揚聲器單體、揚聲器模組及發聲裝置的制作方法

本實用新型涉及聲學器件領域，更具體地，本實用新型涉及一種揚聲器單體、一種揚聲器模塊、及一種發聲裝置。

背景技術：

揚聲器單體是發聲裝置的最基本單元，其包括振動系統和磁路系統，振動系統包括振膜、及固定連接在振膜上的音圈，且音圈位于磁路系統形成的磁間隙中，該種結構的揚聲器單體通過音圈在接收到音頻信號時在磁路系統的作用下帶動振膜振動，策動周圍空氣發聲，進而實現電能至聲能的轉換。

該種揚聲器單體在工作于低頻條件時，會限制產品最大功率的應用，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。

對于上述問題，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單體的功率，在振動系統的振動位移超出預定程度時降低功率，這就需要獲知振動系統的振動位移。

現有技術中，一種檢測振動位移的方案是：使用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，實現對振動系統的振動位移的監控。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。

另一種檢測振動位移的方案是：在揚聲器單體上設置一個固定極板和一個可動極板，且該可動極板位于振膜上，這樣，便可通過檢測由固定極板和可動極板形成的可變電容器的電容值來監控振動位移。該種方案雖然能夠提高振動位移監控的準確度，但是需要增加能夠將兩個極板與外部電路連接的連接結構，例如，各種形式的引線設置等，不僅增加了揚聲器單體、甚至揚聲器模組的結構復雜性、及加工、組裝工藝的難度，還會增加潛在的故障點。

技術實現要素：

本實用新型實施例的一個目的是提供一種揚聲器單體的新的技術方案，以形成用于監控振動位移、且能夠方便地與外部電路連接的可變電容結構。

根據本實用新型的一個方面，提供一種揚聲器單體，包括前蓋、外殼和振動系統，所述前蓋和外殼結合在一起形成容置腔，所述振動系統收容在所述容置腔中，所述振動系統的振膜的外邊沿固定連接在所述前蓋與所述外殼之間；所述前蓋包括前蓋主體和固定連接在所述前蓋主體上的兩塊固定極板，其中，兩塊固定極板相互絕緣，且兩塊固定極板均具有在裸露在所述前蓋的外部的連接部；所述振動系統形成有可動極板，且所述兩塊固定極板各自與所述可動極板形成一個可變電容器；所述揚聲器單體被設置為通過所述兩塊固定極板的連接部輸出表征所述振動系統的振動位移的電信號。

可選的是，每一所述固定極板包括極板本體、及覆在所述極板本體上的用于焊接的金屬體；所述金屬體的至少一部分作為對應固定極板的連接部裸露在所述前蓋的外部。

可選的是，所述兩塊固定極板由一種材料一體成型，每一所述固定極板的表面直接作為對應的連接部裸露在所述前蓋的外部。

可選的是，每一所述固定極板包括極板本體、及與所述極板本體電連接的端子，所述端子作為對應固定極板的連接部裸露在所述前蓋的外部。

可選的是，所述兩塊固定極板通過作為嵌件注塑于所述前蓋主體而與所述前蓋主體固定連接在一起。

可選的是，每一所述固定極板與所述前蓋主體之間形成防脫開的限位結構。

可選的是，所述前蓋主體具有與所述兩塊固定極板一一對應的開口，且每一所述開口的內壁形成有臺階部；每一所述固定極板嵌于對應的開口中，并支撐在所述臺階部上。

可選的是，所述可動極板為固定連接在所述振膜的中央平面部上的補強部，或者為固定連接在所述振膜的中央平面部上的補強部的一個膜層。

根據本實用新型的第二方面，提供了一種揚聲器模組，包括模組殼體及安裝在模組殼體中的揚聲器單體，所述揚聲器單體為根據本實用新型第一方面所述的揚聲器單體，且所述揚聲器單體的兩個固定極板的連接部位于所述模組殼體的外部。

根據本實用新型的第三方面，提供了一種發聲裝置，其包括電容測量電路及根據本實用新型第二方面所述的揚聲器模組，所述電容測量電路的兩個信號輸入端子與所述揚聲器單體的兩個固定極板的連接部一一對應電連接。

