受話器、反饋式受話器消噪系統的製作方法
2023-08-07 15:41:26
受話器、反饋式受話器消噪系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種受話器，包括：雙音圈揚聲器，包括有振膜、結合於所述振膜並接收第一信號以產生第一磁力的第一音圈、結合於所述振膜並接收第二信號以產生第二磁力的第二音圈、提供固定磁場以與所述第一磁力和所述第二磁力相互作用從而使所述第一音圈和所述第二音圈驅動所述振膜振動的磁性驅動裝置；覆蓋所述雙音圈揚聲器上部的上蓋板，所述上蓋板中間開孔；安裝在所述上蓋板的孔邊緣的麥克風；所述麥克風的中心軸線與所述孔的軸線垂直。本實用新型還提供了採用上述受話器的消噪系統和消噪方法。本實用新型具有更好的消噪效果。
【專利說明】受話器、反饋式受話器消噪系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及受話器領域，具體涉及雙音圈受話器、受話器消噪系統。
【背景技術】
[0002]在高背景噪音環境下，無論是作為個人防護還是語音通訊，均需要佩帶隔音耳罩，由材料決定的被動消噪結合電子控制的主動消噪的有源耳機可以達到理想的隔噪效果。主動消噪耳機除了實現主動消噪以外，還需要保證受話器的功能，尤其在軍用、警用等高可靠性場合，需要在ANC異常等特殊情況下，切換到無源工作狀態，保證受話功能正常。
[0003]傳統主動消噪系統一般由一系列元器件組成，包括受話器、麥克風、控制電路和電源等，其中受話器一般採用單音圈受話器，採用環形磁鐵與音圈產生磁場的相互作用，麥克風置於環形磁鐵的內部。這降低了消噪效果。為了獲得更好的消噪效果，有的採用雙音圈揚聲器，但限於麥克風的布置方式未改變，在消噪方面仍存在不足。另外，在進行主動消噪時，也未考慮信號衰減。並且，無論是在有源和無源狀態，單音圈受話器的阻抗設計很難平衡，基本都是需要在主動消噪設計上優先保證阻抗匹配外部信號，國內軍警用的受話器大都是高阻抗特性，現有的耳機設計都是低電壓設計為主(頭部的高電壓威脅人身安全)，這些都會為設計帶來難度大和器件選型難等困擾。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是克服上述缺點，提供具有更強消噪功能的受話器、受話器消噪系統和主動消噪方法。
[0005]為實現上述目的，本實用新型的實施例提供了如下技術方案:
[0006]—種受話器，包括:雙音圈揚聲器，包括有振膜、結合於所述振膜並接收第一信號以產生第一磁力的第一音圈、結合於所述振膜並接收第二信號以產生第二磁力的第二音圈、提供固定磁場以與所述第一磁力和所述第二磁力相互作用從而使所述第一音圈和所述第二音圈驅動所述振膜振動的磁性驅動裝置；覆蓋所述雙音圈揚聲器上部的上蓋板，所述上蓋板中間開孔；安裝在所述上蓋板的孔邊緣的麥克風；所述麥克風的中心軸線與所述孔的軸線垂直。
[0007]優選地，所述受話器還包括覆蓋所述雙音圈揚聲器下部的下蓋板，所述下蓋板與所述雙音圈揚聲器的下部間隔以形成音腔。
[0008]優選地，所述下蓋板上，偏離所述第一音圈和所述第二音圈的中心線的位置，設置有槽孔。
[0009]一種反饋式受話器消噪系統，包括:如上所述的受話器；所述麥克風接收環境噪音信號；與所述麥克風電連接的第一放大器，用於產生噪音放大信號；與所述第一放大器電連接的濾波器，接收所述噪音放大信號後產生濾波信號；與所述濾波器電連接的第二放大器，接收所述濾波信號後產生消噪信號；所述第一音圈接收正常音頻信號，所述第二音圈接收所述消噪信號；信號補償濾波器，電連接所述濾波器和所述第一音圈，接收所述濾波信號後產生補償信號提供至所述第一音圈。
