[發明專利]發聲裝置

有效

• 申請號: 202010522159.5
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN112203173B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 梁振宇;陳磊
• 申請（專利權）人: 知微電子有限公司
• 主分類號: H04R1/02
• 分類號: H04R1/02;H04R7/02;H04R19/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤;湯在彥

一種發聲裝置，包括至少一空氣脈沖產生元件。每個空氣脈沖產生元件包括振膜、第一音腔與至少一開口，其中一腔體壓力存在于第一音腔中。振膜被致動以改變第一音腔的腔體壓力以產生多個空氣脈沖，空氣脈沖通過開口而傳播，空氣脈沖在聲壓位準方面產生一非零偏移，且非零偏移是相對于發聲裝置外的環境壓力的壓力值的一偏差。每個脈沖周期具有一脈沖產生時段與一脈沖隔離時段，在脈沖產生時段中的驅動信號不同于在脈沖隔離時段中的驅動信號。

技術領域

本發明涉及一種發聲裝置，特別是涉及一種能夠產生保真度高的聲音的發聲裝置。

背景技術

揚聲器驅動(speaker driver)在揚聲器產業中對于高保真聲音的再現是最難挑戰。在聲波傳播的物理學教導上，在人類可聽頻率范圍內，通過加速傳統揚聲器驅動的振膜所產生的聲壓可表示為P∝Sm·A(公式-1)，其中Sm為振膜表面積，A為振膜的加速度。也就是說，聲壓P正比于振膜表面積Sm與振膜的加速度A的乘積。此外，振膜位移Dm可表示為Dm∝1/2·A·T²∝1/f²(公式-2)，其中T與f分別為聲波的周期與頻率。傳統揚聲器驅動所引起的空氣運動量V_A,CV可表示為V_A,CV∝Sm·Dm。對于特定的揚聲器驅動，其振膜表面積為常數，且對于一特定聲壓P，空氣運動量V_A,CV正比于1/f²，即V_A,CV∝1/f²(公式-3)。

舉例而言，在傳統的電動力學揚聲器驅動中，其線圈和磁鐵用于產生振膜驅動力，18千赫茲(kHz)的聲音是由其振膜于一定的表面積以18kHz振動所產生，而30Hz的聲音也是由振膜以30Hz振動所產生。在結果上，對于一特定聲壓P，在此兩頻率(即，30Hz與18kHz)之間，由振膜所移動的凈空氣體積的比值是360,000。換句話說，為了在30Hz與18kHz產生相同的聲壓位準(sound pressure level,SPL)，揚聲器驅動在30Hz所需移動的空氣量為在18kHz的360,000倍。

為了覆蓋人類可聽頻率的全部范圍，即由20Hz至20kHz，高頻揚聲器(tweeter)、中范圍驅動(mid-range driver)和低頻揚聲器(woofer)必須包含在傳統揚聲器中。此些所有附加元件將占據傳統揚聲器的大空間，并且還增加其生產成本。因此，傳統揚聲器的設計挑戰之一是不可能使用單個驅動來覆蓋人類可聽頻率的全部范圍。

通過傳統揚聲器產生高保真度聲音的另一個設計挑戰是其外殼。揚聲器外殼通常用于容納所產生聲音的向后輻射波，以避免在某些頻率中消除向前輻射波，其中此聲音頻率的對應波長明顯大于揚聲器尺寸。揚聲器外殼也可用于幫助改善或重塑低頻響應。因此，通過適當選擇揚聲器驅動與外殼的參數，可利用組合的外殼-驅動的共振峰值來增強共振頻率附近的聲音輸出，因此改善所得揚聲器的性能。

然而，當揚聲器外殼的內部空間不夠大時，空氣運動量對于外殼的空間的比值會上升，外殼內部的壓力變動也上升，其導致振膜在其運動范圍的最小峰值或最大峰值的附近會出現非線性或畸變運動。為了避免此問題，傳統揚聲器外殼要求含有足夠大的空間。對于最高保真度的揚聲器，外殼內部空間因此通常遠大于揚聲器驅動的實體空間。

近年來，微型揚聲器有望被包含在例如智能型手機、平板、筆記型電腦、智能型手表、智能型眼鏡等裝置中。在任何的小型裝置中，由于其主機裝置的尺寸限制，揚聲器的空間通常非常小。但若傳統揚聲器的尺寸受到限縮，由傳統揚聲器所產生的聲音的品質/保真度會因為上述問題而急劇下降。

因此，如何提供一種發聲裝置來克服上述傳統揚聲器所面臨的設計挑戰是本領域的一個重要目標。

發明內容

因此，本發明的主要目的是提供一種能夠產生保真度高的聲音的發聲裝置。