專利名稱：不受風(fēng)影響的麥克風(fēng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及抵抗低頻噪聲的麥克風(fēng)和傳感器。
背景技術(shù)：
麥克風(fēng)和聲學(xué)傳感器(在下文中統(tǒng)稱為麥克風(fēng))經(jīng)常在嘈雜環(huán)境中使用。隨著麥 克風(fēng)變得越來越小，氣流、風(fēng)、移動車輛、聲學(xué)隆隆聲或者其它低頻源的轉(zhuǎn)換低頻噪聲含量 可能比期望的聲學(xué)信號大。這能夠使麥克風(fēng)難于在室外、有風(fēng)或者其它嘈雜環(huán)境中使用。一些麥克風(fēng)具有外部封裝殼體，所述外部封裝殼體具有諸如振動膜的柔性感測結(jié) 構(gòu)、靜止感測結(jié)構(gòu)(諸如電容式麥克風(fēng)背板或者電動式麥克風(fēng)磁體)、內(nèi)部電子部件、至少 一個空氣體積以及至少一個壓力均衡孔口。壓力均衡孔口均衡振動膜的相對側(cè)上靜態(tài)大氣 壓力的變化。所述孔口還使麥克風(fēng)外側(cè)的環(huán)境壓力與麥克風(fēng)內(nèi)一個或者多個空氣體積中的 空氣壓力相匹配。典型地，設(shè)計麥克風(fēng)孔口以確保麥克風(fēng)對低至20Hz或者更低的頻率做出響應(yīng)。在 這些麥克風(fēng)中，所述孔口將殼體外側(cè)的空氣連接到后體積中的空氣。替代地，所述孔口穿透 麥克風(fēng)振動膜以將前體積內(nèi)側(cè)的空氣連接到后體積內(nèi)側(cè)的空氣，或者將前體積內(nèi)側(cè)的空氣 連接到間隙內(nèi)側(cè)的空氣。由于這些孔口會降低麥克風(fēng)對低音頻的靈敏度，所以設(shè)計孔口以 最小化音頻帶中的靈敏度降低?？梢栽O(shè)計所述孔口的幾何形狀和流體特性以確保高通濾波 器轉(zhuǎn)折頻率基本上不改變感興趣頻帶中的頻率響應(yīng)。該設(shè)計使得麥克風(fēng)容易受到風(fēng)和其它 低頻噪聲的影響。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一種不受風(fēng)影響的麥克風(fēng)(即，不受風(fēng)噪聲影響或者抵抗風(fēng)噪 聲)或者抵抗由氣流、風(fēng)、移動車輛、聲學(xué)隆隆聲或者其它低頻源產(chǎn)生的噪聲的聲學(xué)設(shè)備。在一個實施例中，本發(fā)明提供一種具有低頻風(fēng)噪聲和聲學(xué)隆隆聲的降低可聽輸出 的聲學(xué)設(shè)備。在另一實施例中，本發(fā)明提供一種具有使振動膜從風(fēng)和低頻噪聲的降低偏差的聲 學(xué)設(shè)備。在再一實施例中，本發(fā)明提供一種具有振動膜的聲學(xué)設(shè)備，所述振動膜具有對來 自組合靜電和壓力負(fù)載的振動膜碰撞的增加抵抗。在又一實施例中，本發(fā)明提供一種對傳感器的低頻輸出的電子濾波具有降低需要 的聲學(xué)設(shè)備。本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點將在下面的說明書中進行闡述，并且一部分根據(jù)所述說
5明書將變得顯而易見或者可以通過對本發(fā)明的實踐而獲悉。本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點將通 過在所描述的說明書及其權(quán)利要求以及附圖
中指出的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)和獲得。為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點，如具體和廣泛描述的，所述不受風(fēng)影響 的麥克風(fēng)的一個實施例提供一種聲學(xué)設(shè)備，包括限定內(nèi)體積并且具有前面和后面的封閉 殼體；穿透所述殼體的所述前面的聲學(xué)端口 ；附接到所述殼體的內(nèi)側(cè)的第一感測結(jié)構(gòu)和第 二感測結(jié)構(gòu)，所述第一感測結(jié)構(gòu)和所述第二感測結(jié)構(gòu)在所述第一感測結(jié)構(gòu)和所述第二感測 結(jié)構(gòu)之間限定間隙；由所述內(nèi)體積中位于所述第一感測結(jié)構(gòu)與所述殼體的所述前面之間的 部分限定的前體積；由所述內(nèi)體積中位于所述第二感測結(jié)構(gòu)與所述殼體的所述后面之間的 部分限定的后體積；以及在所述第一感測結(jié)構(gòu)中可操作地連接所述前體積和所述間隙的至 少一個孔口，其中所述聲學(xué)設(shè)備具有高于大致IOOHz的截止頻率。