声学模组及电子设备的制作方法

1.本技术属于音频技术领域，具体涉及一种声学模组及电子设备。


背景技术：

2.随着技术的进步，手机、平板电脑等电子设备的性能不断提升，其中，随着用户对视听功能的要求越来越高，进而需要提升扬声器模组的品质。
3.在相关技术中，扬声器模组包括壳体和扬声器单体，扬声器单体将壳体分为前音腔和后音腔，业内采用在后音腔中填充吸音材料来提升低频性能，但该方式操作过程较为繁琐，且带来的低频性能提升有限，同时还会导致扬声器模组出现较高的频响谐振峰而影响整体声学性能。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的是提供一种声学模组及电子设备，以提升声学模组的低频性能，并有效降低频响谐振峰。
5.为了解决上述技术问题，本技术是这样实现的：
6.第一方面，本技术实施例提供了一种声学模组，其包括第一壳体和扬声器单体，所述第一壳体具有第一收容腔，所述扬声器单体设置于所述第一收容腔；所述扬声器单体包括第一振膜，所述第一振膜将所述第一收容腔限定出前音腔和后音腔；
7.所述声学模组包括第二振膜，所述第二振膜设置于所述后音腔，并在所述后音腔内限定出密封的调谐空间，所述调谐空间内填充有调谐介质，所述调谐介质的密度小于空气密度。
8.第二方面，本技术实施例提供了一种电子设备，其包括本技术实施例第一方面所提供的声学模组，所述电子设备包括第一外壳、第二外壳和功能器件，所述第一外壳和所述第二外壳组合形成第二收容腔，所述功能器件和所述声学模组定位设置于所述第二收容腔。
9.在本技术实施例中，由于第二振膜在后音腔内限定出密封的调谐空间，当扬声器单体工作时，后音腔内的声波会作用于第二振膜而驱动第二振膜振动；同时，由于调谐空间内的调谐介质的密度小于空气密度，第二振膜在振动时调谐介质的等效顺性在低频段能够产生正顺性，其能够拉升低频而提升声学模组的低频性能；正是由于调谐介质的密度小于空气密度，第二振膜在振动时难以与第一振膜的频率相匹配，特别是在高频段，第二振膜在调谐空间的振动能够产生反谐振，其能够有效压低扬声器单体的谐振峰而降低声学模组的频响谐振峰，进而改善音质失真、优化声学模组的声学性能。
附图说明
10.图1为本技术实施例公开的声学模组的分解结构示意图；
11.图2为本技术实施例公开的声学模组的轴测剖视图；
12.图3为关于图2中a处的局部放大图；
13.图4为本技术实施例公开的电子设备的局部剖视图；
14.图5为本技术实施例公开的声学模组的电学类比示意图；
15.图6为本技术实施例公开的声学模组的变化力顺与频率的关系示意图；
16.图7为本技术实施例公开的声学模组与相关技术的频率响应曲线的对比图。
17.附图标记说明：
18.100
‑
第一壳体、110
‑
第一子壳、120
‑
第二子壳、
19.200
‑
扬声器单体、210
‑
第一振膜、
20.300
‑
增效组件、310
‑
第二振膜、320
‑
第二壳体、330
‑
调谐质量块、
21.400
‑
承载台、410
‑
台阶部、
22.500
‑
防尘件、
23.600
‑
第一外壳、700
‑
第二外壳、800
‑
屏幕、900
‑
电池、
24.c1
‑
前音腔、c2
‑
后音腔、c3
‑
调谐空间、c4
‑
第二收容腔、
25.g1
‑
振动间隙、g2
‑
安装槽、p
‑
导音通道、h
‑
出音孔。
具体实施方式
26.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
28.以下结合附图，详细说明本技术实施例公开的技术方案。
29.为了解决相关技术中扬声器存在的低频性能较差、频响谐振峰较高的技术问题，本技术实施例提供一种声学模组。如图1～图4，本技术实施例所公开的声学模组包括第一壳体100、扬声器单体200和第二振膜310。在本技术实施例中，声学模组的具体类型可以有多种，例如喇叭、听筒、耳机等，本技术实施例对其不做限制。
