CN113840216B - 一种随环境变换自动调整低音效果的扬声器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电声技术领域，公开一种随环境变换自动调整低音效果的扬声器，包括壳体，壳体内设置有弹波、音圈和磁力结构，磁力结构包括固定在壳体底部的U铁以及设置于U铁内的磁铁组件，音圈升降设置于磁铁组件上方，在音圈和壳体之间设置有弹波固定结构，弹波固定结构包括随动支架和固定套环，固定套环套接于U铁外部且底部与壳体固定设置，弹波的内环壁与固定套环的上端面固定连接，随动支架还具有作用于振膜的顶面以及设置于顶面下方多个传导环壁，每一传导环壁下侧均设置有可升降的抵触环壁，抵触环壁的下端可作用于弹波上，且每一传导环壁上均设置有可驱动相应抵触环壁升降的驱动件，驱动件的动作受控于控制器。

Description

一种随环境变换自动调整低音效果的扬声器

技术领域

本发明涉及电声技术领域，具体为一种随环境变换自动调整低音效果的扬声器。

背景技术

现有的超低音扬声器的结构参照公告号为CN203193866U的中国专利公开扬声器，包括一盆型支架、音圈骨架、环形挡板、防尘罩，所述盆型支架的底部设置有一内部呈凹陷腔的U铁，所述U铁的凹陷腔内设置有磁体组件，所述磁体组件与所述U铁成型有磁间隙，所述音圈骨架经盆型支架插入磁间隙并悬置在所述磁体组件的上方，所述音圈骨架的上部套设有环形挡板，所述环形挡板的上方设置环形挡板，其特征在于：所述环形挡板的侧部边缘成型有中空的弧形隆起并向内翻折，形成外表面是平面，里表面是多段曲线过渡连接起来的，厚度呈逐渐减薄的倒钩形状安装部。

上述结构中的环形挡板也称为弹波，其振动幅度和振动频率直接影响扬声器的音效，现有结构的弹波的设置形状均如上述专利中记载的附图一致，呈圆环状且具备波纹，其固定方式均为外环面固定在盆型支架的内壁上，内环面与音圈外环壁固定，通过内环面起到对音圈的支撑，同时通过弹波的本身大小，限定音圈在同样功率下的冲程，进而决定在该功率下的低音效果。

然而，在听音乐时，如果低音效果过强，会导致歌词听不清晰，而低音效果过弱，则会降低听觉享受。故而，在室外等嘈杂环境下，需要调低低音功能，进而能够使得歌词尽量听清，而室内由于噪音少，则可以调高低音功能，提高听觉感受，现有的扬声器，均需要人为进行调节，颇为不便。

发明内容

本发明的目的在于，公开一种扬声器，其能够根据所处环境的不同，自动调节低音功能。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种随环境变换自动调整低音效果的扬声器，包括开口向上设置的壳体，壳体内设置有弹波、音圈和磁力结构，磁力结构包括固定在壳体底部的U铁以及设置于U铁内的磁铁组件，音圈升降设置于磁铁组件上方，在音圈和壳体之间设置有弹波固定结构，弹波固定结构包括随动支架和固定套环，固定套环套接于U铁外部且底部与壳体固定设置，弹波的内环壁与固定套环的上端面固定连接，随动支架具有供音圈穿过的让位孔，音圈上端外环壁与让位孔固定，随动支架还具有作用于振膜的顶面以及设置于顶面下方与让位孔同心设置的至少2个传导环壁，每一传导环壁下侧均设置有可升降的抵触环壁，抵触环壁的下端可作用于弹波上，且每一传导环壁上均设置有可驱动相应抵触环壁升降的驱动件，驱动件的动作受控于控制器，所述控制器通过配置的环境识别策略控制不同驱动件动作，环境识别策略包括：

获取音频信号；

提取所述音频信号的频谱；

将所述频谱按照频率的不同切分成不同种类；

统计频率的种类数量，并且根据频率的种类确定所述音频信号的音频场景；

根据确定的频率种类数量以及音频场景，确定相应的驱动件驱使对应的抵触环壁下降并且与弹波接触，同时其余驱动件驱使对应的抵触环壁处于原始状态，当抵触环壁处于原始状态时，抵触环壁与弹波分离。

