一种多级前腔亥姆霍兹声学调谐结构、应用及耳机的制作方法

本发明涉及声学，具体涉及一种多级前腔亥姆霍兹声学调谐结构、应用及耳机。

背景技术：

1、耳机前腔容积直接影响低频谐振频率，现有单级前腔结构在耳机有限的外形尺寸下，难以获得更大的等效容积，若强行扩大前腔体积会显著增大耳机的整体尺寸，影响佩戴体验与产品外观设计。而简单的并联腔体设计，仅能通过增加总容积在一定程度上优化低频表现，无法对低频响应进行精细化调节，容易出现单点低频响应异常隆起的问题，同时对于前腔内产生的低频驻波，以及多低频单元组合时的相位耦合偏差，现有结构也无法有效抑制，更难以形成可灵活调节参数的模块化低频声学调谐方案。

2、在现有的调节技术中，公开的多为单级亥姆霍兹共振调谐结构，单级亥姆霍兹结构的有效调谐带宽较窄，容易形成单点峰值，难以兼顾低频量感、下潜深度和瞬态速度。并且多单元耳机内部空间有限，传统通过单纯增加腔体容积提升低频延伸的方式难以落地。同时，针对双动圈同轴或堆叠结构的方案，这对两振膜之间的空气负载和导管压力分布较为敏感，若前腔阻抗突变，会导致低频相位偏移、群延迟增加或瞬态发散。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种多级前腔亥姆霍兹声学调谐结构、应用及耳机，以扩展前腔等效声顺性、降低低频谐振频率、平滑低频响应并抑制单点低频峰值。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

3、一种多级前腔亥姆霍兹声学调谐结构，包括：

4、前腔主管路，至少两个亥姆霍兹谐振单元，所述亥姆霍兹谐振单元包括谐振腔和颈道，所述颈道的一端与对应的谐振腔连通，另一端与所述前腔主管路连通；

5、其中，至少两个所述亥姆霍兹谐振单元在谐振腔容积、颈道截面积、颈道等效长度和阻尼配置中的至少一项上彼此不同，以使至少两个所述亥姆霍兹谐振单元具有不同的谐振频率；

6、至少两个所述亥姆霍兹谐振单元通过所述前腔主管路形成具有至少两个局部谐振支路的前腔声阻抗调谐结构。

7、可选的，若干所述亥姆霍兹谐振单元采用并联连接、串并联复合连接、分层耦合连接或环形阵列布置中的任一种方式与所述前腔主管路连接。

8、可选的，若干所述亥姆霍兹谐振单元沿所述前腔主管路的侧向、周向或分层壳体方向分布设置。

9、可选的，所述亥姆霍兹谐振单元为三个并联的第一谐振单元、第二谐振单元和第三谐振单元；

10、所述第一谐振单元、所述第二谐振单元和所述第三谐振单元的谐振腔容积依次减小，且对应颈道的等效长度依次缩短；

11、所述第一谐振单元、所述第二谐振单元和所述第三谐振单元的谐振频率依次升高。

12、可选的，所述第一谐振单元、所述第二谐振单元和所述第三谐振单元分别对应极低频、低频和中低频调谐，第一谐振单元，包括第一谐振腔和与所述第一谐振腔连通的第一颈道，所述第一谐振腔的容积为17.84mm³±10%，所述第一颈道的横截面积为0.78mm²±10%，所述第一颈道的等效长度为3.8mm±10%；

13、第二谐振单元，包括第二谐振腔和与所述第二谐振腔连通的第二颈道，所述第二谐振腔的容积为10.26mm³±10%，所述第二颈道的横截面积为0.78mm²±10%，所述第二颈道的等效长度为2.15mm±10%；

14、第三谐振单元，包括第三谐振腔和与所述第三谐振腔连通的第三颈道，所述第三谐振腔的容积为6.53mm³±10%，所述第三颈道的横截面积为0.85mm²±10%，所述第三颈道的等效长度为1.6mm±10%。

15、可选的，至少一个所述亥姆霍兹谐振单元的颈道为折叠式颈道或迷宫式颈道，以使所述颈道在预定安装空间内具有折返延伸路径；至少一个所述谐振腔内设置有阻尼网、泡棉、微孔片或多孔材料中的至少一种阻尼构件；