30.其中，第一壳体100是声学模组的基础构件，其为声学模组的其他构件提供了安装基础，也起到一定的防护功能。具体地，如图1和图2所示，第一壳体100具有第一收容腔，扬声器单体200和第二振膜310均设置于第一收容腔内。为了便于实现拆装，第一壳体100可以包括第一子壳110和第二子壳120，第一子壳110和第二子壳120组合形成第一收容腔；在图1和图2的实施方式中，在组装时，将扬声器单体200和第二振膜310首先安装于第一子壳110上，再将第二子壳120扣合对接在第一子壳110上，即实现声学模组的组装；需要对声学模组进行检修维护时，将第二子壳120从第一子壳110上卸下即可。
31.扬声器单体200是声学模组的主要发声构件，其包括第一振膜210，扬声器单体200在工作时会驱动第一振膜210振动，第一振膜210会推动第一收容腔内的空气而产生声波，
第一壳体100设置有与外部连通的导音通道p，且导音通道p与第一收容腔连通，则扬声器单体200产生的声波可以通过导音通道p而传出。当然，为了能够正常发声，第一振膜210将第一收容腔限定出前音腔c1和后音腔c2，第一振膜210通过交替朝向前音腔c1和后音腔c2振动而产生声波。
32.本技术实施例的第二振膜310设置于后音腔c2，并在后音腔c2内限定出密封的调谐空间c3，调谐空间c3内填充有调谐介质，调谐介质的密度小于空气密度。
33.应理解的是，基于第二振膜310的设置形式，第二振膜310也将后音腔c2分隔为调谐空间c3和另一个腔室，当第一振膜210振动时，其在后音腔c2产生的声波会传播至第二振膜310，并推动第二振膜310振动，振动的第二振膜310会挤压调谐空间c3内的调谐介质，在第一振膜210和第二振膜310的双重振动下，进而提升声学模组的低频性能。具体地，第二振膜310在振动时调谐空间c3内的调谐介质的等效顺性是随频率变化的复合顺性，但总体而言，调谐介质的等效顺性能够在低频段产生正顺性，进而达到拉升低频而提升声学模组的低频性能。
34.与此同时，由于调谐介质的密度小于空气密度，当第二振膜310振动时其频率会逐渐与第一振膜210的频率趋于不同，在频率逐渐升高的过程中，二者之间的频率匹配度也会越来越低；在进入到高频段后，第二振膜310在调谐空间c3的振动会产生与扬声器单体200的谐振峰相反的反谐振，第二振膜310的反谐振会阻碍吸收并压低扬声器单体200的谐振峰，这样就使得声学模组整体的频响谐振峰被降低，最终达到改善音质失真、优化声学模组的声学性能的目的。
35.在本技术实施例中，调谐介质的类型可以有多种，其可选为氦气和氖气，氦气和氖气均属于惰性气体，它们具备优秀的安全可靠性；或者，调谐介质也可选为氢气、氨气等其他密度小于空气的气体，但基于安全考虑，它们的适用性会较低；但是，基于实现本技术实施例中调谐介质的作用的前提，上述气体均能够满足要求。
36.由上述说明可知，在本技术实施例中，由于第二振膜310在后音腔c2内限定出密封的调谐空间c3，当扬声器单体200工作时，后音腔c2内的声波会作用于第二振膜310而驱动第二振膜310振动；同时，由于调谐空间c3内的调谐介质的密度小于空气密度，第二振膜310在振动时调谐介质的等效顺性在低频段能够产生正顺性，其能够拉升低频而提升声学模组的低频性能；正是由于调谐介质的密度小于空气密度，第二振膜310在振动时难以与第一振膜210的频率相匹配，特别是在高频段，第二振膜310在调谐空间c3的振动能够产生反谐振，其能够有效压低扬声器单体200的谐振峰而降低声学模组的频响谐振峰，进而改善音质失真、优化声学模组的声学性能。
