專利名稱：高保真寬頻大功率平板揚聲器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于一種用平面振動盤作發(fā)聲體的高保真寬頻大功率揚聲器。
背景技術：
傳統(tǒng)揚聲器是用音圈推動一個尺寸固定的紙盆而發(fā)聲，這樣的設計結構使得傳統(tǒng)揚聲器在使用中表現(xiàn)出如下三大缺陷1、盆狀發(fā)聲體限制了揚聲器的小形化與薄型化，不能滿足現(xiàn)代平板顯示器件對揚聲器薄型化的要求；在現(xiàn)代視聽設備均趨向小形化的時代，我們的超保真音箱仍以高大見長。2、固定的振動盆直徑，使得揚聲器通頻帶很窄，幅頻特性很差，整個頻響特性具有在其機械諧振頻率點上呈單峰特性，使人們在做高保真音箱時不得不使高、中、底揚聲器用分頻組合方式來實現(xiàn)。3、音圈是推動器，又是發(fā)聲體的一部份，其自身的機械結構與性能產生矛盾，特別是在高保真系統(tǒng)中，要實現(xiàn)大的動態(tài)范圍，則要求功率要大，這樣對音圈的機械強度要求高，線圈不得不做得結實些，但這樣音圈的機械慣性增大，高頻特性將大大下降，為此，音圈工作都在其極限環(huán)境中，極易燒毀。要制造出20KHz帶寬，100dB的高保真聲場，人們往往需要在音箱系統(tǒng)中花去整個音響系統(tǒng)一半以上價錢。
為此，很多針對上述缺陷而設計的各種平板揚聲器方案相應出現(xiàn)，如申請?zhí)枮?3150868.5的一種揚聲器的發(fā)聲體，其振動膜片設置成高度接近于平面的輻射波狀環(huán)形發(fā)聲體，很好的解決了揚聲器超薄型化及在一定范圍內展寬了頻帶。但它仍使用了原有的音圈驅動發(fā)聲膜方式，仍存在音圈的機械強度與性能矛盾，易燒毀，大功率時性價比低的缺陷。專利號為ZL01246618.2所發(fā)明的全音域電動揚聲器同樣使用了平面振動膜作發(fā)聲體，并使用導電液體的運動來作為發(fā)聲膜的動力源，由于液體的機動性能差，再加之導電液管道接至振動膜后的膜盒腔時，相當于管道橫切面巨增，大大減小了發(fā)音膜的振動幅度，其思路雖然擯棄了存在諸多問題的音圈，但在綜合考慮揚聲器的高保真必要大功率來滿足大的動態(tài)范圍上，可能是得不償失。
發(fā)明內容
本發(fā)明目的就是要解決傳統(tǒng)揚聲器的上述三大缺陷的，設想出一種在上述三方面均有實質性突破的發(fā)聲體。用一個揚聲器完成現(xiàn)代電聲技術對大功率，高保真，超薄化三方面的要求。
本發(fā)明的特征是將音圈固定在以軟磁材料為支架的閉合磁路上；振動發(fā)聲盤用中間開孔的四邊固定的張緊的柔性導電盤或中間開孔的相嵌有多個(三個以上)同心導電環(huán)的圓盤構成；將磁路完全穿過振動盤的中間開孔做成本發(fā)明的揚聲器；為了達到高保真要求，要求在磁路中加一個偏磁線圈，揚聲器工作時加入合適的直流或超音頻交流偏磁電流在偏磁線圈上，使磁路中的音頻磁場避開磁化曲線的非線性區(qū)。
下面結合附圖的圖1對本發(fā)明的高保真寬頻大功率揚聲器原理作進一步詳細說明。
