本實用新型涉及電聲轉換裝置,更具體的,涉及一種動圈式揚聲器。
背景技術:
現有技術中,揚聲器在工作于低頻條件下時,限制產品最大功率應用的問題主要在于:
大功率下,工作于低頻條件下的音圈會產生過大的位移,而過大的位移會導致失真急劇升高,甚至出現明顯的音圈與磁路系統的擦碰,這會對揚聲器造成不可逆的損傷。
對于這一問題,目前的解決方案是采用智能功放控制單元控制饋給揚聲器產品的功率,在揚聲器振動位移超出預定程度時降低功率。這需要獲知揚聲器的振動位移,現有技術中,有使用揚聲器的音圈以及外部電路作為傳感器,通過揚聲器模型的實時測量以及對輸入信號的實時監控,實現對揚聲器振動位移的監控。此種解決方案的前提是假設揚聲器有一個理論模型,比如振膜勁度系數Kms,振動系統質量Mms,力電驅動因數Bl,阻尼因數Rms,直流阻抗Re,電感Le等。
但是,理論的揚聲器模型與實際產品之間仍然具有一定的差異,導致揚聲器位移監控的準確度有限,這制約了揚聲器的低頻性能,并影響工作于低頻條件下揚聲器大功率下性能的優化。
技術實現要素:
本實用新型的目的是提供一種動圈式揚聲器,且該揚聲器具有可用于檢測所述動圈式揚聲器的振動位移的電容結構。
根據本實用新型的第一方面,提供了一種動圈式揚聲器,所述動圈式揚聲器包括振動系統和位于所述振動系統下方的磁路系統;
所述振動系統包括自上而下結合在一起的振膜、定心支片、以及音圈,所述振膜包括帶有折環的振膜本體部和結合于所述振膜本體部下方中心位置的振膜補強部;其中,所述振膜補強部包括第一導電材料層,所述定心支片包括第二導電材料層,所述振膜補強部和所述定心支片之間通過絕緣粘接劑粘接;
所述磁路系統包括自上而下結合在一起的中心華司、中心磁鐵、以及導磁軛;
所述第一導電材料層和第二導電材料層作為可動極板,所述中心華司、中心磁鐵、導磁軛作為固定極板,構成用于檢測所述動圈式揚聲器的振動位移的電容結構。
優選地,所述導磁軛為盆架,所述固定極板通過所述盆架的底部連接至外部電路。
優選地,所述中心華司、中心磁鐵以及導磁軛通過導電粘結劑或絕緣粘接劑粘接固定。
根據本實用新型的第二方面,提供了一種動圈式揚聲器,所述動圈式揚聲器自上至下依次包括前蓋、振動系統、以及磁路系統;
所述前蓋包括第三導電材料層;
所述振動系統包括自上而下結合在一起的振膜、定心支片、以及音圈,所述振膜包括帶有折環的振膜本體部和結合于所述振膜本體部下方中心位置的振膜補強部;其中,所述振膜補強部包括第一導電材料層,所述定心支片包括第二導電材料層,所述振膜補強部和所述定心支片之間通過絕緣粘接劑粘接;
所述磁路系統包括自上而下結合在一起的中心華司、中心磁鐵、以及導磁軛;
所述第一導電材料層和第二導電材料層作為可動極板,所述第三導電材料層作為固定極板,構成用于檢測所述動圈式揚聲器的振動位移的電容結構。
可選地,所述前蓋上設置有前蓋焊盤,所述前蓋焊盤上設有接線端子,所述固定極板通過所述接線端子連接至外部電路。
可選地,所述定心支片為柔性線路板。
可選地,所述可動極板通過所述定心支片連接到外部電路。
可選地,所述定心支片為中心鏤空結構。
可選地,所述第一導電材料層的面積大于所述第二導電材料層的面積。
可選地,所述動圈式揚聲器還包括容納所述振動系統和所述磁路系統的殼體,所述定心支片的邊緣與所述殼體固定。
本實用新型的動圈式揚聲器,提供了用于檢測振動系統實際振動位移的電容結構,利用該電容結構可以對動圈式揚聲器產品的振動位移進行實時的、精確的檢測。
通過以下參照附圖對本實用新型的示例性實施例的詳細描述,本實用新型的其它特征及其優點將會變得清楚。
附圖說明
被結合在說明書中并構成說明書的一部分的附圖示出了本實用新型的實施例,并且連同其說明一起用于解釋本實用新型的原理。
圖1是本實用新型第一實施例提供的動圈式揚聲器的剖面示意圖。
