[實用新型]一種自帶變面積式電容振動傳感器的動圈式揚聲器

有效

• 申請號: 201220406506.9
• 申請日: 2012-08-16
• 公開（公告）號: CN202713603U
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 何永斌
• 申請（專利權）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

技術領域

本實用新型涉及揚聲器技術領域，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

電聲領域的放音環節中數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，處于放聲環節最末端的揚聲器，失真度一般都大于1%以上，超低頻段更是達到5%以上，成為放聲系統保真度進一步提高的頸瓶。

動圈式揚聲器根據磁路結構分為內磁式及外磁式兩種，而內磁式又可以根據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系可再分為長磁隙短線圈設計及短磁隙長線圈設計。通常由以下部件組成：振膜、音圈骨架、線圈、盆架、折環、定心支片、永磁體、導磁上板、導磁下板、導磁柱組成。對于內磁式還設有導磁碗，線圈卷繞在音圈骨架上，并定位于導磁柱與導磁上板之間稱為磁隙的環狀間隙中，磁隙中分布著由永磁體產生的輻向磁場。折環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，防止音圈與導磁柱、導磁板發生機械摩擦。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，振膜在驅動力的作用下作受迫振動，驅動空氣發出聲音。動圈式揚聲器的音圈骨架可以使用導電金屬片或有機片卷繞而成，在一般的應用中只作為機械部件使用，并不強調與電路的信號連接。導磁上板、導磁柱為金屬部件但只作單純的導磁元件使用，同樣不強調與電路的信號連接。動圈式揚聲器的構造決定著它會存在以下的失真：

（1）由驅動力引起的失真：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，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常會在大動態時超出線性區域而造成失真。

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

（3）瞬態失真：振膜在音圈驅動力的作用下做受迫振動，振動系統具有一定質量及一定阻尼的，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，因達到穩態聲壓時間過長，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，形成高低起伏的頻率響應曲線。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量控制區進入彈性控制區而造成。

使用常規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量來降低共振頻率，反效果是造成效率下降及瞬態失真加劇。而采用反饋技術將揚聲器包含在放大器的反饋環路中，則可全面糾正揚聲器的固有失真，提高整個放聲系統的保真度。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，拾取揚聲器發出的聲音信號，轉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出要經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，相位關系復雜，反饋一般不能加得太深，否則容易造成系統的震蕩。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中，降低了系統的信噪比。

（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，結構復雜工藝性差，而且測速磁路同樣存在分布不均勻的現象，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組件：它使用反射式光電傳感器來檢測振膜的位移。可以預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。

發明內容