进一步的，提取所述音频信号的频谱包括：

基于时频变换，将所述音频信号从时域转换到频域，得到频域下的音频信号；

将所述频域下的音频信号从线性频谱转换为梅尔非线性频谱；

通过对所述梅尔非线性频谱取对数处理，将所述梅尔非线性频谱转换为对数梅尔频谱，作为所述音频信号的频谱。

进一步的，将所述频谱按照频率的不同切分成不同种类，具体包括：根据提取的对数对数梅尔频谱，对于不同频率的信号分别提取并且计数。

进一步的，所述根据频率的种类确定所述音频信号的音频场景，具体包括：

将每一不同频率的信号分别输入到训练好的音频场景识别模型中，以得到所述音频信号的音频场景识别结果。

进一步的，所述根据不同音频场景确定对应驱动件，包括方法：

根据音频场景识别模型，对音频场景进行定义，分为室外场景和室内场景；

对各个驱动件进行编号，定义从弹波内环方向向外环方向依次对驱动件编号为1至n，并且定义，当识别为室外场景时，1至n/2的驱动件可被驱动，当识别为室内场景时，n/2+1至n的驱动件可被驱动；

定义频率种类数量影响相邻驱动件动作的数量基准为K，则，当识别场景为室外场景时，当频率种类数量为K时，第n/2编号的驱动件动作，当数量为aK时，第n/2-(a-1)编号的驱动件动作，依次类推，且当a-1大于n/2时，始终为第1编号的驱动件动作；当识别场景为室内场景时，当频率种类数量为K时，第n编号的驱动件动作，当数量为bK时，第n-(b-1)编号的驱动件动作，依次类推，且当b-1大于n/2时，始终为第n/2+1编号的驱动件动作。

进一步的，当n为偶数时，n/2取数值n/2，当n为基数时，n/2取数值(n+1)/2。

进一步的，每一所述抵触环壁均与之对应的传导环壁竖向滑移连接，驱动件为伺服电机伺服电机驱动有一沿抵触环壁滑移方向设置有螺杆，抵触环壁设置有与螺杆配合的螺母，通过伺服电机的正反转，驱动抵触环壁的升降。

进一步的，音频分贝处于人耳能够听到的范围内的音频能够被获取。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

随动支架通过抵触环壁顶压在弹波上，而音圈则与随动之间固定在一起，抵触环壁作用下弹波的位置，离圆心越远，振动越轻松，同样功率下的音圈冲程也就越大，进而低音效果越好，同理，抵触环壁作用下弹波的位置，离圆心越近，弹波振动越不容易，音圈的冲程也相应更加小，从而低音效果越差；通过环境识别策略，可以根据扬声器所处的不同环境选择不同的抵触环壁，进而选择扬声器的不同低音效果，最终增加扬声器的体验效果。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本实施例中的扬声器轴测示意图；

图2为本实施例中的扬声器剖视图；

图3为图3的B部放大图。

图中：1、壳体；21、U铁；22、固定环；3、磁铁组件；4、音圈；5、固定套环；6、弹波；7、随动支架；71、传导环壁；72、抵触环壁；721、螺母；81、防尘盖；82、振膜；9、伺服电机；91、螺杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

一种随环境变换自动调整低音效果的扬声器，参照图1-3所示，包括开口向上设置的壳体1，壳体1内设置有弹波6、音圈4和磁力结构，磁力结构包括固定在壳体1底部的U铁21以及设置于U铁21内的磁铁组件3，在壳体1底部中心设置有倒T型的安装孔，U铁21的底部向外水平延伸有固定环22，当U铁21与安装孔穿插后，通过螺钉固定在壳体1上，于壳体1的开口部位设置有防尘盖81和振膜82。

音圈4底部插入U铁21内且升降设置于磁铁组件3上方，在音圈4和壳体1之间设置有弹波6固定结构，弹波6固定结构包括随动支架7和固定套环5，固定套环5套接于U铁21外部且底部与壳体1一体设置，固定套环5的内径与安装孔的孔径一致，随动支架7的截面呈倒U型设置且中心具备供音圈4穿过的让位孔，音圈4上端外环壁与让位孔固定，弹波6的内环壁与固定套环5的上端面固定连接。