圖2是本實用新型第二實施例提供的動圈式揚聲器的剖面示意圖。
圖3是本實用新型第三實施例提供的動圈式揚聲器的剖面示意圖。
圖4是本實用新型第四實施例提供的動圈式揚聲器的剖面示意圖。
具體實施方式
現在將參照附圖來詳細描述本實用新型的各種示例性實施例。應注意到:除非另外具體說明,否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數字表達式和數值不限制本實用新型的范圍。
以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的,決不作為對本實用新型及其應用或使用的任何限制。
對于相關領域普通技術人員已知的技術、方法和設備可能不作詳細討論,但在適當情況下,技術、方法和設備應當被視為說明書的一部分。
在這里示出和討論的所有例子中,任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的,而不是作為限制。因此,示例性實施例的其它例子可以具有不同的值。
應注意到:相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項,因此,一旦某一項在一個附圖中被定義,則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步討論。
首先,需要說明的是,本實用新型的“下方”、“自上而下”、“上表面”、“下表面”等術語僅僅表示了揚聲器各部件之間的相對位置關系,當對揚聲器進行翻轉或旋轉時,這一相對位置關系可能會發生顛倒或變化。
動圈式揚聲器通常包括振動系統、磁路系統、以及容納振動系統和磁路系統的殼體,振動系統包括振膜和結合于振膜一側的音圈,磁路系統通常包括華司、磁鐵、以及導磁軛,音圈懸置于磁路系統形成的磁間隙中。所述振膜通常包括振膜本體部和結合于振膜本體部一側的振膜加強部,振膜本體部通常具有折環,在折環的外圍設有用于和殼體固定的固定部,振膜加強部可以例如為DOME。所述磁路系統可以為雙磁路結構,所述磁鐵包括設置于導磁軛的中心位置的中心磁鐵以及圍繞中心磁鐵的邊磁鐵,所述華司包括與中心磁鐵對應的中心華司和圍繞中心華司的邊華司,所述中心磁鐵、中心華司的一體結構與所述邊磁鐵、邊華司的一體結構之間設置有磁間隙,所述音圈設置于該磁間隙內。或者,所述導磁軛可以為盆架,在盆架底部的中心位置設有中心磁鐵,與中心磁鐵對應設置有中心華司,所述中心磁鐵、中心華司的一體結構與盆架之間設置有磁間隙,所述音圈設置于該磁間隙內。
本實用新型設計了用于檢測動圈式揚聲器振動系統實際振動位移的電容結構,該電容由可動極板和與可動極板相對的固定極板組成,其中,可動極板為振動系統的一部分隨振動系統一起振動。當振動系統振動時,可動極板與固定極板之間的距離產生變化,從而導致該電容的容值發生變化,監控該電容的容值變化或者監控與該電容相連的電路的電流變化即可計算出振動系統的實際振動位移。
<實施例一>
參見圖1所示說明本實用新型第一實施例提供的動圈式揚聲器的結構:
動圈式揚聲器包括振動系統、位于振動系統下方的磁路系統、以及容納所述振動系統和所述磁路系統的殼體。
所述振動系統包括自上而下結合在一起的振膜、定心支片13、以及音圈16。所述振膜包括帶有折環的振膜本體部15和結合于振膜本體部15下方中心位置的振膜補強部11。定心支片13的中心為鏤空結構,定心支片13的邊緣與殼體固定。其中,振膜補強部11包括第一導電材料層,定心支片13包括第二導電材料層,振膜補強部11和定心支片13之間通過導電粘接劑12粘接,并且導電粘接劑12導通第一導電材料層和第二導電材料層。優選的,振膜補強部11整體都可以由導電材料制成,例如,振膜補強部11由金屬材質制成。
