[發(fā)明專利]一種自帶變面積式電容振動傳感器的動圈式揚聲器

有效

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• 申請日: 2012-08-16
• 公開（公告）號: CN102802104A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何永斌
• 申請（專利權(quán)）人: 何永斌
• 主分類號: H04R9/06
• 分類號: H04R9/06;H04R9/02
• 代理公司: 佛山市永裕信專利代理有限公司 44206
• 代理人: 朱永忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及揚聲器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種自帶變面積式電容振動傳感器的動圈式揚聲器。

背景技術(shù)

電聲領(lǐng)域的放音環(huán)節(jié)中數(shù)碼音源及功率放大器的失真度均能輕易達到0.01%以下。然而，處于放聲環(huán)節(jié)最末端的揚聲器，失真度一般都大于1%以上，超低頻段更是達到5%以上，成為放聲系統(tǒng)保真度進一步提高的頸瓶。

動圈式揚聲器根據(jù)磁路結(jié)構(gòu)分為內(nèi)磁式及外磁式兩種，而內(nèi)磁式又可以根據(jù)磁鐵的充磁方向分為軸向充磁磁路及徑向充磁磁路，按音圈與磁隙的長短關(guān)系可再分為長磁隙短線圈設(shè)計及短磁隙長線圈設(shè)計。通常由以下部件組成：振膜、音圈骨架、線圈、盆架、折環(huán)、定心支片、永磁體、導(dǎo)磁上板、導(dǎo)磁下板、導(dǎo)磁柱組成。對于內(nèi)磁式還設(shè)有導(dǎo)磁碗，線圈卷繞在音圈骨架上，并定位于導(dǎo)磁柱與導(dǎo)磁上板之間稱為磁隙的環(huán)狀間隙中，磁隙中分布著由永磁體產(chǎn)生的輻向磁場。折環(huán)及定心支片均起著支撐音圈的作用，保持音圈懸置于磁隙的中間，防止音圈與導(dǎo)磁柱、導(dǎo)磁板發(fā)生機械摩擦。當音圈通上信號電流后，將受到電磁力的作用。電磁力通過音圈骨架傳遞到振膜，振膜在驅(qū)動力的作用下作受迫振動，驅(qū)動空氣發(fā)出聲音。動圈式揚聲器的音圈骨架可以使用導(dǎo)電金屬片或有機片卷繞而成，在一般的應(yīng)用中只作為機械部件使用，并不強調(diào)與電路的信號連接。導(dǎo)磁上板、導(dǎo)磁柱為金屬部件但只作單純的導(dǎo)磁元件使用，同樣不強調(diào)與電路的信號連接。動圈式揚聲器的構(gòu)造決定著它會存在以下的失真：

（1）由驅(qū)動力引起的失真：主要是由磁隙磁場分布不均勻，及線圈電感的非線性引起。雖然采用對稱磁路可減少一部分失真，但受限于成本及其他因數(shù)，揚聲器的線性沖程總是有限的，對于大幅振動的低音揚聲器則經(jīng)常會在大動態(tài)時超出線性區(qū)域而造成失真。

（2）懸置系統(tǒng)的非線性引起的失真：由于材料性能的限制，起支撐作用的折環(huán)及定心支片的回復(fù)力跟振膜位移關(guān)系呈磁滯回線形狀，而非線性關(guān)系，特別是低頻段振膜大幅振動時尤為明顯。

（3）瞬態(tài)失真：振膜在音圈驅(qū)動力的作用下做受迫振動，振動系統(tǒng)具有一定質(zhì)量及一定阻尼的，并不能夠迅速跟隨快速變化的輸入信號振動，總是存在一定的延時。前沿上升特性慢的揚聲器，因達到穩(wěn)態(tài)聲壓時間過長，造成音頭信號的缺失；而后沿下降特性差的揚聲器，因輸入信號消失后，振動阻尼差，造成聲音拖尾現(xiàn)象。

（4）頻響失真：實際的揚聲器對不同頻率的輸入信號有著不同的響應(yīng)，形成高低起伏的頻率響應(yīng)曲線。不能真實還原原有信號中各種頻率聲波的能量分配比例，也算是一種失真。這種失真在高頻段主要是因為振膜的分割振動產(chǎn)生，而低頻段則因為揚聲器工作頻率過低，工作頻點遠離振動質(zhì)量控制區(qū)進入彈性控制區(qū)而造成。

使用常規(guī)辦法降低揚聲器失真總會顧此失彼，例如為擴展揚聲器低頻下限（亦即降低頻響失真）往往要增加揚聲器的振動質(zhì)量來降低共振頻率，反效果是造成效率下降及瞬態(tài)失真加劇。而采用反饋技術(shù)將揚聲器包含在放大器的反饋環(huán)路中，則可全面糾正揚聲器的固有失真，提高整個放聲系統(tǒng)的保真度。目前揚聲器反饋信號獲取方式有以下方法：

（1）中國專利公報公開了公開號為CN1377566A的揚聲器裝置：在揚聲器附近加裝拾音器，拾取揚聲器發(fā)出的聲音信號，轉(zhuǎn)換為電信號然后反饋到功率放大器的反饋端。此方法存在以下缺點：聲音信號從揚聲器發(fā)出要經(jīng)過一段時間才能到達拾音器，信號的反饋存在較長的時間滯后，相位關(guān)系復(fù)雜，反饋一般不能加得太深，否則容易造成系統(tǒng)的震蕩。因此負反饋放聲效果的改善并不明顯。同時，拾音過程亦存在失真，而低失真的傳聲器價格較高。此外，外界的聲噪音很容易通過拾音器引入到系統(tǒng)中，降低了系統(tǒng)的信噪比。

（2）中國專利公報公開了公開號為CN85204257U的動反饋式揚聲器：它在普通動圈式揚聲器基礎(chǔ)上，增加測速線圈，測速線圈輸出電壓正比于揚聲器音圈振動速度，反饋信號經(jīng)過一階微分后反饋至放大器輸入端。此方法額外增加一個磁路和線圈，結(jié)構(gòu)復(fù)雜工藝性差，而且測速磁路同樣存在分布不均勻的現(xiàn)象，造成失真。

（3）中國專利公報公開了公開號為CN2319986y的低失真揚聲器振動負反饋系統(tǒng)組件：它使用反射式光電傳感器來檢測振膜的位移。可以預(yù)見此方法很容易受到作為反射面的振膜的錐角、振膜材料反射特性的影響，其實施例中使用了ON2152作為所述的傳感器，ON2152的說明書中列出了白紙90%反射與鏡面反射的Ic-D圖，可印證其受反射面的影響，其輸出線度并不理想。

發(fā)明內(nèi)容