随动支架7还具有作用于振膜82的顶面以及设置于顶面下方与让位孔同心设置的至少多个传导环壁71，每一传导环壁71下侧均设置有可升降的抵触环壁72。其中抵触环壁72均与之对应的传导环壁71竖向滑移连接，驱动件为伺服电机9伺服电机9驱动有一沿抵触环壁72滑移方向设置有螺杆91，抵触环壁72设置有与螺杆91配合的螺母721，通过伺服电机9的正反转，驱动抵触环壁72的升降。伺服电机9的动作则受控于控制器，控制器根据配置的环境识别策略控制相应伺服电机9动作。

其中的环境识别策略包括：

获取音频信号，其中的音频信号为音频分贝处于人耳能够听到的范围内的音频；

提取所述音频信号的频谱，采用的方式包括，基于时频变换，将所述音频信号从时域转换到频域，得到频域下的音频信号；将所述频域下的音频信号从线性频谱转换为梅尔非线性频谱；通过对所述梅尔非线性频谱取对数处理，将所述梅尔非线性频谱转换为对数梅尔频谱，作为所述音频信号的频谱；

将所述频谱按照频率的不同切分成不同种类，具体包括：根据提取的对数对数梅尔频谱，对于不同频率的信号分别提取并且计数；

统计频率的种类数量，并且根据频率的种类确定所述音频信号的音频场景，具体包括：将每一不同频率的信号分别输入到训练好的音频场景识别模型中，以得到所述音频信号的音频场景识别结果；

根据确定的频率种类数量以及音频场景，确定相应的驱动件驱使对应的抵触环壁72下降并且与弹波6接触，同时其余驱动件驱使对应的抵触环壁72处于原始状态，当抵触环壁72处于原始状态时，抵触环壁72与弹波6分离。具体方法包括：根据音频场景识别模型，对音频场景进行定义，分为室外场景和室内场景；对各个驱动件进行编号，定义从弹波6内环方向向外环方向依次对驱动件编号为1至n，并且定义，当识别为室外场景时，1至n/2的驱动件可被驱动，当识别为室内场景时，n/2+1至n的驱动件可被驱动；定义频率种类数量影响相邻驱动件动作的数量基准为K，则，当识别场景为室外场景时，当频率种类数量为K时，第n/2编号的驱动件动作，当数量为aK时，第n/2-(a-1)编号的驱动件动作，依次类推，且当a-1大于n/2时，始终为第1编号的驱动件动作；当识别场景为室内场景时，当频率种类数量为K时，第n编号的驱动件动作，当数量为bK时，第n-(b-1)编号的驱动件动作，依次类推，且当b-1大于n/2时，始终为第n/2+1编号的驱动件动作。并且为了解决抵触环壁72奇偶特性，当n为偶数时，n/2取数值n/2，当n为基数时，n/2取数值(n+1)/2。

具体的举例，当n为6，K为2，识别的频率个数为4，识别之后确定为室内场景，可以确定b为4/2＝2。首先确定编号为n/2+1至n的驱动件可被驱动，也即第4-6的伺服电机9可被驱动，接着继续确定具体被驱动的伺服电机9编号，根据公式可知，n-(b-1)可知6-(2-1)＝5，第5编号的伺服电机9被具体驱动。

当n为6，K为2，识别的频率个数为6或者以上，识别之后确定为室内场景，可以确定b为6/2＝3。首先确定编号为n/2+1至n的驱动件可被驱动，也即第4-6的伺服电机9可被驱动，接着继续确定具体被驱动的伺服电机9编号，根据公式可知，n-(b-1)可知6-(3-1)＝4，第4编号的伺服电机9被具体驱动。

