專利名稱：利用前諧振腔實(shí)現(xiàn)小后腔微型揚(yáng)聲器系統(tǒng)低頻響應(yīng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微型揚(yáng)聲器腔體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，尤其涉及一種利用前諧振腔實(shí)現(xiàn)小后腔微型揚(yáng)聲器系統(tǒng)低頻響應(yīng)的方法。
背景技術(shù)：
微型揚(yáng)聲器在電子產(chǎn)品如移動(dòng)電話、平板電腦上應(yīng)用廣泛。微型揚(yáng)聲器系統(tǒng)一般由后腔、前腔和出聲孔組成，其結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)揚(yáng)聲器中的四階帶通箱系統(tǒng)非常相似，在低頻區(qū)域原理相同。只是微型揚(yáng)聲器的諧振頻率較高，比如一只的矩形揚(yáng)聲器在Icc后腔時(shí)諧振頻率在850Hz左右，這在微型揚(yáng)聲器系統(tǒng)中算是比較低的頻率。在微型揚(yáng)聲器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，后腔主要影響低頻高通截止頻率，前腔和出聲孔相配合形成一個(gè)赫姆霍茲共鳴器,產(chǎn)生高頻低通截止頻率。低頻和高頻截止頻率共同決定了微型揚(yáng)聲器系統(tǒng)的頻響。·
在微型揚(yáng)聲器系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，一般的后腔要求都在Icc左右，這樣對(duì)于等效容積在2cc左右的揚(yáng)聲器單元來(lái)說(shuō)，會(huì)產(chǎn)生低于1000Hz的截止頻率，這是一般的設(shè)計(jì)可以接受的。而前腔的諧振取決于前腔大小和出聲孔的設(shè)計(jì)。為了產(chǎn)生高頻平坦的聲音，那么出聲孔要盡量的大，為了產(chǎn)生比較響的聲音，通常會(huì)在4kHz附近產(chǎn)生一個(gè)諧振。前腔通常都不會(huì)很大。而隨著移動(dòng)電話功能越來(lái)越多，設(shè)計(jì)也越來(lái)越薄，留給揚(yáng)聲器的后腔也越來(lái)越小，而且規(guī)則空間幾乎不存在。要實(shí)現(xiàn)低頻重現(xiàn)，對(duì)于不規(guī)則空間可以用單獨(dú)做揚(yáng)聲器系統(tǒng)模組的方法實(shí)現(xiàn)，對(duì)于后腔很小的情況，就不太容易實(shí)現(xiàn)了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種利用前諧振腔實(shí)現(xiàn)小后腔微型揚(yáng)聲器系統(tǒng)低頻響應(yīng)的方法，能夠簡(jiǎn)化微型揚(yáng)聲器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并減小微型揚(yáng)聲器系統(tǒng)的體積。技術(shù)方案如下
一種利用前諧振腔實(shí)現(xiàn)小后腔微型揚(yáng)聲器系統(tǒng)低頻響應(yīng)的方法，包括
輸入微型揚(yáng)聲器系統(tǒng)的參數(shù)，所述參數(shù)包括諧振頻率/；、等效容積匕5、品質(zhì)因子0、設(shè)定后腔容積匕、前腔容積Ff以及出聲孔的尺寸范圍，同時(shí)設(shè)定要得到的頻響范圍；利用優(yōu)化算法計(jì)算并得到所述微型揚(yáng)聲器系統(tǒng)的尺寸參數(shù)。進(jìn)一步在得到所述參數(shù)的尺寸范圍過(guò)程中，采用歸一化的聲壓響應(yīng)函數(shù)，輸入所述微型揚(yáng)聲器的參數(shù)諧振頻率/；、等效容積Kas、品質(zhì)因子0、后腔容積Kb、前腔容積Ff以及出聲孔的尺寸截面積半徑a和厚度人，得到歸一化的頻率響應(yīng)G (s);利用遺傳算法在適應(yīng)度函數(shù)選擇上，采用了歸一化的隨進(jìn)化代數(shù)變化的策略，經(jīng)過(guò)優(yōu)化，選出適應(yīng)度大的個(gè)體并得到所述微型揚(yáng)聲器的后腔、前腔和出聲孔的尺寸參數(shù)。進(jìn)一步,得到歸一化的頻率響應(yīng)G (S)的具體步驟包括
設(shè)定分別為揚(yáng)聲器振動(dòng)系統(tǒng)的等效聲阻&、聲順Qy和聲質(zhì)量私;所述為修正的聲導(dǎo)管的聲質(zhì)量，為封閉后腔的聲順，為開(kāi)口前腔的聲順，Az為聲導(dǎo)管泄漏聲阻；設(shè)/；為揚(yáng)聲器單元的諧振頻率，込為揚(yáng)聲器單元的總品質(zhì)因數(shù)；則聲質(zhì)量和聲容與物理尺寸的關(guān)系如下
氈=4 ,其中，為空氣密度，a為出聲孔半徑;7 =I0+Δ 1= I0 +1. 7 a, I為出聲
孔的等效長(zhǎng)度，Λ為出聲孔厚度；Ca = F (ρ0-C02), Ca為空腔的聲順或揚(yáng)聲器單體聲順，V
為空腔的容積或揚(yáng)聲器單體等效容積；
