受控耦合双通路低频增强音箱及电子设备的制作方法

本发明涉及音频播放设备，尤其涉及一种受控耦合双通路低频增强音箱及电子设备。

背景技术：

1、随着便携式音频设备的普及，消费者对小型音箱提出了更高的音质要求，尤其是低频表现。然而，小型音箱通常受限于箱体物理容积，低频输出能力先天不足，主要面临以下技术挑战。

2、第一，倒相孔方案的局限性。现有的一类方案采用倒相结构，在箱体上开设倒相孔，利用亥姆霍兹共鸣原理延伸低频响应。但在箱体尺寸受限时，倒相孔的截面积和调谐长度难以满足低频延伸要求，且倒相口的气流噪声在大音量工作状态下会显著影响中频的清晰度。

3、第二，传统无源辐射器方案的缺陷。另一类方案采用无源辐射器（passiveradiator）代替倒相孔，通过在箱体上安装无驱动线圈的辐射振膜，借助箱体内声压被动辐射低频声波。例如，公开号为us8031896b2（bose公司）的专利公开了一种无源声学辐射系统，公开号为us20090245561a1（bose公司）的专利公开了声学被动辐射结构，公开号为us20140193005a1的专利公开了带有半共享无源辐射器的音频扬声器系统。然而，上述方案通常将有源扬声器与无源辐射器布置于同一单一密封腔体中，主动出声路径与低频加载路径完全混合于同一大空腔，存在以下问题：其一，无源辐射器谐振时产生的反作用声压会无阻碍地回传至有源扬声器，在谐振频率附近引发中低频染色和峰谷响应；其二，主动出声方向与无源辐射器的辐射方向缺乏功能区分，前向清晰度与低频效率难以兼顾；其三，有源扬声器的中高频振动会泄漏至无源辐射器通路，产生不必要的中频串扰。

4、第三，完全隔断双腔方案的不足。还有一类方案将箱体内部划分为完全独立的两个腔体，分别承担前向出声和低频加载功能。然而，若两腔体完全不连通，同一扬声器难以通过物理隔断的腔体同时有效驱动两侧的声学负载，导致低频耦合腔内的声压激励严重不足，无源辐射器无法获得充分驱动，低频增强效果受限。

5、关于双振膜扬声器，公开号为cn115696149a（华为技术有限公司）的专利公开了一种双振膜扬声器及电子设备，公开号为cn217546284u的专利公开了双振膜自封闭扬声器及应用该扬声器的音箱。但上述方案仅着眼于双振膜扬声器本身的振动特性及封闭特性，均未公开将双振膜扬声器与正面导声腔及侧面低频耦合腔结合、建立受控耦合双通路的完整音箱方案。

6、此外，公开号为us20060078136a1的专利公开了腔室加载型增强无源辐射器，公开号为us20060078144a1的专利公开了复合驱动增强无源辐射器，公开号为cn105142065a的专利公开了基于对扣式无源辐射器的薄型音箱，公开号为cn105554597b的专利公开了镜像式低频辐射器条形音箱。但上述方案均未公开以正面导声腔作为主动声主通路、以侧面低频耦合腔作为低频压力支路，并通过容积、截面积、通道长度和阻尼参数进行受控耦合的完整双通路结构。

7、综上所述，本领域迫切需要一种在主动出声清晰度和低频增强效率之间取得平衡的受控耦合双通路结构，既能保证前向主动出声清晰，又能有效驱动无源辐射器实现低频增强，同时将两个声学通路之间的相互影响控制在可接受范围内，避免中低频染色和峰谷响应。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于：现有小型音箱采用单一混合腔无源辐射器方案时，主动出声通路与低频加载通路耦合于同一空腔，导致前向出声中低频染色严重、峰谷响应明显；而采用完全隔断双腔方案时，无源辐射器又因激励不足而低频增强效果受限，两种现有方案均难以同时满足前向清晰度与低频增益的双重要求。

2、为解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种受控耦合双通路低频增强音箱，包括箱体、设置于所述箱体内部的双振膜扬声器、正面导声腔、正面出音孔、至少一个侧面低频耦合腔、至少一个无源辐射器以及低频连通通道，所述双振膜扬声器的前侧声辐射面朝向所述正面导声腔设置，所述正面导声腔与所述正面出音孔连通以形成主动声主通路；所述侧面低频耦合腔与所述无源辐射器连通；所述正面导声腔与所述侧面低频耦合腔分隔设置，并通过所述低频连通通道声学连通；所述低频连通通道的截面积小于所述双振膜扬声器与所述正面导声腔之间的主动声连通截面积。

3、在本发明中，所谓"受控耦合"，是指两个腔体之间既非完全共腔，也非完全隔绝，而是通过设置腔体容积、低频连通截面积、等效通道长度和阻尼参数等，使两通路之间的相互影响处于受控状态，在保证前向主动出声清晰度的前提下，使侧面低频压力支路获得足够的激励以驱动无源辐射器工作。

4、另外，在本发明第一方面所涉及的受控耦合双通路低频增强音箱中，可选的，所述侧面低频耦合腔包括左侧低频耦合腔和右侧低频耦合腔，所述左侧低频耦合腔与左无源辐射器连通，所述右侧低频耦合腔与右无源辐射器连通，所述左侧低频耦合腔和所述右侧低频耦合腔相对于所述双振膜扬声器左右对称设置。