当n为6，K为2，识别的频率个数为4，识别之后确定为室外场景，可以确定a为4/2＝2。首先确定编号为1至n/2的驱动件可被驱动，也即第1-3的伺服电机9可被驱动，接着继续确定具体被驱动的伺服电机9编号，根据公式可知，n/2-(a-1)可知3-(2-1)＝2，第2编号的伺服电机9被具体驱动。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种随环境变换自动调整低音效果的扬声器，包括开口向上设置的壳体(1)，壳体(1)内设置有弹波(6)、音圈(4)和磁力结构，磁力结构包括固定在壳体(1)底部的U铁(21)以及设置于U铁(21)内的磁铁组件(3)，音圈(4)升降设置于磁铁组件(3)上方，在音圈(4)和壳体(1)之间设置有弹波(6)固定结构，其特征在于：弹波(6)固定结构包括随动支架(7)和固定套环(5)，固定套环(5)套接于U铁(21)外部且底部与壳体(1)固定设置，弹波(6)的内环壁与固定套环(5)的上端面固定连接，随动支架(7)具有供音圈(4)穿过的让位孔，音圈(4)上端外环壁与让位孔固定，随动支架(7)还具有作用于振膜(82)的顶面以及设置于顶面下方与让位孔同心设置的至少2个传导环壁(71)，每一传导环壁(71)下侧均设置有可升降的抵触环壁(72)，抵触环壁(72)的下端可作用于弹波(6)上，且每一传导环壁(71)上均设置有可驱动相应抵触环壁(72)升降的驱动件，驱动件的动作受控于控制器，所述控制器通过配置的环境识别策略控制不同驱动件动作，环境识别策略包括：

获取音频信号；

提取所述音频信号的频谱；

将所述频谱按照频率的不同切分成不同种类；

统计频率的种类数量，并且根据频率的种类确定所述音频信号的音频场景，包括将每一不同频率的信号分别输入到训练好的音频场景识别模型中，以得到所述音频信号的音频场景识别结果；

根据确定的频率种类数量以及音频场景，确定相应的驱动件驱使对应的抵触环壁(72)下降并且与弹波(6)接触，同时其余驱动件驱使对应的抵触环壁(72)处于原始状态，当抵触环壁(72)处于原始状态时，抵触环壁(72)与弹波(6)分离；

所述根据不同音频场景确定对应驱动件，包括方法：

根据音频场景识别模型，对音频场景进行定义，分为室外场景和室内场景；

对各个驱动件进行编号，定义从弹波(6)内环方向向外环方向依次对驱动件编号为1至n，并且定义，当识别为室外场景时，1至n/2的驱动件可被驱动，当识别为室内场景时，n/2+1至n的驱动件可被驱动；

定义频率种类数量影响相邻驱动件动作的数量基准为K，则，当识别场景为室外场景时，当频率种类数量为K时，第n/2编号的驱动件动作，当数量为aK时，第n/2-（a-1）编号的驱动件动作，依次类推，且当a-1大于n/2时，始终为第1编号的驱动件动作；当识别场景为室内场景时，当频率种类数量为K时，第n编号的驱动件动作，当数量为bK时，第n-（b-1）编号的驱动件动作，依次类推，且当b-1大于n/2时，始终为第n/2+1编号的驱动件动作。

2.根据权利要求1所述的一种随环境变换自动调整低音效果的扬声器，其特征在于：提取所述音频信号的频谱包括：

基于时频变换，将所述音频信号从时域转换到频域，得到频域下的音频信号；

将所述频域下的音频信号从线性频谱转换为梅尔非线性频谱；

通过对所述梅尔非线性频谱取对数处理，将所述梅尔非线性频谱转换为对数梅尔频谱，作为所述音频信号的频谱。

3.根据权利要求2所述的一种随环境变换自动调整低音效果的扬声器，其特征在于：将所述频谱按照频率的不同切分成不同种类，具体包括：根据提取的对数对数梅尔频谱，对于不同频率的信号分别提取并且计数。

4.根据权利要求1所述的一种随环境变换自动调整低音效果的扬声器，其特征在于：当n为偶数时，n/2取数值n/2，当n为基数时，n/2取数值（n+1）/2。

5.根据权利要求1所述的一种随环境变换自动调整低音效果的扬声器，其特征在于：每一所述抵触环壁(72)均与之对应的传导环壁(71)竖向滑移连接，驱动件为伺服电机(9)伺服电机(9)驱动有一沿抵触环壁(72)滑移方向设置有螺杆(91)，抵触环壁(72)设置有与螺杆(91)配合的螺母(721)，通过伺服电机(9)的正反转，驱动抵触环壁(72)的升降。

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