16、所述阻尼构件用于对相应亥姆霍兹谐振单元的声学损耗进行调节。

17、可选的，还包括前腔泄气结构，在所述前腔泄气结构上设置有至少三层分层声学结构，所述分层声学结构依次包括主管路层、至少一个谐振腔层和颈道层；所述颈道层包括折叠式颈道或迷宫式颈道；各层所述分层声学结构分别通过微孔或狭缝与所述主管路层声学连通。

18、可选的，所述分层声学结构为四层，分别为串联的主管路层c1、第一谐振腔层c2、第二谐振腔层c3和颈道层c4，且各层所述分层声学结构具有不同本征共振频率，单腔峰值依次从低频到高频依次错开，串联后形成宽频tl包络；

19、所述c1的容积为17.9mm³±10%，所述c2的容积为25.1mm³±10%，所述c3的容积为25.3mm³±10%，所述c4的容积为8.1mm³±10%；

20、所述c1、c2、c3层的微孔或狭缝的横截面积分别为1.4mm²±10%、1.4mm²±10%、1.4mm²±10%，所述c4颈道层的横截面积为0.78mm²±10%；

21、各层所述分层声学结构的各腔室能量最大值随频率迁移：

22、c1主导：200-380hz

23、c2主导：400-560hz

24、c3主导：580-740hz

25、c4主导：760-1200hz。

26、一种多级前腔亥姆霍兹声学调谐结构的应用，如上所述的多级前腔亥姆霍兹声学调谐结构应用于同轴多动圈低频换能模组；所述同轴多动圈低频换能模组包括至少两个动圈单元；所述同轴多动圈低频换能模组为同轴双动圈低频换能模组，包括上动圈单元、下动圈单元和换能模组支架；

27、所述上动圈单元和所述下动圈单元沿所述换能模组支架的轴向同方向堆叠，且采用同相并联连接，并安装于所述换能模组支架，在同一驱动信号下产生同向声压输出；

28、所述同轴双动圈低频换能模组还包括泄压管、低频声压管道和超低频声压管道中的至少一种，所述前腔主管路与所述同轴双动圈低频换能模组形成声学连通。

29、一种耳机，使用了如上所述的多级前腔亥姆霍兹声学调谐结构或者使用了如上所述的一种多级前腔亥姆霍兹声学调谐结构的应用中的结构。

30、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

31、1.本发明通过设置至少两个具有不同声学参数的亥姆霍兹谐振单元，使前腔主管路形成至少两个局部谐振支路，能够在多个频率位置产生声阻抗调谐作用，通过多个局部谐振支路在频率轴上的分布，能够将单一窄带调谐作用扩展为多频段调谐作用。

32、2.通过将不同谐振单元分别用于极低频、低频及中低频调谐，有利于改善相邻频段之间的过渡；通过在谐振腔内设置阻尼构件，可以调节声学损耗及谐振峰品质因数，降低局部谐振峰过度尖锐的问题；

33、3.通过分层声学结构将主管路层、谐振腔层及颈道层进行空间集成，有利于提高耳机内部空间利用率；同时，通过将c1~c4串联，在200hz~1200hz频率范围内，随激励声波频率变化，串联设置的各个腔室的声能量最大值发生空间迁移，不同频率段由四个不同腔室分别起到声学主导作用，同时，协同前腔主管路中三个并联所述亥姆霍兹谐振单元的设计，扩展前腔等效声顺性、降低低频谐振频率、平滑低频响应并抑制单点低频峰值。

34、4.具有泄压耦合结构的同轴双动圈低频换能模组中两个动圈单元同方向堆叠，但通过相同极性接线使两个振膜围绕支架内腔及后置发声导管产生协同压力变化。发声导管同时受到上、下动圈单元产生的声压作用，从而形成压力耦合，而非传统推挽式结构中两个相向振膜的机械推拉关系。多个参数不同的亥姆霍兹谐振单元并联于前腔主管路后，前腔不再表现为单一容积负载，而表现为随频率变化的分布式声学顺性、声质量和声阻网络。在低频段，部分谐振单元提供额外等效声顺性，使系统等效前腔容积增大并降低低频谐振频率；在谐振附近，各支路对主管路声压形成频率选择性吸收、释放和相位补偿，从而平滑低频响应、控制低频q值。