設(shè)定如下參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種利用前諧振腔實(shí)現(xiàn)小后腔微型揚(yáng)聲器系統(tǒng)低頻響應(yīng)的方法，包括 輸入微型揚(yáng)聲器系統(tǒng)的參數(shù)，所述參數(shù)包括諧振頻率/;、等效容積L、品質(zhì)因子0、設(shè)定后腔容積匕、前腔容積Vf以及出聲孔的尺寸范圍，同時(shí)設(shè)定要得到的頻響范圍； 利用優(yōu)化算法計(jì)算并得到所述微型揚(yáng)聲器系統(tǒng)的尺寸參數(shù)。
2.如權(quán)利要求I所述的利用前諧振腔實(shí)現(xiàn)小后腔微型揚(yáng)聲器系統(tǒng)低頻響應(yīng)的方法，其特征在于還包括附加一個(gè)高音單元的步驟，用于產(chǎn)生平坦的高音響應(yīng)。
3.如權(quán)利要求I或者2所述的利用前諧振腔實(shí)現(xiàn)小后腔微型揚(yáng)聲器系統(tǒng)低頻響應(yīng)的方法，其特征在于在得到所述參數(shù)的尺寸范圍過(guò)程中，采用歸一化的聲壓響應(yīng)函數(shù)，輸入所述微型揚(yáng)聲器的參數(shù)諧振頻率/；、等效容積Kas、品質(zhì)因子0、后腔容積Kb、前腔容積Vf以及出聲孔的尺寸截面積半徑a和厚度人，得到歸一化的頻率響應(yīng)G (5)； 利用遺傳算法在適應(yīng)度函數(shù)選擇上，采用了歸一化的隨進(jìn)化代數(shù)變化的策略，經(jīng)過(guò)優(yōu)化，選出適應(yīng)度大的個(gè)體并得到所述微型揚(yáng)聲器的后腔、前腔和出聲孔的尺寸參數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的利用前諧振腔實(shí)現(xiàn)小后腔微型揚(yáng)聲器系統(tǒng)低頻響應(yīng)的方法，其特征在于，得到歸一化的頻率響應(yīng)G (s)的具體步驟包括 設(shè)定分別為揚(yáng)聲器振動(dòng)系統(tǒng)的等效聲阻&、聲順Qy和聲質(zhì)量私;所述為修正的聲導(dǎo)管的聲質(zhì)量，為封閉后腔的聲順，為開(kāi)口前腔的聲順，Az為聲導(dǎo)管泄漏聲阻；設(shè)/；為揚(yáng)聲器單元的諧振頻率，込為揚(yáng)聲器單元的總品質(zhì)因數(shù)；則聲質(zhì)量和聲容與物理尺寸的關(guān)系如下
5.如權(quán)利要求4所述的利用前諧振腔實(shí)現(xiàn)小后腔微型揚(yáng)聲器系統(tǒng)低頻響應(yīng)的方法，其特征在于，采用了遺傳算法歸一化的隨進(jìn)化代數(shù)變化的策略，優(yōu)化過(guò)程包括 定義誤差函數(shù)為方差
6.如權(quán)利要求5所述的利用前諧振腔實(shí)現(xiàn)小后腔微型揚(yáng)聲器系統(tǒng)低頻響應(yīng)的方法，其特征在于，優(yōu)化算法可以采用遺傳算法，步驟包括 步驟I :控制參數(shù)初始化，設(shè)置群體規(guī)模見(jiàn)交叉概率仏，變異概率 步驟2 :在變量設(shè)定范圍內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生初始種群； 步驟3 :對(duì)所述初始種群進(jìn)行如下操作 (1)計(jì)算群體中每個(gè)個(gè)體的適應(yīng)度Cri),i=l,2, ''',N ； (2)實(shí)施選擇操作，適應(yīng)度大的個(gè)體的被選擇的概率大； (3)隨機(jī)選出兩個(gè)個(gè)體^和&作為父代，按照概率&進(jìn)行交叉操作，產(chǎn)生兩個(gè)新的個(gè)體和 x/,計(jì)算其適應(yīng)度 / Cr/)和 / (x/),若 / Cx1 f) >max\f Cx1), f (Xy) }，則接收新解，對(duì)x/進(jìn)行同樣操作； (4)對(duì)交叉后的個(gè)體按概率&進(jìn)行變異操作，按(3)的方法接收變異后的新解； 步驟4 :如果滿足收斂條件，則退出進(jìn)化過(guò)程；否則繼續(xù)至步驟3。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用前諧振腔實(shí)現(xiàn)小后腔微型揚(yáng)聲器系統(tǒng)低頻響應(yīng)的方法，包括輸入微型揚(yáng)聲器系統(tǒng)的參數(shù)，所述參數(shù)包括諧振頻率fs、等效容積Vas、品質(zhì)因子Qt、設(shè)定后腔容積Vb、前腔容積Vf以及出聲孔的尺寸范圍，同時(shí)設(shè)定要得到的頻響范圍；利用優(yōu)化算法計(jì)算并得到所述微型揚(yáng)聲器系統(tǒng)的尺寸參數(shù)。利用本發(fā)明技術(shù)方案，能夠簡(jiǎn)化微型揚(yáng)聲器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并減小微型揚(yáng)聲器系統(tǒng)的體積。
文檔編號(hào)H04R1/22GK102938869SQ20121048984
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者趙篤仁 申請(qǐng)人:山東共達(dá)電聲股份有限公司