37.如图1～图3所示，本技术实施例的声学模组可以包括增效组件300，增效组件300包括第二振膜310、调谐介质和第二壳体320，第二振膜310与第二壳体320之间限定出调谐空间c3。
38.应理解的是，在前述的后音腔c2未设置第二壳体320的实施方式中，第二振膜310可以通过与第一壳体100的内壁之间限定出调谐空间c3，该方案复用了第一壳体100的内壁而提升了结构紧凑性，但会导致安装成本变高。在本实施方式中，第二振膜310、调谐介质和第二壳体320组合形成增效组件300，这样就将增效组件300设计为一个模块化组件，其内部始终构造有填充有调谐介质的调谐空间c3，因此，在声学模组的组装过程中，仅需要将该增
效组件300固定在后音腔c2中即可，而不需要考虑如何设置第二振膜310来构造调谐空间c3以及如何填充调谐介质的问题，由此可见，该增效组件300无疑简化了安装过程而降低了安装成本。同时，模块化的增效组件300也便于批量生产，进而降低制造成本。
39.为了强化第二振膜310的振动效果，如图1～图3所示，本技术实施例的增效组件300还可以包括调谐质量块330，调谐质量块330设置于第二振膜310上。应理解的是，调谐质量块330具有一定的质量，其增加了第二振膜310上的负载，进而会改变第二振膜310的振动频率和振动幅度，以达到强化第二振膜310的振动效果。在第二振膜310的振动效果被强化的基础上，增效组件300无疑能够进一步地提升声学模组的低频性能和进一步地降低声学模组的频响谐振峰。
40.当然，本技术实施例的第二振膜310的边缘区域可以设置有折环，通过折环可进一步强化第二振膜310的振动效果。
41.在上述的增效组件300包括调谐质量块330的实施方式中，为了对本技术实施例的声学模组的有益效果进行论证，本技术实施例进行了电力声类比，具体内容如下：
42.如图5所示，图5示出了声学模组的电学类比示意图，其中，c0为原始系统(未设置增效组件300时)的力顺，虚线框内为增加的增效组件300，c
m
为增效组件300中的第二振膜310的声容(声顺)，m
m
为增效组件300中调谐质量块330的质量，r
m
为增效组件300的声阻，c2为增效组件300内调谐介质的声顺，p为调谐空间c3内的气压，u为体积流速度。
43.进行电力声类比：c
m
‑
c
m
，m
m
‑
l，r
m
‑
r，p
‑
ee，u
‑
i；其中，l为电感，r为电阻，ee为电动势，i为电流。
44.系统原始阻抗为：
[0045][0046]
增加增效组件300后，其阻抗为：
[0047][0048][0049]
定义等效力顺c
eff
，则
[0050][0051]
则
[0052][0053]
定义增效组件300的谐振频率ω0，
[0054][0055]
则
[0056][0057]
分母有理化后取实部，
[0058][0059]
令
[0060][0061]
则
[0062]
re(c
eff
)＝c0+δc
eff
[0063]
由上述推导可知，相较于原始系统，本技术实施例的声学模组能够在原始力顺c0上附加了一个随驱动频率ω变化的可变力顺δc
eff
，因此，只需要控制各参数，即可改变可变力顺δc
eff
的数值，当可变力顺δc
eff
为正值时，则声学模组的整体力顺变大，当可变力顺δc
eff
为负值时，则声学模组的整体力顺变小。
[0064]
在式中，电感l、电阻r和增效组件300的谐振频率ω0，可以对应通过调谐质量块330的质量、增效组件300的声阻和第二振膜310的振动频率来任意实现组合变化。
[0065]
可选地，设置以下参数：
[0066]
变量数值(国标单位)l(对应mm)50e
‑
6r(对应rm)10e
‑
3ω04000
[0067]
进而得到δc
eff
和驱动频率ω之间的关系如图6所示。
[0068]
