ω，电感8的电感值为50uH-10mH，以及电容9的电容值为1uF-100mF，通过外设或内设的调节部件(例如调节按钮)根据需要调节电路参数。

第二实施例

图3是根据本实用新型的第二实施例的亥姆霍兹共振器的纵剖面视图，其结构与第一实施例的结构基本相同，区别在于，动圈式扬声器安装在背腔的与颈部相对的壁面上，并且分流电路安装在动圈式扬声器背腔的内部。同样地，当调节分流电路的参数时，就可以改变亥姆霍兹共振器的共振频率。

第三实施例

该第三实施例提供又一种亥姆霍兹共振器。在该实施例中，共振器的背腔为圆柱体，动圈式扬声器安装在背腔的与颈部相对的壁面上。其纵剖面视图亦可以参见图3。

为了体现本实用新型的效果，发明人将相同结构的没有动圈扬声器和有动圈扬声器的亥姆霍兹共振器的共振频率进行比较。图4所示的为现有技术的常规亥姆霍兹共振器，其与图3所示结构的区别在于没有动圈扬声器和相应的分流电路。在图4中，亥姆霍兹共振器背腔是一个0.1m×0.1m×0.122m的立方体，颈部长度为0.01m，颈部通孔直径为0.05m，经测量，该亥姆霍兹共振器的共振频率为300Hz。然后，在该亥姆霍兹共振器的背腔顶壁设置一个动圈扬声器，结构如图3所示，该动圈扬声器的分流电路的结构如图2所示，其中电阻为1Ω，电感为1mH，电容为0.5mF，此时，经测量，该亥姆霍兹共振器的共振频率为202Hz。可以看出，具有动圈扬声器的亥姆霍兹共振器的共振频率向低频移动了1/3倍频程。通过将分流电路的参数调节至不同的值，就可以得到不同的共振频率。

根据本实用新型的其他实施例，可以将动圈式扬声器直接安装在亥姆霍兹共振器的背腔内，在这种情况下，为了固定动圈式扬声器，用一块密封板将亥姆霍兹共振器的背腔隔出适当体积，并在密封板上开洞，用于安装扬声器，参见图5所示的背腔内直接安装有动圈式扬声器的亥姆霍兹共振器的纵剖面视图。

根据本实用新型的其他实施例，亥姆霍兹共振器的背腔为球形。

根据本实用新型的其他实施例，分流电路是一种无源电路，由任意的无源电子元件组成。

根据本实用新型的其他实施例，在背腔的腔壁内设置多于一个动圈式扬声器。

在本实用新型中，给已有的亥姆霍兹共振器施加一个额外的声阻抗来调节共振频率，动圈式扬声器将电阻抗转换成声阻抗施加给亥姆霍兹共振器，本领域技术人员可以理解，本领域公知的其他实现电阻抗-声阻抗转换的声电转换器都可以实现本实用新型。

本实用新型可以用更小体积的亥姆霍兹共振器控制低频噪声，通过调节分流电路，本实用新型的亥姆霍兹共振器的共振频率在相同构造的传统亥姆霍兹共振器的共振频率的±1/3倍频程上移动。

虽然本实用新型已经通过优选实施例进行了描述，然而本实用新型并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本实用新型范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。