在另一實施例中，一種聲學(xué)設(shè)備包括限定內(nèi)體積并且具有前面和后面的封閉殼 體；穿透所述殼體的所述前面的聲學(xué)端口 ；附接到所述殼體的內(nèi)側(cè)的支撐結(jié)構(gòu)；附接到所 述支撐結(jié)構(gòu)的第一感測結(jié)構(gòu)；附接到所述殼體的所述內(nèi)側(cè)的第二感測結(jié)構(gòu)，所述第一感測 結(jié)構(gòu)和所述第二感測結(jié)構(gòu)在所述第一感測結(jié)構(gòu)和所述第二感測結(jié)構(gòu)之間限定間隙；由所述 內(nèi)體積中位于所述第一感測結(jié)構(gòu)和所述殼體的所述前面之間的部分限定的前體積；由所述 內(nèi)體積中位于所述第二感測結(jié)構(gòu)和所述殼體的所述后面之間的部分限定的后體積；以及位 于所述支撐結(jié)構(gòu)中的至少一個孔口，所述至少一個孔口可操作地連接所述前體積和所述間 隙，其中所述聲學(xué)設(shè)備具有高于大致IOOHz的截止頻率。再一實施例包括一種聲學(xué)設(shè)備，所述聲學(xué)設(shè)備具有限定內(nèi)體積并且具有前面和 后面的封閉殼體；穿透所述殼體的所述前面的聲學(xué)端口 ；附接到所述殼體的內(nèi)側(cè)的支撐結(jié) 構(gòu)；附接到所述支撐結(jié)構(gòu)的第一感測結(jié)構(gòu)和第二感測結(jié)構(gòu)，所述第一感測結(jié)構(gòu)和所述第二 感測結(jié)構(gòu)在所述第一感測結(jié)構(gòu)和所述第二感測結(jié)構(gòu)之間限定間隙；由所述內(nèi)體積中位于所 述第一感測結(jié)構(gòu)和所述殼體的所述前面之間的部分限定的前體積；由所述內(nèi)體積中位于所 述第二感測結(jié)構(gòu)和所述殼體的所述后面之間的部分限定的后體積；以及位于所述支撐結(jié)構(gòu) 中的至少一個孔口，所述至少一個孔口可操作地連接所述前體積和所述后體積，其中所述 聲學(xué)設(shè)備具有高于大致IOOHz的截止頻率。所述聲學(xué)設(shè)備的再一方面包括限定內(nèi)體積并且具有前面和后面的封閉殼體；穿透 所述殼體的所述前面的聲學(xué)端口；附接到所述殼體的內(nèi)側(cè)的第一感測結(jié)構(gòu)和第二感測結(jié) 構(gòu)，所述第一感測結(jié)構(gòu)和所述第二感測結(jié)構(gòu)在所述第一感測結(jié)構(gòu)和所述第二感測結(jié)構(gòu)之間 限定間隙；由所述內(nèi)體積中位于所述第一感測結(jié)構(gòu)和所述殼體的所述前面之間的部分限定 的前體積；由所述內(nèi)體積中位于所述第二感測結(jié)構(gòu)和所述殼體的所述后面之間的部分限定 的后體積；以及位于所述第二感測結(jié)構(gòu)中的至少一個孔口，所述至少一個孔口可操作地連 接所述后體積和所述間隙，其中所述聲學(xué)設(shè)備具有高于大致IOOHz的截止頻率。在本發(fā)明的再一方面中，一種形成聲學(xué)設(shè)備的方法，包括步驟形成限定內(nèi)體積 并且具有前面和后面的封閉殼體；形成穿透所述殼體的所述前面的聲學(xué)端口 ；將具有柔度 (compliance)Cd的振動膜附接到所述殼體的內(nèi)側(cè)；所述振動膜將所述內(nèi)體積劃分為前體積 和后體積，所述后體積具有柔度Cv ；在所述振動膜中形成至少一個孔口，所述孔口具有聲學(xué) 聲阻R1,并且將Cd、Cv和R1設(shè)置為非零值以使得所述聲學(xué)設(shè)備具有大致100赫茲或者更大的截止頻率f。，其中f。由等式
權(quán)利要求