5、另外，在本发明第一方面所涉及的受控耦合双通路低频增强音箱中，可选的，所述正面导声腔的有效容积为15ml至120ml。

6、另外，在本发明第一方面所涉及的受控耦合双通路低频增强音箱中，可选的，所述正面导声腔的有效容积为35ml至65ml。

7、另外，在本发明第一方面所涉及的受控耦合双通路低频增强音箱中，可选的，所述侧面低频耦合腔的有效容积为5ml至60ml。

8、另外，在本发明第一方面所涉及的受控耦合双通路低频增强音箱中，可选的，所述侧面低频耦合腔的有效容积为10ml至28ml。

9、另外，在本发明第一方面所涉及的受控耦合双通路低频增强音箱中，可选的，所述双振膜扬声器与所述正面导声腔之间的主动声连通截面积为80mm²至1200mm²。

10、另外，在本发明第一方面所涉及的受控耦合双通路低频增强音箱中，可选的，所述低频连通通道的截面积为20mm²至400mm²，且所述主动声连通截面积与所述低频连通通道截面积之比为2:1至8:1。

11、另外，在本发明第一方面所涉及的受控耦合双通路低频增强音箱中，可选的，所述低频连通通道的等效通道长度为5mm至60mm。

12、另外，在本发明第一方面所涉及的受控耦合双通路低频增强音箱中，可选的，所述低频连通通道内设置有阻尼结构，以限制中高频成分进入所述侧面低频耦合腔。

13、另外，在本发明第一方面所涉及的受控耦合双通路低频增强音箱中，可选的，所述阻尼结构包括开孔泡棉、多孔声阻膜中的至少一种。

14、另外，在本发明第一方面所涉及的受控耦合双通路低频增强音箱中，可选的，所述低频连通通道为细缝通道、u形折叠通道或s形折叠通道。

15、另外，在本发明第一方面所涉及的受控耦合双通路低频增强音箱中，可选的，所述阻尼结构为开孔泡棉，厚度为0.5mm至5mm。

16、另外，在本发明第一方面所涉及的受控耦合双通路低频增强音箱中，可选的，所述无源辐射器设有配重件，所述配重件固定于所述无源辐射器的振膜中央。

17、另外，在本发明第一方面所涉及的受控耦合双通路低频增强音箱中，可选的，所述配重件与所述无源辐射器的振膜中央可拆卸连接，所述可拆卸连接包括螺纹连接或嵌入式卡接。所述配重件的质量范围为1g至10g。

18、另外，在本发明第一方面所涉及的受控耦合双通路低频增强音箱中，可选的，所述双振膜扬声器包括第一振膜和第二振膜，所述第一振膜与所述第二振膜相对设置并共享同一磁路系统，且至少一者设有朝向所述正面导声腔的球顶凸出部。

19、另外，在本发明第一方面所涉及的受控耦合双通路低频增强音箱中，可选的，所述箱体的背面为封闭面，不设出音孔，不作为主动出音面。

20、另外，在本发明第一方面所涉及的受控耦合双通路低频增强音箱中，可选的，所述正面导声腔的有效容积与单侧所述侧面低频耦合腔的有效容积之比为2:1至6:1。

21、另外，在本发明第一方面所涉及的受控耦合双通路低频增强音箱中，可选的，所述箱体的外形尺寸为：长度90mm至220mm，宽度50mm至120mm，高度40mm至100mm。

22、本发明第二方面提供一种电子设备，其包括第一方面所述的受控耦合双通路低频增强音箱。

23、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果。

24、其一，主动声与低频压力功能分离，前向清晰度显著改善。通过建立主动声主通路（正面导声腔→正面出音孔）和低频压力支路（侧面低频耦合腔→无源辐射器）的功能分工，避免了混合于同一大空腔时主动声受无源辐射器谐振反作用干扰的问题，改善了前向出声的中高频清晰度。

25、其二，低频激励效率提升，小型箱体获得有效低频增强。侧面低频耦合腔专门承接双振膜扬声器的低频压力分量，相比单一混合腔方案，低频压力在耦合腔内更为集中，对无源辐射器的激励效率更高，在同等箱体尺寸下可获得更低的有效低频截止频率和更平坦的低频响应。

26、其三，受控耦合设计抑制中低频染色和峰谷响应。通过对容积比、截面积比、通道长度和阻尼参数的系统设置，无源辐射器谐振的反作用声压经阻尼结构衰减后，对主动通路的影响被限制在可接受范围内，有效抑制中低频染色、峰谷响应和瞬态劣化问题。

27、其四，充分发挥双振膜扬声器的声学特性。双振膜扬声器在紧凑箱体内同时为正面导声腔提供主动声输出、为侧面低频耦合腔提供低频压力分量，在不增大箱体体积的前提下实现双通路设计。

28、其五，非对称布局减少背向漏声干扰。采用正面主动出声、侧面被动辐射、背面封闭的非对称布局，减少了背向漏声和墙面反射引起的额外中低频染色。