如圖1中，1為軟磁材料做成的閉合磁路，2為固定在磁路上的音圈，3為平板發(fā)聲盤，4為相嵌在平板發(fā)聲盤內的環(huán)形導電線圈，5為提高音質的偏磁線圈。當音圈2中通過經功放放大的音頻電流時，電流在1中產生的音頻變化磁通穿過發(fā)聲盤3的中心孔，3內的各導電環(huán)4產生互感磁通，互感磁場與音頻磁場相互作用而迫使4推動3產生音頻的機械振動而發(fā)聲。由于1的磁化曲線是非線性的，使得音頻電流的過零點產生很大的失真，在磁路中加一個偏磁線圈5，在5中加一恒定的直流或超音頻交流偏磁電流，精確調整偏磁電流的大小和音頻信號的幅度，使音頻磁通避開磁化曲線的非線性區(qū)。
本發(fā)明的揚聲器具有音域寬、功率大、失真小、體型薄、外形隨意、結構簡單、加工方便、成本低廉、不怕破損及無磁干擾等特點。
①音域寬由于本發(fā)明的揚聲器振動發(fā)聲盤內相嵌有多個放射狀排列的同心導電環(huán)(中間開孔的導電盤可看成是無數個放射狀排列的同心導電環(huán)構成)，各環(huán)的半徑不一樣，各個環(huán)在單獨作用時就有不同的機械諧振頻率，導電環(huán)的數量越多，分布越均勻，揚聲器幅頻特性越平坦，不存在傳統(tǒng)揚聲器發(fā)音盤尺寸固定而產生單一波峰的幅頻特性；發(fā)聲盤的外內徑比值越大，幅頻特性越寬；很容易就能在一個揚聲器上實現(xiàn)了從20Hz至20KHz的平坦的幅頻特性。
②功率大此發(fā)明的揚聲器中，音圈固定在磁路上，它可做得更粗，更結實，不存在傳統(tǒng)的揚聲器音圈易燒毀，易振散的毛病，發(fā)音盤中的環(huán)形導電線圈進一步起到音膜加固作用，比傳統(tǒng)揚聲器發(fā)音膜具有更強的機械特性，所以此發(fā)明的揚聲器可輕易得到很大的功率輸出。
③失真小
本發(fā)明的揚聲器在磁路中加一個偏磁線圈，揚聲器工作時加入合適的直流或超音頻交流偏磁電流在偏磁線圈上，使磁路中的音頻磁場避開磁化曲線的非線性區(qū)，音頻信號磁場幾乎不失真的加在了發(fā)音盤上，從而使本揚聲器的失真非常小。
④體型薄在此發(fā)明的揚聲器中，由使用了平面的發(fā)音盤，揚聲器可做得很薄，它的厚度主要由磁路結構與發(fā)音盤振動所需的空間決定。
⑤外形設計隨意在該揚聲器中，只要將磁通完全穿過發(fā)音盤的中心孔，對磁路的形狀沒有要求，發(fā)音盤不一定非要圓形，它們均可根據美學與機械要求設計成任意形狀，發(fā)音盤的表面便是各種藝術繪畫作器的最佳居所。
⑥結構簡單、加工方便、成本低廉、不怕破損在本發(fā)明的揚聲器中，磁路可做成兩半拼合而成，各部分配合精度要求不高，音圈、磁路、發(fā)音盤可由產家做好后由普通用戶自行安裝；發(fā)音盤可能是機械強度最弱的環(huán)節(jié)了，但由于使用了多個導電環(huán)驅動方式，即使某部分導電環(huán)損壞，其它環(huán)仍可正常工作，不會對揚聲器產生致命的影響，而傳統(tǒng)的音圈驅動方式，一旦音圈燒壞，就不能再繼續(xù)使用。
⑦由于磁路封閉，又無硬磁材料，大大減小了磁場對外部設備的干擾。
為了說明本發(fā)明的原理與系統(tǒng)實現(xiàn)方法，給出如下附圖圖1是本發(fā)明的原理示意圖。
圖2是本發(fā)明的發(fā)聲盤結構示意圖。其中1圖是環(huán)狀導電環(huán)的發(fā)聲盤結構，2圖是柔性導電膜的發(fā)聲盤結構。
