專利名稱：噪聲減弱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有源噪聲減弱，關(guān)于它的背景，可參考美國專利第4644581、4922542和5305387。
本發(fā)明的一個(gè)重要目的就是提供一種能改善有源噪聲減弱性能的頭戴耳機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明，適于用在降低有源噪聲的頭戴送受話器中的一種模塊(module)具有一個(gè)包括多個(gè)內(nèi)壁(wall)的外殼。其中一個(gè)內(nèi)壁中安裝了一個(gè)激勵(lì)器(driver)。有一個(gè)孔將外殼的內(nèi)、外部相互耦合在一起，并且一個(gè)阻尼器連到這個(gè)孔上。
本發(fā)明的另一方面，一個(gè)降低有源噪聲的頭戴送受話器包括一個(gè)封閉第一、第二空腔的耳罩，該空腔由分隔器隔開。頭戴送受話器還包括一個(gè)舒適的密封墊。在分隔器中安裝了一個(gè)帶振動(dòng)膜的激勵(lì)器，它輻射聲波進(jìn)入第一個(gè)空腔來衰減周圍的噪聲。而那個(gè)孔則將第二個(gè)空腔與外殼的外部耦合在一起。
參見后面的圖，再結(jié)合以下的詳細(xì)描述，本發(fā)明其它的特征，目的和優(yōu)點(diǎn)就會(huì)變得顯而易見了。


圖1是一個(gè)降噪聲頭戴送受話器的平面圖。
圖2A-2C是使用本發(fā)明的耳罩的圖解截面圖。
圖3A和3B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)模塊的透視圖。
圖4A-4D是根據(jù)本發(fā)明的模塊的另一個(gè)實(shí)施例的截面圖。
圖5是圖4A-4D所示模塊中激勵(lì)器頻率響應(yīng)的曲線。
現(xiàn)在參見這些圖，特別是參見圖1，示出了一種按照本發(fā)明的降低有源噪聲的頭戴送受話器。頭環(huán)(head band)56裝在兩個(gè)耳罩部件58上。耳罩組件58的每一個(gè)都包括一個(gè)耳罩部分50和一個(gè)舒適的耳墊54。頭環(huán)可以是許多類型之一，它的長度以及耳罩組件在頭環(huán)上的位置都是可調(diào)的。頭環(huán)56和耳罩組件之間的連接也允許沿著相對(duì)于頭環(huán)的一個(gè)或多個(gè)軸線調(diào)整。使用時(shí)，頭環(huán)56將耳罩組件58固定在使用者的耳朵上，或包圍著耳朵(頭戴護(hù)耳式)，或塞在耳朵中(耳掛)式。
參見圖2A-2C，示出了耳罩組件58的圖解截面圖。在圖2A中，耳罩殼50包圍著前空腔52，舒適的耳墊54緊貼著使用者的頭部?jī)蓚?cè)，將使用者的耳朵和周圍的噪聲隔開。前空腔52將降低有源噪揚(yáng)模塊10密封了起來。降低有源噪聲模塊10包括具有聲波輻射膜片21的激勵(lì)器18。穿透耳罩殼50的是下面將要詳細(xì)描述的彼此平行的孔16和聲阻孔17。在圖2B和2C中，通道19將孔16和聲阻孔17及周圍環(huán)境連在了一起。通道19的空間尺寸使它對(duì)于由振動(dòng)模21發(fā)出的聲波既起不到一個(gè)孔的作用也起不到一個(gè)波導(dǎo)管的作用。如果孔16和聲阻孔17像圖2A中所示的那樣都直接連到周圍環(huán)境中，那它們的聲學(xué)效果是一樣的。在前空腔52中還可以放減振材料53(例如有孔泡沫)來減弱前空腔中的諧振并且在無源衰減方面進(jìn)行協(xié)助。圖2B和2C所示的一個(gè)實(shí)施例是有利于此的，因?yàn)樗试S靈活地布置降低有源噪聲模塊。它使得降低有源噪聲模塊10可放置在因?qū)Χ钟幸恍┪⑿「倪M(jìn)而形成的各式各樣不同的耳罩中。
在應(yīng)用時(shí)，送話器22測(cè)量聲壓。電路系統(tǒng)(未示出)通過對(duì)送話器22測(cè)量的聲壓和由振動(dòng)膜21發(fā)出的聲波形成的聲壓進(jìn)行比較來檢測(cè)周圍的噪聲，然后傳送一些信號(hào)給激勵(lì)器18，而這些信號(hào)將使振動(dòng)膜21發(fā)出波形與周圍噪聲相似而相位相反的聲波，這樣就大大衰減了噪聲。