本實用新型的一個技術效果在于，本實用新型通過在前蓋上設置兩個固定極板與振動系統形成的可動極板形成串聯結構，這樣，便可直接通過兩個固定極板的裸露在外的連接部引出表征振動位移的電信號，而無需在揚聲器單體的內部設置任何連接結構，這將大大降低揚聲器單體、甚至揚聲器模組為形成可變電容器結構、并引出電容器結構產生的電信號而導致的結構復雜性，進而有效降低了工藝難度。

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

構成說明書的一部分的附圖描述了本實用新型的實施例，并且連同說明書一起用于解釋本實用新型的原理。

圖1為根據本實用新型揚聲器單體的一種實施例的剖視示意圖；

圖2為圖1中固定極板的一種實施例的結構示意圖；

圖3為圖1中固定極板的另一種實施例的結構示意圖；

圖4為圖1中揚聲器單體形成的可變電容器結構的簡化示意圖。

附圖標記說明：

1-外殼； 3-前蓋；

33-前蓋主體； 2-振動系統；

4-前聲腔； 5-磁路系統；

21-可動極板； 31、32-固定極板；

301-極板本體； 302-金屬體；

303-端子。

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和設備可能不作詳細討論，但在適當情況下，所述技術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。

圖1為根據本實用新型揚聲器單體的一種實施方式的結構示意圖。

根據圖1所示，該揚聲器單體包括外殼1、前蓋3、振動系統2和磁路系統5，該外殼1與前蓋3結合在一起形成容置腔，振動系統2和磁路系統收容于該容置腔中。

振動系統2進一步包括振膜和音圈，還可以包括與振膜的中央平面部固定連接的補強部(DOME)，其中，音圈可以固定連接在振膜上，也可以固定連接在補強部上，且位于磁路系統5形成的磁間隙中。

振膜的外邊沿固定連接在外殼1與前蓋3之間，并將上述容置腔分割為對應前蓋3的前聲腔4和后聲腔，磁路系統5則位于該后聲腔中，其中，該前聲腔應該設置有出聲孔，該出聲孔可以設置在前蓋3上，也可以形成于前蓋3與外殼1之間。

在振動系統2設置有補強部的實施例中，可對振膜的對應補強部的部分進行去料形成去料口，而使補強部的邊緣搭接固定在振膜的、位于去料口周邊的內邊沿上，以減輕振動系統2的負擔。

在圖1所示的實施例中，該磁路系統22為雙磁路結構，即磁路系統包括導磁軛、固定連接在導磁軛上的中心磁鐵、在導磁軛上環繞中心磁鐵布置的邊磁鐵、固定連接在中心磁鐵上的中心導磁板、及固定連接在邊磁鐵上的邊導磁板，并在中心導磁板與邊導磁板之間形成上述磁間隙。其中，邊磁鐵可以為一塊環形磁鐵，也可以由多塊單獨的磁鐵構成。

在另外的實施例中，該磁路系統22也可以采用單磁路結構，例如，內磁路結構和外磁路結構，其中，內磁路結構即磁路系統22包括碗狀的導磁軛、固定連接在導磁軛上的中心磁鐵、及固定連接在中心磁鐵上的中心導磁板，其中，中心導磁板與導磁軛的側壁之間形成上述磁間隙。

該前蓋3包括前蓋主體33和固定連接在前蓋主體33上的兩塊固定極板31、32，其中，兩塊固定極板31、32相互絕緣，且兩塊固定極板31、32均具有裸露在前蓋3的外部的連接部，即兩塊固定極板31、32的連接部在揚聲器單體的外部可見，以方便進行兩塊固定極板31、32與外部電路之間的連接。

在本實用新型的一個具體實施例中，此兩塊固定極板31、32可通過作為嵌件注塑于前蓋主體33而與前蓋主體33固定連接在一起。即在注塑前蓋主體33時，將兩塊固定極板31、32作為嵌件放置于注塑模具的型腔的相應位置，并進行定位，這樣，在將注塑原料注入注塑模具中，便可在固定極板31、32上進行前蓋主體33的注塑成型，進而使得二者可靠地結合在一起。該種結合結構的優點在于：結合力強、無需通過額外手段進行二者之間的固定、能夠輕易地在二者之間形成有效的防脫開的限位結構、便于加工、成本低等。