基于图6可知，加入该增效组件300后，增效组件300所包括的调谐介质的等效顺性是随频率变化的复合顺性，其可在低频段产生正顺性，进而能起到降低后腔整体顺性、降低f0及拉升低频的作用；同时，在高频段区域，其能够产生一个与扬声器单体200的谐振峰相反的反谐振，其能够压低高频谐振峰fh处的峰值(可参见图7)，进而达到降低杂音、改善失真，最终实现对声学模组的声学性能的优化。
[0069]
为了便于设置扬声器单体200，如图1～图3所示，本技术实施例的第一收容腔内可以设置有承载台400，承载台400用于支撑安装扬声器单体200的至少部分边缘，承载台400即是扬声器单体200的安装基础，由于扬声器单体200的第一振膜210将第一收容腔分隔为前音腔c1和后音腔c2，则承载台400也位于前音腔c1和后音腔c2之间，其辅助实现对第一收
容腔的分隔。
[0070]
同时，本技术实施例的承载台400与第一壳体100之间可以限定出与增效组件300相匹配的安装槽g2，增效组件300设置于安装槽g2内。如此设置下，承载台400对增效组件300起到支挡作用，能够对增效组件300起到限位作用，因此，本技术实施例的承载台400实现了功能复用，如此有利于提升声学模组内部的结构紧凑性。
[0071]
应理解的是，本技术实施例的承载台400可以被配置为支撑扬声器单体200的部分边缘，扬声器的其他边缘可以由第一壳体100内壁外延形成的支撑结构来支撑，或者，本技术实施例的承载台400可以被配置为支撑扬声器单体200的全部边缘。
[0072]
本技术实施例未限制增效组件300的形状，其可以为方形体、圆柱体等各种形状构型；当然，随着增效组件300的形状改变，安装槽g2可适应性调整形状来适配增效组件300。
[0073]
本技术实施例也未限制增效组件300的具体设置位置，如图4所示，增效组件300设置于第一壳体100的底壁，在其他的实施方式中，在第二振膜310朝向后音腔c2的前提下，增效组件300可以设置于第一壳体100的顶壁、侧壁等区域。
[0074]
进一步地，为了提升扬声器单体200的安装稳定性，如图1和图3所示，本技术实施例的承载台400在朝向扬声器单体200的一侧端面设置有台阶部410，台阶部410的形状与扬声器单体200的形状相匹配，扬声器单体200安装于台阶部410上。应理解的是，台阶部410包括底面和侧面，台阶部410的底面可以对扬声器单体200进行支撑，台阶部410的侧面则对扬声器单体200的外周面进行限位约束，以对扬声器单体200进行止动，进而提升了扬声器单体200的安装稳定性；如此设置下，即便是第一振膜210在较高频率下振动，也不会导致扬声器单体200产生移位。
[0075]
如图2和图4所示，本技术实施例的第一振膜210可以与第二振膜310相平行。应理解的是，第二振膜310是在第一振膜210振动产生的声波推动下而实现振动，在此种结构布局下，第二振膜310与第一振膜210的振动方向相同，更便于第一振膜210产生的声波对第二振膜310施加推动作用，进而有利于强化对增效组件300的驱动效果，以提升增效组件300的增效作用。
[0076]
为了便于第二振膜310能够顺利实现振动，本技术实施例的第二振膜310与第一壳体100的第一内壁之间可以设置有振动间隙g1，振动间隙g1供第二振膜310进行振动，第一内壁为第一壳体100上与第二振膜310相对的内壁。应理解的是，一方面，本技术实施例的振动间隙g1为第二振膜310的振动动作提供了避让空间，由于振动间隙g1的存在，当第二振膜310朝向第一内壁振动时，就避免了第二振膜310振动至与第一内壁相接触，这样，第二振膜310就不会受到第一内壁的干涉，进而确保第二振膜310能够顺利振动；另一方面，该振动间隙g1还用于保证第二振膜310振动时气流的流畅，减少第二振膜受气压影响出现失真的情况。