[0010]優選地，所述第一音圈和/或所述第二音圈具有可調阻抗。
[0011]本實用新型的有益效果在於:
[0012]改變了麥克風的布置方式，有效降低了麥克風與揚聲器之間的相互震動影響，從而提高了消噪效果。
[0013]進一步地，下蓋板與揚聲器下部的音腔構成了一個相對封閉的小的聲學環境，降低了左右耳罩內結構差異帶來的聲學差異，左右耳的主動消噪一致性得到提高。
[0014]進一步地，下蓋板上的槽孔的設置方式使得揚聲器的低頻響應得到調整，使其電聲特性更加利於主動消噪的高低頻靈敏度要求。
[0015]本實用新型還對正常的音頻信號進行補償，從而提高了通話質量。
[0016]本實用新型還增加了音圈的阻抗可調性，從而提高了阻抗匹配性和系統穩定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]接下來將結合附圖對本實用新型的具體實施例作進一步詳細說明，其中:
[0018]圖1是本實用新型的實施例中的雙音圈揚聲器的結構示意圖；
[0019]圖2是本實用新型的實施例的受話器的結構示意圖；
[0020]圖3是本實用新型的實施例的反饋式受話器消噪系統原理圖。
[0021]上圖中標記說明:揚聲器1、振膜11、雙音圈12、殼體13、磁性驅動裝置14、第一音圈121、第二音圈122、磁鐵141、上極板142、麥克風2、上蓋板3、孔31、下蓋板4、槽孔41、音腔42、麥克風21、揚聲器22、第一放大器23、第二放大器24、信號補償濾波器25、濾波器26、軸線al、軸線a2。
【具體實施方式】
[0022]參考圖1，其具體示出了本實用新型的實施例的受話器中所採用的雙音圈揚聲器I的結構。雙音圈揚聲器I主要包括振膜11、雙音圈12、殼體13和磁性驅動裝置14。雙音圈12由並排結合在振膜11下端的第一音圈121和第二音圈122組成。其中，第一音圈121接收第一信號以產生第一磁力，第二音圈122接收第二信號以產生第二磁力。磁性驅動裝置14由磁鐵141和上極板142組成，用於提供固定磁場以與第一磁力和第二磁力相互作用，從而使第一音圈121和第二音圈122能夠獨立或者共同驅動振膜11振動。
[0023]參考圖2，在圖示中雙音圈揚聲器I的上部覆蓋有上蓋板3，上蓋板3中間開孔31，孔31允許振膜11產生的聲波向外傳遞並限制振膜11超限向上運動。在上蓋板3上，相對於揚聲器I來說的外側，孔31的邊緣安裝有麥克風2，並且麥克風2的中心軸線a2與孔31的軸線al垂直,這樣能夠有效降低在圖不的豎直方向上揚聲器I與麥克風2之間震動相互幹擾，並且麥克風2不再設置在磁性驅動裝置14的內部，則磁鐵141、雙音圈12的磁場不會對麥克風2造成幹擾，提高了麥克風2的採集噪音信號的靈敏度，從而能夠提高消噪效果。從圖2中還可見在圖示中的下方覆蓋雙音圈揚聲器I下部的下蓋板4，下蓋板4與雙音圈揚聲器I的下部間隔以形成音腔42,音腔42構成了一個相對封閉的小的聲學環境，降低了左右耳罩內結構差異帶來的聲學差異，左右耳的主動消噪一致性得到提高。並且，在下蓋板4上，設置有槽孔41，並且槽孔41偏離第一音圈121和第二音圈122的中心線al的位置，中心線al同時也是孔31的軸線，從而，通過槽孔41能夠調整揚聲器I的低頻響應。