參見圖3A-3B，示出了有源噪聲減弱模塊10。安的殼12將一個(gè)后空腔14(見圖4A-4D)封閉了起來?？?6和聲阻孔17穿透了外殼12的一個(gè)壁。激勵(lì)器18安裝在殼12的表面中。送話器22安裝在殼12的外部。在此實(shí)施例中，送話器22安裝在振動(dòng)漠21的幾乎邊緣位置。它的拾音表面徑向向里，這樣就使得與拾音表面相垂直的一條線也和激勵(lì)器18的軸24近似正交。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，殼12是常規(guī)的圓柱形的，激勵(lì)器18的直徑大約為42mm，并安裝在圓柱的一個(gè)平面表面中。由殼12包圍的后空腔14的體積通常約為10-20立方厘米。而前空腔52的體積通常約為100-200立方厘米。孔16和后空腔14的諧頻的典型值約是300HZ。聲阻孔16的聲阻約為1×167ohms。聲阻孔17可以是一個(gè)帶有聲阻蓋17b的孔17a，或是一個(gè)填有聲阻材料的孔。
現(xiàn)在參見圖4A-4D，示出了降低有源噪聲模塊10，為了更好地解釋本發(fā)明，模塊中有些部件被去掉或改進(jìn)了。圖4B-4D是用來隨后講解圖4A所示的實(shí)施例的一些特征的效果的。在圖4B中，孔16和聲阻孔17被省略了。在圖4C中，聲阻孔17被省略了。在圖4D中，聲阻孔17被省略了而聲阻材料16a插在孔16中(作為一個(gè)替換辦法，孔16的通道中填有聲阻材料)。
在圖4D所示的實(shí)施例中，聲音材料16a的聲阻將后空腔14和它周圍的環(huán)境及孔16中的空氣團(tuán)串聯(lián)在一起。在圖4A所示的實(shí)施例中，聲阻孔18的聲阻將后空腔14和周圍的環(huán)境及孔16中的空氣團(tuán)并聯(lián)在一起。
現(xiàn)在參見圖5，示出了激勵(lì)器18的頻率響應(yīng)的計(jì)算機(jī)模擬的曲線圖，以說明圖3A所示的實(shí)施例的各種不同部件的影響。曲線24表示圖4B所示的實(shí)施例中激勵(lì)器18的響應(yīng)。曲線26表示圖4C所示的實(shí)施例中激勵(lì)器18的響應(yīng)。和曲線24相比，曲26在低頻時(shí)有更好的響應(yīng)，但是在孔的諧振頻率時(shí)，有低輸出，該諧振頻率為300HZ。曲線28表示了圖40所示的實(shí)施例中激勵(lì)器18的響應(yīng)。和曲線26相比，曲線28表示一個(gè)更平滑的頻率響應(yīng)，改善了在低頻時(shí)的響應(yīng)。曲線30表示了圖4A所示的實(shí)施例的響應(yīng)。和曲線24,26和28相比，曲線30表現(xiàn)了平滑的頻率響應(yīng)，改善了低頻時(shí)的響應(yīng)。
按照本發(fā)明的耳罩是勝過常規(guī)的耳罩的，因?yàn)榭缀吐曌柰ǖ赖男螤钤试S用一個(gè)小得多的后空腔來獲得有源衰減。反過來，對(duì)于一個(gè)給定的耳罩尺寸，這一特點(diǎn)又可以讓我們得到一個(gè)更大的前空腔，從而又改善了無源衰減。平滑的頻率響應(yīng)就意味著可以便利地使用更簡(jiǎn)單的電路系統(tǒng)，并且可與激勵(lì)器的操作更有效地結(jié)合起來，就可以使電路系統(tǒng)的功耗大幅度地減少，從而得到一個(gè)突出的好處，即可以使用電池供電的降低有源噪聲的頭戴送受話器。
在權(quán)利要求書中還有其它的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.適合用在降低有源噪聲的頭戴送受話器中的一具模塊(module)，包括一個(gè)外殼具有多個(gè)內(nèi)壁并由內(nèi)壁將所述的外殼具有聲順(compliance)特性的內(nèi)部和所述外殼的外部隔開；一個(gè)帶有一個(gè)振動(dòng)膜的激勵(lì)器；一個(gè)將所述的內(nèi)部和外部連在一起的孔；所述的孔有一個(gè)物質(zhì)，該物質(zhì)與所述的聲順(compliance)一起來用共同構(gòu)成了一個(gè)在諧振頻率就發(fā)生諧振的諧振電路，還有一個(gè)和所說的諧振電路相連的諧振阻尼器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一個(gè)模塊，其中所說的諧振阻尼器包括一個(gè)將所說的內(nèi)部和外部連接在一起的聲阻孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的一個(gè)模塊，其中所說的孔和所說的聲阻孔將所述的內(nèi)部和外部并聯(lián)在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的一個(gè)模塊，其中所說的孔和所說的聲阻孔將所述內(nèi)部和外部串聯(lián)在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的一個(gè)模塊，還包括一個(gè)帶有一個(gè)拾音表面的送話器。