所述磁路系統包括自上而下結合在一起的中心華司18、中心磁鐵19、以及盆架17,三者之間通過導電粘接劑粘接在一起。
第一導電材料層和第二導電材料層共同作為可動極板,中心華司18、中心磁鐵19、盆架17共同作為固定極板,構成用于檢測該動圈式揚聲器的振動位移的電容結構。
由于定心支片13一般為鏤空結構,第二導電材料層的面積會比較小,如果僅僅由第二導電材料層作為可動極板,則構成的電容結構的容值會非常小,在檢測時容易不靈敏。所以,在本實施例中,振膜補強部11具有第一導電材料層,通過導電粘接劑12連接導通第一導電材料層和第二導電材料層,由第一導電材料層和第二導電材料層共同構成可動極板,增大了可動極板的面積,從而加大了電容結構的容值,提高了電容結構的靈敏性。
當通電的音圈16在磁路系統的作用下振動時,音圈16帶動振膜和定心支片13一起振動,從而導致可動極板和固定極板組成的電容發生變化,通過監控該電容的變化數值就可以計算出振動系統的實際位移,也可以間接監控與該電容相連的電路的電流變化計算出振動系統的實際位移。可以利用智能功放控制單元與該電容相連,以監控振動系統的實際位移并在需要時減小動圈式揚聲器的輸入功率,保護動圈式揚聲器不會過于失真或者受到物理損傷。
由于中心華司18、中心磁鐵19、盆架17均為導體,可以從盆架17的底部引出導線101,使得固定極板可以通過盆架17的底部連接至外部電路。定心支片13為柔性線路板,可以從定心支片13的邊緣引出導線102,使得可動極板通過定心支片13接地或者連接到外部電路,并且,可以將電容檢測芯片設置在該柔性線路板上。
在這一實施例中,定心支片同時起到多重作用,能夠減少揚聲器產品所需部件,從而降低成本,并且減少產品設計的空間需求。具體來說,定心支片本身具有保持振動系統振動部件同心振動,減少偏振的作用,然后定心支片作為可動極板的一部分,能夠用于檢測振動系統的振動位移,同時,定心支片作為電連接結構,能夠將電容的電信號反饋到外部檢測系統。
本實施例在滿足電容傳感器可動極板設計要求的同時,給揚聲器聲學性能調節引入更多的可調節項。具體來說,可以通過為振膜補強部選擇不同的材料,來調節揚聲器的聲學性能,特別是高頻域性能;還可以通過設計定心支片的中心鏤空部分的大小來調節揚聲器的聲學性能。
在另一實施例中,磁路系統還可以為前述的雙磁路結構,由最接近振動系統的中心華司、中心磁鐵、以及導磁軛作為固定極板。
<實施例二>
參見圖2所示說明本實用新型第二實施例提供的動圈式揚聲器的結構:
動圈式揚聲器包括振動系統、位于振動系統下方的磁路系統、以及容納所述振動系統和所述磁路系統的殼體。
所述振動系統包括自上而下結合在一起的振膜、定心支片23、以及音圈26。所述振膜包括帶有折環的振膜本體部25和結合于振膜本體部25下方中心位置的振膜補強部21。定心支片23的中心為鏤空結構,定心支片23的邊緣與殼體固定。其中,振膜補強部21包括第一導電材料層,定心支片23包括第二導電材料層,振膜補強部21和定心支片23之間通過絕緣粘接劑22粘接在一起。優選的,振膜補強部21整體都可以由導電材料制成,例如,振膜補強部21由金屬材質制成。
所述磁路系統包括自上而下結合在一起的中心華司28、中心磁鐵29、以及盆架27,三者之間通過導電粘接劑粘接在一起。
第一導電材料層和第二導電材料層作為可動極板,中心華司28、中心磁鐵29、盆架27作為固定極板,構成用于檢測該動圈式揚聲器的振動位移的電容結構。
由于定心支片23一般為鏤空結構,第二導電材料層的面積會比較小,如果僅僅由第二導電材料層作為可動極板,則構成的電容結構的容值會非常小,在檢測時容易不靈敏。所以,在本實施例中,振膜補強部21具有第一導電材料層,由第一導電材料層和第二導電材料層共同作為可動極板,從電容的基本原理可知,雖然振膜補強部21與定心支片23之間沒有導通,由于振膜補強部21與定心支片23的距離很近,并且第一導電材料層的面積比較大,所以該電容結構的容值會比較大,經過實際測試發現,這種結構的電容非常靈敏,能夠很好的滿足檢測揚聲器的振動位移的需求。