該限位結構例如是在固定極板31、32與前蓋主體33之間具有至少一對防脫開的作用面，形成對應的限位結構，該作用面例如是臺階面、斜面等，這可以是固定極板31、32在各自的邊緣部位形成彎折部，且該彎折部通過注塑前蓋主體33而結合在前蓋主體33的內部。

在本實用新型的另一個具體實施例中，此兩塊固定極板31、32也可以粘接固定在前蓋主體33上。例如，兩塊固定極板31、32可以粘接固定在前蓋主體33的對應開口中，也可以在前蓋主體33的內側粘接固定在前蓋主體的位于對應開口周邊的部分上，還可以在前蓋主體33的外側粘接固定在前蓋主體的位于對應開口周邊的部分上。

在兩塊固定極板31、32在前蓋主體33的外側粘接固定在前蓋主體33的位于對應開口周邊的部分上的實施例中，每一固定極板31、32可以包括中間部位、及經由中間部位彎折延伸出的盆沿。每一固定極板31、32的中間部位嵌于對應開口中，或者經由對應開口伸入前蓋主體33的內部，且每一固定極板31、32的盆沿搭接固定在前蓋主體33上，以盡可能地縮小固定極板31、32與可動極板21之間的初始間隙，增大電信號。

為了便于進行固定極板31、32在前蓋主體33上的定位，在本實用新型的一個具體實施例中，該前蓋主體33可以具有與兩塊固定極板31、32一一對應的開口，且每一開口的內壁形成有臺階部；每一固定極板31、32嵌于對應的開口中，并支撐在臺階部上。在此基礎上，結合粘接固定的實施例，兩塊固定極板31、32可以直接粘接固定在對應的臺階部上。

在前蓋主體33為塑料等絕緣材質的實施例中，通過將兩塊固定極板31、32間隔設置在前蓋主體33上，便可通過前蓋主體33實現二者之間的絕緣。

在兩塊固定極板31、32通過絕緣膠粘接固定在前蓋主體33上的實施例中，也可通過絕緣膠和/或前蓋主體實現二者之間的絕緣。

上述振動系統2形成有可動極板21，其中，可動極板21的形成結構可以但不局限于是：

1、振膜為金屬材質，將振膜作為可動極板21。

2、振膜為絕緣材質，通過表面沉積、表面蒸鍍等手段在振膜上涂覆一層金屬膜層作為可動極板21，在該實施例中，也可以將該可動極板21看作是振膜的一個膜層，即形成復合振膜。

3.振膜上固定連接有金屬材質的補強部，并將補強部作為可動極板21。

4.振膜上固定連接有補強部，補強部為復合膜結構，且補強部具有一層金屬膜層作為可動極板。

本實用新型揚聲器單體通過兩塊固定極板31、32各自與可動極板21形成一個可變電容器，即形成兩個可變電容器，且兩個可變電容器通過共用可動極板21形成串聯連接的結構，這樣，揚聲器模組通過兩塊固定極板31、32的連接部便可輸出表征振動系統2的振動位移的電信號。在此，由于兩塊固定極板31、32設置在前蓋主體33上，因此，非常容易形成各自的連接部、并且非常容易實現使得各自的連接部裸露在前蓋3的外部的結構設計，而且也不會因此增加加工、組裝難度，大大降低了結構復雜性及工藝難度。

圖4是圖1中揚聲器單體形成的可變電容器結構的簡化示意圖。以下將根據圖4說明通過該種可變電容器結構輸出表征振動系統的振動位移的電信號的原理。

設：固定極板31與可動極板21之間的初始電容為C13，二者之間的有效面積為S1；固定極板32與可動極板21之間的初始電容為C23，二者之間的有效面積為S2；固定極板31與固定極板32之間的初始電容為C12；固定極板31、32與可動極板21之間的初始間距相等，且為d；ε為介電常數；以及，振動系統的位移為Δd，振動系統運動Δd后，固定極板31與固定極板32之間的電容為C12′。