1.一種聲學(xué)設(shè)備，包括限定內(nèi)體積并且具有前面和后面的封閉殼體； 穿透所述殼體的所述前面的聲學(xué)端口；附接到所述殼體的內(nèi)側(cè)的第一感測結(jié)構(gòu)和第二感測結(jié)構(gòu)，所述第一感測結(jié)構(gòu)和所述第 二感測結(jié)構(gòu)在所述第一感測結(jié)構(gòu)和所述第二感測結(jié)構(gòu)之間限定間隙；由所述內(nèi)體積中位于所述第一感測結(jié)構(gòu)和所述殼體的所述前面之間的部分限定的前 體積；由所述內(nèi)體積中位于所述第二感測結(jié)構(gòu)和所述殼體的所述后面之間的部分限定的后 體積；以及在所述第一感測結(jié)構(gòu)中可操作地連接所述前體積和所述間隙的至少一個孔口，其中所 述聲學(xué)設(shè)備具有高于大致IOOHz的截止頻率。
2.—種聲學(xué)設(shè)備，包括限定內(nèi)體積并且具有前面和后面的封閉殼體； 穿透所述殼體的所述前面的聲學(xué)端口； 附接到所述殼體的內(nèi)側(cè)的支撐結(jié)構(gòu)； 附接到所述支撐結(jié)構(gòu)的第一感測結(jié)構(gòu)；附接到所述殼體的所述內(nèi)側(cè)的第二感測結(jié)構(gòu)，所述第一感測結(jié)構(gòu)和所述第二感測結(jié)構(gòu) 在所述第一感測結(jié)構(gòu)和所述第二感測結(jié)構(gòu)之間限定間隙；由所述內(nèi)體積中位于所述第一感測結(jié)構(gòu)和所述殼體的所述前面之間的部分限定的前 體積；由所述內(nèi)體積中位于所述第二感測結(jié)構(gòu)和所述殼體的所述后面之間的部分限定的后 體積；以及位于所述支撐結(jié)構(gòu)中的至少一個孔口，所述至少一個孔口可操作地連接所述前體積和 所述間隙，其中所述聲學(xué)設(shè)備具有高于大致IOOHz的截止頻率。
3.一種聲學(xué)設(shè)備，包括限定內(nèi)體積并且具有前面和后面的封閉殼體； 穿透所述殼體的所述前面的聲學(xué)端口； 附接到所述殼體的內(nèi)側(cè)的支撐結(jié)構(gòu)；附接到所述支撐結(jié)構(gòu)的第一感測結(jié)構(gòu)和第二感測結(jié)構(gòu)，所述第一感測結(jié)構(gòu)和所述第二 感測結(jié)構(gòu)在所述第一感測結(jié)構(gòu)和所述第二感測結(jié)構(gòu)之間限定間隙；由所述內(nèi)體積中位于所述第一感測結(jié)構(gòu)和所述殼體的所述前面之間的部分限定的前 體積；由所述內(nèi)體積中位于所述第二感測結(jié)構(gòu)和所述殼體的所述后面之間的部分限定的后 體積；以及位于所述支撐結(jié)構(gòu)中的至少一個孔口，所述至少一個孔口可操作地連接所述前體積和 所述后體積，其中所述聲學(xué)設(shè)備具有高于大致IOOHz的截止頻率。
4.一種聲學(xué)設(shè)備，包括限定內(nèi)體積并且具有前面和后面的封閉殼體；穿透所述殼體的所述前面的聲學(xué)端口；附接到所述殼體的內(nèi)側(cè)的第一感測結(jié)構(gòu)和第二感測結(jié)構(gòu)，所述第一感測結(jié)構(gòu)和所述第 二感測結(jié)構(gòu)在所述第一感測結(jié)構(gòu)和所述第二感測結(jié)構(gòu)之間限定間隙；由所述內(nèi)體積中位于所述第一感測結(jié)構(gòu)和所述殼體的所述前面之間的部分限定的前 體積；由所述內(nèi)體積中位于所述第二感測結(jié)構(gòu)和所述殼體的所述后面之間的部分限定的后 體積；以及位于所述第二感測結(jié)構(gòu)中的至少一個孔口，所述至少一個孔口可操作地連接所述后體 積和所述間隙，其中所述聲學(xué)設(shè)備具有高于大致IOOHz的截止頻率。
5.如權(quán)利要求4所述的聲學(xué)設(shè)備，還包括第三感測結(jié)構(gòu)，所述第三感測結(jié)構(gòu)和所述第二感測結(jié)構(gòu)在所述第二感測結(jié)構(gòu)和所述第 三感測結(jié)構(gòu)之間限定第二間隙，其中所述至少一個孔口可操作地連接所述第一間隙和所述第二間隙。
6.如權(quán)利要求3所述的聲學(xué)設(shè)備，還包括第三感測結(jié)構(gòu)，所述第三感測結(jié)構(gòu)和所述第二感測結(jié)構(gòu)在所述第二感測結(jié)構(gòu)和所述第 三感測結(jié)構(gòu)之間限定第二間隙，其中所述至少一個孔口可操作地連接所述前體積和所述后 體積。