[0024]參考圖3，其具體表明了本實用新型的實施例中的反饋式受話器消噪系統。為了清晰，在圖3中對揚聲器和麥克風重新給予了附圖標記，但下文中所描述的揚聲器22與上文中所描述的揚聲器I相同，下文中所描述的麥克風21與上文中所描述的麥克風2相同。由圖3可見,在受話器的Audio_in信號輸入端向揚聲器22的第一音圈121輸送正常的音頻信號，而麥克風21在揚聲器22的前端接收環境噪音信號。第一放大器23與麥克風21電連接，將麥克風21接收到的環境噪音信號進行放大產生噪音放大信號。然後，濾波器26與第一放大器23電連接,濾波器26接收噪音放大信號後產生濾波信號。然後,第二放大器24與濾波器26電連接，第二放大器24將接收到的濾波信號進行放大後產生消噪信號。最後，消噪信號被輸送至揚聲器22的第二音圈122。為了彌補消噪過程中輸入到第一線圈121的正常音頻信號的衰減，信號補償濾波器25被電連接在濾波器26和第一音圈121之間，信號補償濾波器25接收濾波信號後產生補償信號提供至第一音圈121。並且，為了提高第一音圈121、第二音圈122與外部信號的匹配性,作為一項優選方案,第一音圈121和/或第二音圈122具有可調阻抗。
[0025]從上述受話器和消噪系統中能夠歸納出一種主動消噪方法，包括以下步驟:將正常音頻信號輸入至雙音圈揚聲器22的第一音圈121 ;在垂直於雙音圈揚聲器I的軸線al(該軸線也是雙音圈12的中心線和孔31的軸線)方向上採集環境噪音信號；對環境噪音信號經第一次放大、濾波、第二次放大後輸入至雙音圈揚聲器22的第二音圈122。優選地,在對環境噪音信號進行濾波後，還存在根據濾波信號對正常音頻信號進行補償的步驟。優選地，還存在根據正常音頻信號和環境噪音信號分別對第一音圈121、第二音圈122的阻抗進行調諧的步驟。
[0026]雖然本實用新型是結合以上實施例進行描述的，但本實用新型並不限定於上述實施例，而只受權利要求的限定，本領域普通技術人員能夠容易地對其進行等效替換或者修改，但並不離開本實用新型的實質構思和範圍。
【權利要求】
1.一種受話器，其特徵在於，包括: 雙音圈揚聲器，包括有振膜、結合於所述振膜並接收第一信號以產生第一磁力的第一音圈、結合於所述振膜並接收第二信號以產生第二磁力的第二音圈、提供固定磁場以與所述第一磁力和所述第二磁力相互作用從而使所述第一音圈和所述第二音圈驅動所述振膜振動的磁性驅動裝置； 覆蓋所述雙音圈揚聲器上部的上蓋板，所述上蓋板中間開孔； 安裝在所述上蓋板的孔邊緣的麥克風； 所述麥克風的中心軸線與所述孔的軸線垂直。
2.根據權利要求1所述的受話器，其特徵在於，還包括覆蓋所述雙音圈揚聲器下部的下蓋板，所述下蓋板與所述雙音圈揚聲器的下部間隔以形成音腔。
3.根據權利要求2所述的受話器，其特徵在於，所述下蓋板上，偏離所述第一音圈和所述第二音圈的中心線的位置，設置有槽孔。
4.一種反饋式受話器消噪系統，其特徵在於，包括: 如權利要求1至3中的任一項所述的受話器； 所述麥克風接收環境噪音信號； 與所述麥克風電連接的第一放大器，用於產生噪音放大信號； 與所述第一放大器電連接的濾波器，接收所述噪音放大信號後產生濾波信號； 與所述濾波器電連接的第二放大器，接收所述濾波信號後產生消噪信號； 所述第一音圈接收正常音頻信號，所述第二音圈接收所述消噪信號； 信號補償濾波器，電連接所述濾波器和所述第一音圈，接收所述濾波信號後產生補償信號提供至所述第一音圈。
5.根據權利要求4所述的反饋式受話器消噪系統，其特徵在於，所述第一音圈和/或所述第二音圈具有可調阻抗。
【文檔編號】H04R1/10GK203691597SQ201320894750
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】王朋, 馬敏, 唐小超 申請人:合肥訊飛數碼科技有限公司