所說的受話器安裝在所說的振動(dòng)膜的大致外邊緣處。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的一個(gè)模塊，其中所說的送話器的拾音表面與所述的激勵(lì)器的一個(gè)軸相垂直。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的一個(gè)模塊，還包括一個(gè)帶有一個(gè)拾音表面的送話器。所說的送話器安裝在所說的振動(dòng)膜的大致外邊緣處。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的一個(gè)模塊，其中所說的受話器的拾音表面徑向朝里。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的一個(gè)模塊，其中所述的內(nèi)部有一個(gè)不大于20立方厘米的容積。
10.一個(gè)降低有源噪聲的頭戴送受話器包括一個(gè)耳罩，封閉了第一空腔和具有聲順的第二空腔，所述的第一空腔和第二空腔由一個(gè)分隔器(drvider)隔開；一個(gè)構(gòu)建并裝配成可將所說的耳罩緊緊包著使用者的耳朵的相適的耳墊；一個(gè)具有安裝在上述的分隔器中的振動(dòng)膜的激勵(lì)器；一個(gè)將所述的第二空膜和所說的耳罩外的空間連在一起的孔，所說的孔有一個(gè)物質(zhì)，它和第二空腔的聲順一起作用共同構(gòu)成的一個(gè)諧振電路，和一個(gè)諧振阻尼電路。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的一個(gè)降低有源噪聲的頭戴送受話器，其中所述的諧振阻尼器包括一個(gè)將所述的第二空腔和所說的耳罩外的空間連在一起的聲阻孔。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的一個(gè)降低有源噪聲的頭戴送受話器，其中所述的孔的所述的聲阻通道將上述的第二空腔的所說的外部并聯(lián)地連接在一起。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的一個(gè)降低有源噪聲的頭戴送受話器，其中所述的孔和所述的聲阻通道將上述的第二空腔和所說的外部環(huán)境串聯(lián)地連接在一起。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的一個(gè)降低有源噪聲頭戴送受話器，還包括一個(gè)在所述的第一空腔中的送話器。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的一個(gè)降低有源噪聲頭戴送受話器，其中上述的送話器安裝在上述的振動(dòng)膜的大致外邊緣處。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的一個(gè)降低有源噪聲的頭戴送受話器，其中上述的分隔器包括一個(gè)模塊的內(nèi)壁(wall)。所述的模塊將上述的第二空腔包圍了起來。所述模塊以這樣一種方式與所述耳罩可移動(dòng)地合并在一起，即所述孔和所述聲阻孔經(jīng)在上述耳罩中的一個(gè)開口將所述第二空腔與所述區(qū)域連接起來。
全文摘要
適合用在降低有源噪聲的頭戴送受話器中的一個(gè)模塊包括一個(gè)具有多個(gè)內(nèi)壁并由內(nèi)壁將殼內(nèi)部和外部分開的外殼。帶有一個(gè)振動(dòng)膜的一個(gè)激勵(lì)器就安裝在其中的一個(gè)內(nèi)壁中。激勵(lì)器輻射聲波來去除周圍的噪聲。有諧振特性的一個(gè)孔將內(nèi)部和外部連在了一起。一個(gè)諧振阻尼器則衰減了這個(gè)孔的諧振。
文檔編號(hào)H04R1/10GK1213262SQ9810974
公開日1999年4月7日 申請(qǐng)日期1998年4月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月17日
發(fā)明者羅曼·薩皮諸斯基 申請(qǐng)人:伯斯有限公司