由此得出：

由于C13與C23為串聯結構，

因此，

同理，

進而，

在已知d和C12的情況下，可以通過測量電信號C12′便可計算得到Δd。

圖2是圖1固定極板的一種實施例的結構示意圖。

根據圖2所示，以固定極板31為例，該固定極板31包括極板本體301、及覆在該極板本體301上的用于焊接的金屬體302，該金屬體302例如是有利于焊接的錫、金等。該金屬體302的至少一部分作為固定極板31的連接部裸露在前蓋3的外部，例如，可使得金屬體302完全裸露在外，以增加可供連接的表面積。該極板本體301即為固定極板31的用于與可動極板21形成可變電容器的部分。

該金屬體例如可以通過電鍍等手段覆于極板本體301上。

該金屬體可以完全覆蓋極板本體301的一個表面，也可以是局部覆蓋極板本體301的一個表面。

對于該實施例，在進行揚聲器單體與外部的電容測量電路之間的連接時，電容測量電路的兩個信號輸入端子可以是導線、針腳等焊接在對應固定極板31、32的連接部上，也可以是彈片、彈簧等直接抵壓在對應固定極板31、32的連接部上實現接觸性電連接。因此，該實施例對于連接方式具有較高的兼容性，基本能夠與所有形式的信號輸入端子相匹配。

該種實施例能夠適用于極板本體301為無法通過焊接進行可靠連接的材質，例如極板本體301為鋼片。

固定極板32可以參照固定極板31設置。

圖3是圖1中固定極板的另一種實施例的結構示意圖。

根據圖3所示，同樣以固定極板31為例，該固定極板31包括極板本體301、及與極板本體301電連接的端子303，該端子303作為固定極板31的連接部裸露在殼體主體11的外部。

該端子303例如經由極板本體301的邊沿向外延伸。

該種實施例同樣能夠適用于極板本體301為無法通過焊接進行可靠連接的材質，例如極板本體301為鋼片。這樣，該端子303可以包括與極板本體301一體成型的鋼制本體、及覆在該鋼制本體上的用于焊接的金屬體，該金屬體例如是有利于焊接的錫、金等。

該金屬體例如可以通過電鍍等手段覆于鋼制本體的整個表面。由于端子303相對極板本體301具有較小的面積，因此，該種結構有利于控制成本。

另外，該端子303也可以整體采用有利于焊接的金屬制成。

對于該實施例，在進行揚聲器單體與外部的電容測量電路之間的連接時，電容測量電路的兩個信號輸入端子可以是導線、針腳等焊接在對應固定極板31、32的連接部上，也可以是彈片、彈簧等直接抵壓在對應固定極板31、32的連接部上實現接觸性電連接。

固定極板32可以參照固定極板31設置。

在另外的實施例中，固定極板31、32由一種材料一體成型，且直接將其表面作為連接部裸露在外。在該實施例中，如果固定極板31、32為鋼片等無法通過焊接進行可靠連接的材質，則其主要適用于信號輸入端子是彈片、彈簧等通過直接抵壓進行接觸性電連接的端子結構。

以上利用鋼片作為極板本體301或者作為固定極板31、32除起到與可動極板形成可變電容器的作用外，還有利于提高前蓋3的強度。

根據本實用新型的另一方面，還提供了一種揚聲器模組，該揚聲器模組包括模組殼體及根據本實用新型的揚聲器單體，該揚聲器單體安裝在模組殼體中，且揚聲器單體的兩塊固定極板31、32的連接部位于模組殼體的外部，以便于進行與外部電路之間的連接。

根據本實用新型的第三方面，還提供了一種發聲裝置，該發聲裝置包括上述電容測量電路、及根據本實用新型的揚聲器模組，該電容測量電路的兩個信號輸入端子與揚聲器單體的兩塊固定極板31、32的連接部以上述任一種連接結構一一對應電連接。

雖然已經通過示例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，以上示例僅是為了進行說明，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。