由于中心華司28、中心磁鐵29、盆架27均為導體,可以從盆架27的底部引出導線201,使得固定極板可以通過盆架17的底部連接至外部電路。定心支片23為柔性線路板,可以從定心支片23的邊緣引出導線202,使得可動極板通過定心支片23接地或者連接到外部電路,并且,可以將電容檢測芯片設置在該柔性線路板上。
在這一實施例中,定心支片同時起到多重作用,能夠減少揚聲器產品所需部件,從而降低成本,并且減少產品設計的空間需求。具體來說,定心支片本身具有保持振動系統振動部件同心振動,減少偏振的作用,然后定心支片作為可動極板的一部分,能夠用于檢測振動系統的振動位移,同時,定心支片作為電連接結構,能夠將電容的電信號反饋到外部檢測系統。
本實施例在滿足電容傳感器可動極板設計要求的同時,給揚聲器聲學性能調節引入更多的可調節項。具體來說,可以通過為振膜補強部選擇不同的材料,來調節揚聲器的聲學性能,特別是高頻域性能;還可以通過設計定心支片的中心鏤空部分的大小來調節揚聲器的聲學性能。
本實施例中,選中絕緣粘接劑將振膜補強部和定心支片粘結在一起,相對于第一實施例采用導電粘接劑的方式,同樣能夠實現靈敏的電容結構,并且增加了粘接劑的可選范圍。
<實施例三>
參見圖3所示說明本實用新型第三實施例提供的動圈式揚聲器的結構:
動圈式揚聲器自上至下依次包括前蓋、振動系統、磁路系統,該動圈式揚聲器還包括與所述前蓋結合在一起的殼體。
所述振動系統包括自上而下結合在一起的振膜、定心支片33、以及音圈36。所述振膜包括帶有折環的振膜本體部35和結合于振膜本體部35下方中心位置的振膜補強部31。定心支片33的中心為鏤空結構,定心支片33的邊緣與殼體固定。其中,振膜補強部31包括第一導電材料層,定心支片33包括第二導電材料層,振膜補強部31和定心支片33粘接在一起。優選的,振膜補強部31整體都可以由導電材料制成,例如,振膜補強部31由金屬材質制成。
所述磁路系統包括自上而下結合在一起的中心華司38、中心磁鐵39、以及盆架37。
所述前蓋包括第三導電材料層,即,前蓋的至少一部分是由導電材料制成,例如前蓋的下表面為金屬板30。可選的,前蓋整體都是由導電材料制成,例如,前蓋為一整塊金屬板。
第一導電材料層和第二導電材料層共同作為可動極板,第三導電材料層作為固定極板,構成用于檢測該動圈式揚聲器的振動位移的電容結構。
其中,振膜補強部31和定心支片33之間可以像第一實施例一樣,通過導電粘接劑粘接,并且所述導電粘接劑導通第一導電材料層和第二導電材料層,也可以像第二實施例一樣,通過絕緣粘接劑粘接振膜補強部31和定心支片33。
在這一實施例中,可以在前蓋上設置前蓋焊盤,在前蓋焊盤上設置接線端子,從接線端子引出導線302,從而將固定極板連接至外部電路。定心支片33為柔性線路板,可以從定心支片33的邊緣引出導線301,使得可動極板通過定心支片33接地或者連接到外部電路,并且,可以將電容檢測芯片設置在該柔性線路板上。
在這一實施例中,定心支片同時起到多重作用,能夠減少揚聲器產品所需部件,從而降低成本,并且減少產品設計的空間需求。具體來說,定心支片本身具有保持振動系統振動部件同心振動,減少偏振的作用,然后定心支片作為可動極板的一部分,能夠用于檢測振動系統的振動位移,同時,定心支片作為電連接結構,能夠將電容的電信號反饋到外部檢測系統。
本實施例在滿足電容傳感器可動極板設計要求的同時,給揚聲器聲學性能調節引入更多的可調節項。具體來說,可以通過為振膜補強部選擇不同的材料,來調節揚聲器的聲學性能,特別是高頻域性能;還可以通過設計定心支片的中心鏤空部分的大小來調節揚聲器的聲學性能。