7.如權(quán)利要求1-4所述的聲學(xué)設(shè)備，其中所述聲學(xué)設(shè)備是電容式麥克風(fēng)。
8.如權(quán)利要求1-4所述的聲學(xué)設(shè)備，其中所述聲學(xué)設(shè)備是MEMS設(shè)備。
9.如權(quán)利要求1-4所述的聲學(xué)設(shè)備，其中至少一個感測結(jié)構(gòu)是柔性的。
10.如權(quán)利要求1-4所述的聲學(xué)設(shè)備，其中所述聲學(xué)設(shè)備具有大致l*10_15m7l^的振動 膜柔度、小于大致5mm3的后體積、以及小于大致5*10%-8/!115的孔口聲阻。
11.如權(quán)利要求1-4所述的聲學(xué)設(shè)備，其中所述聲學(xué)設(shè)備具有大致l*10_15m7l^的振動 膜柔度、小于2mm3的后體積、以及小于大致1. l*10nN-s/m5的孔口聲阻。
12.如權(quán)利要求1-4所述的聲學(xué)設(shè)備，其中所述聲學(xué)設(shè)備具有大致0.6*10-15m3/Pa的振 動膜柔度、小于2mm3的后體積、以及小于大致1. l*10nN-s/m5的孔口聲阻。
13.如權(quán)利要求1-4所述的聲學(xué)設(shè)備，其中所述聲學(xué)設(shè)備具有大致0.6*10-15m3/Pa的振 動膜柔度、小于0. 4mm3的后體積、以及小于大致Sqo11N-SAi5的孔口聲阻。
14.如權(quán)利要求1-4所述的聲學(xué)設(shè)備，其中所述聲學(xué)設(shè)備具有小于大致(6^*(Cd+V/ (142000)) 1的孔口聲阻R1，其中Cd是單位為m7Pa的振動膜柔度，V是單位為m3的后體積， 并且隊是單位為N-s/m5的孔口聲阻。
15.一種形成聲學(xué)設(shè)備的方法，包括以下步驟形成限定內(nèi)體積并且具有前面和后面的封閉殼體；形成穿透所述殼體的所述前面的聲學(xué)端口；將具有柔度Cd的振動膜附接到所述殼體的內(nèi)側(cè)，所述振動膜將所述內(nèi)體積劃分為前體 積和后體積，所述后體積具有柔度Cv ；在所述振動膜中形成至少一個孔口，所述孔口具有聲學(xué)聲阻R1 ；并且將Cd、Cv和R1設(shè)置為非零值以使得所述聲學(xué)設(shè)備具有大致100赫茲或者更大的截止頻率f。，其中
16. 一種形成聲學(xué)設(shè)備的方法，包括以下步驟 形成限定內(nèi)體積并且具有前面和后面的封閉殼體； 形成穿透所述殼體的所述前面的聲學(xué)端口； 將支撐結(jié)構(gòu)附接到所述殼體的內(nèi)側(cè)；將具有柔度Cd的振動膜附接到所述支撐結(jié)構(gòu)，所述振動膜將所述內(nèi)體積劃分為前體積 和后體積，所述后體積具有柔度Cv ；形成將所述前體積連接到所述后體積的至少一個孔口，所述孔口具有聲學(xué)聲阻R1 ；并且將Cd、Cv和R1設(shè)置為非零值以使得所述聲學(xué)設(shè)備具有大致100赫茲或者更大的截止頻 率f。，其中f。由等式
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聲學(xué)設(shè)備，所述聲學(xué)設(shè)備包括限定內(nèi)體積并且具有前面和后面的封閉殼體；穿透所述殼體的所述前面的聲學(xué)端口；附接到所述殼體的內(nèi)側(cè)的第一感測結(jié)構(gòu)和第二感測結(jié)構(gòu)，所述第一感測結(jié)構(gòu)和所述第二感測結(jié)構(gòu)在所述第一感測結(jié)構(gòu)和所述第二感測結(jié)構(gòu)之間限定間隙；由所述內(nèi)體積中位于所述第一感測結(jié)構(gòu)與所述殼體的所述前面之間的部分限定的前體積；由所述內(nèi)體積中位于所述第二感測結(jié)構(gòu)與所述殼體的所述后面之間的部分限定的后體積；以及在所述第一感測結(jié)構(gòu)中可操作地連接所述前體積和所述間隙的至少一個孔口，其中所述聲學(xué)設(shè)備具有高于大致100Hz的截止頻率。
文檔編號H04R25/00GK102113348SQ200980118219
公開日2011年6月29日 申請日期2009年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月21日
發(fā)明者A·J·多勒, M·J·戴利, T·M·基布勒 申請人:阿庫斯蒂卡公司