[發(fā)明專利]利用壓電材料或發(fā)聲振動(dòng)器件的高低音耦合的揚(yáng)聲器系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110150837.0
• 申請(qǐng)日: 2011-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN102821344A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張韜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 精拓麗音科技（北京）有限公司
• 主分類號(hào): H04R9/06
• 分類號(hào): H04R9/06;H04R9/02
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于揚(yáng)聲器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用壓電材料或多功能發(fā)聲振動(dòng)器件的高低音耦合的揚(yáng)聲器系統(tǒng)。

背景技術(shù)

揚(yáng)聲器是一種電-力-聲換能器，它是音響設(shè)備中的重要元件。揚(yáng)聲器在人們平時(shí)的日常生活中廣泛被使用，帶來(lái)了很多的便利，汽車、廣播、電視、音箱、手機(jī)、MP4、電腦等電子產(chǎn)品領(lǐng)域中，揚(yáng)聲器的應(yīng)用幾乎隨處可見。揚(yáng)聲器的種類很多，按其能量轉(zhuǎn)換原理可分為電動(dòng)式(即動(dòng)圈式)、靜電式(即電容式)、電磁式(即舌簧式)、壓電式等幾種；按頻率范圍可分為低音揚(yáng)聲器、中音揚(yáng)聲器、高音揚(yáng)聲器，其中動(dòng)圈式揚(yáng)聲器應(yīng)用最為廣泛。而壓電揚(yáng)聲器因其小、薄、輕的特點(diǎn)，在當(dāng)今器件小型化的趨勢(shì)下，具有極其光明的前景與未來(lái)。

目前大多數(shù)壓電揚(yáng)聲器的振動(dòng)發(fā)聲部分的基本原理為：電極接通交流電，由于逆壓電效應(yīng)，壓電陶瓷片產(chǎn)生振動(dòng)，使金屬振膜發(fā)生彎曲變形，從而產(chǎn)生振動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)空氣振動(dòng)，產(chǎn)生聲壓，發(fā)出聲音。

與傳統(tǒng)的動(dòng)圈揚(yáng)聲器相比，壓電揚(yáng)聲器有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

1.壓電揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)中不需要磁鐵，從而也不會(huì)存在任何的磁場(chǎng)對(duì)周圍的電路產(chǎn)生干擾和影響，也不會(huì)從周圍空間吸納塵粒。

2.壓電揚(yáng)聲器的厚度超薄，相比動(dòng)圈式揚(yáng)聲器，壓電揚(yáng)聲器可安裝于更為扁平空間中，這一點(diǎn)使其在當(dāng)今市場(chǎng)極具有競(jìng)爭(zhēng)力；

3.壓電揚(yáng)聲器具有輕便的特點(diǎn)，重量一般都小于1g，比傳統(tǒng)的動(dòng)圈揚(yáng)聲器輕50％-80％；

4.壓電揚(yáng)聲器功耗低，一般小于15mW，是動(dòng)圈式揚(yáng)聲器消耗功率的1/5-1/2，這大大延長(zhǎng)了器件的電池壽命；

5.壓電揚(yáng)聲器的聲學(xué)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，背面只需很少空間，甚至不需要對(duì)于動(dòng)圈揚(yáng)聲器所必須的用于提高聲壓級(jí)的空腔。

在相比于傳統(tǒng)揚(yáng)聲器具備很大優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，普通壓電揚(yáng)聲器也存在一些缺點(diǎn)，這主要表現(xiàn)在音質(zhì)上較差。研究表明，大多數(shù)音質(zhì)好的揚(yáng)聲器，其頻率響應(yīng)曲線是平坦的。而傳統(tǒng)的壓電揚(yáng)聲器的第一階諧振頻率(頻率響應(yīng)曲線的一個(gè)峰對(duì)應(yīng)的頻率)一般較高，低頻特性稍差，即低音重放效果略差。例如13×19規(guī)格的壓電揚(yáng)聲器的第一階諧振頻率一般在1.2kHz～1.4kHz之間，20×20規(guī)格的壓電揚(yáng)聲器的第一階諧振頻率一般在600Hz～1kHz之間。另外現(xiàn)有的壓電平板揚(yáng)聲器的聲壓頻響曲線在中頻帶一般有較劇烈的起伏，從而造成諧波失真高、音質(zhì)差，相對(duì)而言動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的中頻帶要平坦的多。此外，基于單層陶瓷片的壓電平板揚(yáng)聲器的平均聲壓輸出一般要較相同尺寸的動(dòng)圈揚(yáng)聲器低。

可以設(shè)想，如果能將傳統(tǒng)的成熟動(dòng)圈式揚(yáng)聲器與新興的壓電式揚(yáng)聲器相結(jié)合，保留各自的優(yōu)勢(shì)并規(guī)避各自的不足，應(yīng)該可以得到一種具有上佳聽感的薄型揚(yáng)聲器系統(tǒng)。近年來(lái)市面上出現(xiàn)的多功能發(fā)聲振動(dòng)器件MFD亦為集成并替換動(dòng)圈式揚(yáng)聲器和壓電式揚(yáng)聲器提供了可能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是鑒于已有技術(shù)的不足，針對(duì)性地提出一種利用壓電材料或多功能發(fā)聲振動(dòng)器件的高低音耦合的揚(yáng)聲器系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

振膜安裝在外殼上，且振膜與外殼之間構(gòu)成后腔；在振膜上安裝用于驅(qū)動(dòng)振膜振動(dòng)的壓電陶瓷；振膜的中心位置設(shè)置孔洞，且在孔洞處粘結(jié)形狀與該孔洞完全吻合的揚(yáng)聲器或多功能發(fā)聲振動(dòng)器件，保證后腔與外界不聯(lián)通；揚(yáng)聲器或多功能發(fā)聲振動(dòng)器件與壓電陶瓷之間的電路關(guān)系為并聯(lián)連接，同時(shí)接受重放電壓信號(hào)。

所述壓電陶瓷的個(gè)數(shù)、形狀和位置可以亦對(duì)揚(yáng)聲器系統(tǒng)的聲輸出有重要影響，這種影響可以參見專利號(hào)為201020256591.6的已授權(quán)的專利“一種壓電平板揚(yáng)聲器用的柔性配重結(jié)構(gòu)”，壓電陶瓷除了起到振動(dòng)驅(qū)動(dòng)作用外還可視為前述專利中的配重結(jié)構(gòu)，其形狀和位置應(yīng)根據(jù)相關(guān)聲學(xué)測(cè)試和聽感試驗(yàn)確定，例如多片陣列排布、矩形、圓形、環(huán)形、多邊形、蝴蝶形等，粘貼與振膜的一側(cè)或同時(shí)粘結(jié)與振膜的兩側(cè)。

所述壓電陶瓷片的結(jié)構(gòu)為單層結(jié)構(gòu)或者多層結(jié)構(gòu)。

所述振膜采用包括鎳鐵合金、不銹鋼在內(nèi)的金屬材料或者包括聚萘二甲酸乙二醇酯纖維、聚醚酮纖維在內(nèi)的高分子材料。

本發(fā)明還提供了一種揚(yáng)聲器單元陣列系統(tǒng)，由若干個(gè)所述的揚(yáng)聲器單元按環(huán)形陣列排列或矩陣陣列排列組成。

所述各個(gè)揚(yáng)聲器單元的初次諧振頻率各不相同。