<實施例四>
參見圖4所示說明本實用新型第四實施例提供的動圈式揚聲器的結構:
動圈式揚聲器包括自上至下依次包括前蓋、振動系統、磁路系統,該動圈式揚聲器還包括與所述前蓋結合在一起的殼體。
所述振動系統包括自上而下結合在一起的振膜、定心支片43、以及音圈46。所述振膜包括帶有折環的振膜本體部45和結合于振膜本體部45下方中心位置的振膜補強部41。定心支片43的中心為鏤空結構,定心支片43的邊緣與殼體固定。其中,振膜補強部41包括第一導電材料層,定心支片43包括第二導電材料層,振膜補強部41和定心支片43粘接在一起。優選的,振膜補強部41整體都可以由導電材料制成,例如,振膜補強部41由金屬材質制成。
所述磁路系統包括自上而下粘結在一起的中心華司48、中心磁鐵49、以及盆架47。
所述前蓋包括第三導電材料層,即,前蓋的至少一部分是由導電材料制成,例如前蓋的下表面為金屬板40。可選的,前蓋整體都是由導電材料制成,例如,前蓋為一整塊金屬板。
第一導電材料層和第二導電材料層共同作為可動極板,第三導電材料層作為第一固定極板,中心華司48、中心磁鐵49、盆架47共同作為第二固定極板,第一固定極板、可動極板、以及第二固定極板構成用于檢測所述動圈式揚聲器的振動位移的電容結構。
其中,振膜補強部41和定心支片43之間可以像第一實施例一樣,通過導電粘接劑粘接,并且所述導電粘接劑導通第一導電材料層和第二導電材料層,也可以像第二實施例一樣,通過絕緣粘接劑粘接振膜補強部41和定心支片43。
在這一實施例中,可以在前蓋上設置前蓋焊盤,在前蓋焊盤上設置接線端子,從接線端子引出導線401,從而將第一固定極板連接至外部電路。
由于中心華司48、中心磁鐵49、盆架47均為導體,三者的粘接可以通過導電粘結劑實現導通,可以從盆架47的底部引出導線403,使得第二固定極板可以通過盆架47的底部連接至外部電路。在另一個實施例中,也可以類似可動極板使用絕緣粘結劑粘結的原理,采用絕緣粘結劑粘接中心華司48、中心磁鐵49、盆架47,依然通過盆架47的地步連接至外部電路。
定心支片43為柔性線路板,可動極板可以通過定心支片43接地或連接至外部電路。可以從定心支片43的邊緣引出導線402和404,使得第一固定極板和可動極板組成的第一電容結構可以通過導線401和導線402向外部電路反饋信號,第二固定極板和可動極板組成的第二電容結構可以通過導線403和導線404向外部電容反饋信號。其中,電容檢測芯片可以設置在該柔性線路板上。
在這一實施例中,定心支片同時起到多重作用,能夠減少揚聲器產品所需部件,從而降低成本,并且減少產品設計的空間需求。具體來說,定心支片本身具有保持振動系統振動部件同心振動,減少偏振的作用,然后定心支片作為可動極板的一部分,能夠用于檢測振動系統的振動位移,同時,定心支片作為電連接結構,能夠將電容的電信號反饋到外部檢測系統。
本實施例在滿足電容傳感器可動極板設計要求的同時,給揚聲器聲學性能調節引入更多的可調節項。具體來說,可以通過為振膜補強部選擇不同的材料,來調節揚聲器的聲學性能,特別是高頻域性能;還可以通過設計定心支片的中心鏤空部分的大小來調節揚聲器的聲學性能。
本實施例充分利用揚聲器及其系統的結構特點,設計兩個固定極板,進一步提升了電容結構的靈敏度,增加空間利用率,有利于揚聲器與其他功能塊進行集成。
雖然已經通過例子對本實用新型的一些特定實施例進行了詳細說明,但是本領域的技術人員應該理解,以上例子僅是為了進行說明,而不是為了限制本實用新型的范圍。本領域的技術人員應該理解,可在不脫離本實用新型的范圍和精神的情況下,對以上實施例進行修改。本實用新型的范圍由所附權利要求來限定。