圖3給出了一種用本發(fā)明的揚聲器放音的具體方案。
具體實施例方式
圖2是本發(fā)明的揚聲器使用的發(fā)聲盤的兩種結構，其中(1)圖中各導電環(huán)4的分布要求盡可能密些，發(fā)音膜3的柔韌性要好；(2)圖中的8為軟性導電盤，要求柔韌性好；它們的外徑6主要決定揚聲器低頻特性，越大低頻特性越好，內孔徑7決定它的高頻特性，其大小主要受高頻特性要求和磁路直徑而定，發(fā)音盤的外內徑比值越大，幅頻特性越寬；導電環(huán)的數量越多，分布越均勻，揚聲器幅頻特性越平坦。
圖3為用本發(fā)明的揚聲器放音的具體方案示意圖，其中10為直流穩(wěn)壓電源或超音頻交流振蕩電路；9限流電阻，為了使偏磁線圈5不會對音頻磁通短路，要求9盡可能大些；12是最佳偏磁調節(jié)器，調節(jié)其大小可保證加給揚聲器的直流(或交流)偏磁剛好使音頻信號磁場在軟磁體1的磁化曲線的線性段中間；11是功放電路，由11放大的高保真音頻信號加在音圈2上，音圈將信號電流轉變成音頻變化的磁場，此磁場穿過發(fā)聲盤各導電環(huán)，各導電環(huán)的互感磁場與音頻磁場相互作用而推動發(fā)聲盤還原高保真聲場。
權利要求
1.高保真寬頻大功率平板揚聲器其特征是將音圈固定在以軟磁材料為支架的閉合磁路上；振動發(fā)聲盤用中間開孔的四邊固定在支架上的張緊的柔性導電盤或中間開孔的相嵌有三個以上的同心導電環(huán)的柔性圓盤構成；再加一個減小失真的偏磁線圈；讓磁路穿過位置固定的音圈與振動盤的中間開孔和偏磁線圈而做成本發(fā)明的揚聲器。
2.根據權利要求1所述的高保真寬頻大功率平板揚聲器其特征是揚聲器的發(fā)音盤用中間開孔的四邊固定在支架上的張緊的柔性導電盤或中間開孔的相嵌有三個以上的同心導電環(huán)的柔性圓盤構成；發(fā)聲盤的外內徑比值越大，幅頻特性越寬；導電環(huán)的數量越多，分布越均勻，揚聲器幅頻特性越平坦。
3.根據權利要求1所述的高保真寬頻大功率平板揚聲器其特征是將音圈固定在以軟磁材料為支架的閉合磁路上；音圈的線徑取決于揚聲器的功率。
4.根據權利要求1所述的高保真寬頻大功率平板揚聲器其特征是在磁路中加一個偏磁線圈，在偏磁線圈中加一恒定的直流或超音頻交流偏磁電流，精確調整偏磁電流的大小和音頻信號的幅度，使音頻磁通避開磁化曲線的非線性區(qū)，來減小揚聲器失真。
全文摘要
本發(fā)明提出的高保真寬頻大功率平板揚聲器，其特征是將音圈固定在以軟磁材料為支架的閉合磁路上；振動發(fā)聲盤用中間開孔的四邊固定的張緊的柔性導電盤或中間開孔的相嵌有多個(三個以上)同心短路環(huán)的圓盤構成；將磁路完全穿過振動發(fā)聲盤的中間開孔做成本發(fā)明的揚聲器；為了達到高保真要求，要求在磁路中加一個偏磁線圈，揚聲器工作時加入合適的直流或超音頻交流偏磁電流在偏磁線圈上，使磁路中的音頻磁場避開磁化曲線的非線性區(qū)。該揚聲器具有音域寬、功率大、失真小、體型薄、外形隨意、結構簡單、加工方便、成本低廉、不怕破損及無磁干擾等特點。
文檔編號H04R9/00GK1878431SQ200610020659
公開日2006年12月13日 申請日期2006年4月7日 優(yōu)先權日2006年4月7日
發(fā)明者張德忠 申請人:張德忠