[0077]
本技术实施例未限制振动间隙g1的具体尺寸，在可选的方案中，如图4所示，本技术实施例的第二振膜310与第一内壁之间的距离为a，a的取值范围可以为a≥0.2mm。如此设置下，本技术实施例的第二振膜310与第一内壁之间的距离a限定出了下限值0.2mm，只要a不低于0.2mm，第二振膜310即能够实现顺利振动，进而避免了将距离a设计加工得过低；同时，基于该设计要求，只要不低于0.2mm，距离a可以尽量设置得较小，这样能够提升声学模组的结构紧凑性。
[0078]
如图2所示，本技术实施例的第一壳体100设置有导音通道p，导音通道p与前音腔c1连通，导音通道p、扬声器单体200和增效组件300在第一壳体100内可以沿同一方向依次排布。具体而言，在此种结构布局下，导引通道、前音腔c1、扬声器单体200、后音腔c2和增效组件300均位于同一方向上，可见这样能够使得声学模组的结构布局更为规则，既便于加工又有利于提升声学模组的结构紧凑性。
[0079]
同时，如此设置下，扬声器单体200在后音腔c2和前音腔c1产生的声波能够依次通过前音腔c1和导音通道p传播至声学模组之外，增效组件300的增效作用也位于上述结构的排布方向上，这样就避免声学模组内的声波沿弯折的传播路径传播而导致过量损耗，在声波的传播路径被缩短的情况下，无疑能够优化声学模组的音质。
[0080]
当然，本技术实施例未限制增效组件300的具体设置位置，其可以与扬声器单体200和/或导音通道p等错位设置。
[0081]
如图4所示，基于前述的声学模组，本技术实施例还提供一种电子设备，其包括前述任一方案提及的声学模组，这样就使得该电子设备具有了前述任一方案的有益效果，在此不再赘述；电子设备包括第一外壳600、第二外壳700和功能器件，第一外壳600和第二外壳700组合形成第二收容腔c4，功能器件和声学模组定位设置于第二收容腔c4。
[0082]
其中，第一外壳600和第二外壳700是电子设备的基础构件，二者可拆卸设置而便于电子设备整体的拆装。第二收容腔c4是电子设备内部的安装空间，在功能器件和声学模组定位安装于第二收容腔c4，就完成了功能器件和声学模组的组装工序。
[0083]
本技术实施例所指的电子设备可以是智能手机、平板电脑、电子书阅读器、可穿戴装置等设备，本技术实施例不限制电子设备的具体类型。
[0084]
为了提升电子设备的结构紧凑性，本技术实施例的第一外壳600、第二外壳700和功能器件中的至少部分之间可以形成第一收容腔，声学模组的扬声器单体200和第二振膜310设置于第一收容腔。应理解的是，在此种结构布局下，声学模组的第一壳体100即被第一外壳600的内壁、第二外壳700的内壁和功能器件的外壁的至少部分所代替，由此可见，在简化了声学模组的结构的基础上，本技术实施例的电子设备还实现了其内部的部分结构的复用，这样无疑能够提升电子设备的结构紧凑性，进而符合轻薄化的设计理念。
[0085]
本实施例的未限制功能器件的具体类型，其可以包括但不限于电池900、主板、副板等。当然，在电子设备包括屏幕800的实施方式中，屏幕800也可以用于代替第一壳体100。
[0086]
为了将声学模组发出的声波传播至电子设备之外，第一外壳600或第二外壳700上对应导音通道p的位置开设有出音孔h，出音孔h与导音通道p连通，以使得声波顺利传播至电子设备之外。
[0087]
为了避免电子设备外部的杂物(例如水渍、灰尘等)进入到电子设备内部，本实施例的导音通道可以设置有防尘件500；进一步地，防尘件500可以设置于第一壳体100对应导音通道p的区域，防尘件500的类型可以有多种，例如防尘网、防尘海绵、防尘布等。
[0088]
上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。