[發(fā)明專利]基于石墨烯氧化物的聲換能器形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580054365.5
• 申請日: 2015-10-06
• 公開（公告）號(hào): CN107409258B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·加斯克爾;R-E·加斯克爾;T·斯科皮克;J·W·洪
• 申請（專利權(quán)）人: 奧拉石墨烯聲學(xué)股份有限公司
• 主分類號(hào): H04R7/14
• 分類號(hào): H04R7/14;H01B1/04;H04R9/06;H04R9/08
• 代理公司: 余姚德盛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33239
• 代理人: 鄭洪成

在聲換能器隔膜中使用的材料需要非常具體的品質(zhì)，在任何實(shí)際系統(tǒng)中都需要進(jìn)行許多權(quán)衡。石墨烯和石墨烯相關(guān)材料是新發(fā)現(xiàn)的一類材料，具有一些特殊的性質(zhì)，為許多聲學(xué)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的性能提供了重要的貢獻(xiàn)的潛能。因此，本發(fā)明人已經(jīng)建立了基于石墨烯氧化物的換能器，作為使用低成本制造和加工技術(shù)的帶式麥克風(fēng)和膜片擴(kuò)音器的基礎(chǔ)。

相關(guān)申請的交叉引用

該專利申請還要求2014年10月6日提交的題為“基于石墨烯氧化物的聲換能器方法和裝置”的美國臨時(shí)專利申請62/060,043的權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用方式并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聲換能器，更具體地涉及基于石墨烯氧化物的聲換能器。

背景技術(shù)

麥克風(fēng)也稱為mic或麥克(mike)，是將介質(zhì)(通常為空氣)內(nèi)的聲音轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的聲電換能器或傳感器。麥克風(fēng)被用于許多應(yīng)用中，例如電話、游戲機(jī)、助聽器、公共廣播系統(tǒng)、電影和視頻制作、現(xiàn)場和記錄音頻工程、雙向無線電、無線電和電視廣播，以及用于記錄語音、語音識(shí)別、 IP語音(VoIP)的計(jì)算機(jī)，以及用于非聲學(xué)目的，如超聲波檢查或爆震傳感器。

大多數(shù)麥克風(fēng)當(dāng)前使用電磁感應(yīng)(動(dòng)態(tài)麥克風(fēng))、電容變化(電容式麥克風(fēng))或壓電(壓電式麥克風(fēng))來從氣壓變化產(chǎn)生電信號(hào)。在可以利用音頻功率放大器放大信號(hào)以便使用和/或記錄之前，麥克風(fēng)也必須通常與前置放大器結(jié)合使用。

動(dòng)態(tài)麥克風(fēng)通過電磁感應(yīng)工作，并且是穩(wěn)健的，相對便宜并且耐潮濕。這一點(diǎn)，加上在反饋之前的潛在高增益，使其成為在舞臺(tái)上使用的理想選擇。目前最常見的動(dòng)態(tài)麥克風(fēng)是利用位于永磁體的磁場中的小型可移動(dòng)感應(yīng)線圈的移動(dòng)線圈式麥克風(fēng)，其連接到膜片。當(dāng)膜片在聲學(xué)刺激下振動(dòng)時(shí)，線圈在磁場中移動(dòng)，通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生線圈中的變化的電流。單個(gè)動(dòng)態(tài)隔膜不會(huì)對所有音頻頻率都線性響應(yīng)，因此一些動(dòng)態(tài)麥克風(fēng)對于音頻頻譜的不同部分采用多個(gè)隔膜，然后組合所得到的信號(hào)。難以正確組合多個(gè)信號(hào)，并且這樣做的設(shè)計(jì)往往是昂貴的，而一些其他設(shè)計(jì)更具體地針對音頻頻譜的隔離部分。

帶式麥克風(fēng)利用懸掛在磁場中的薄的、通常波紋狀的金屬帶。帶與麥克風(fēng)的輸出電連接，其在磁場內(nèi)的振動(dòng)產(chǎn)生電信號(hào)。帶式麥克風(fēng)類似于動(dòng)圈式麥克風(fēng)，它們都通過磁感應(yīng)產(chǎn)生聲音。然而，基本的帶式麥克風(fēng)以雙向模式檢測聲音，因?yàn)閷β曇羟昂蟠蜷_的帶響應(yīng)壓力梯度而不是聲壓。

帶式麥克風(fēng)曾經(jīng)是精致的，昂貴的，但是現(xiàn)代的材料已經(jīng)使某些現(xiàn)今的帶式麥克風(fēng)非常耐用，并且適合于一度限制的工作室環(huán)境之外的應(yīng)用。帶式麥克風(fēng)因其捕獲高頻細(xì)節(jié)的能力而備受贊譽(yù)，與電容式麥克風(fēng)相比極其受歡迎，電容式麥克風(fēng)在頻譜高端通常聽起來有主觀地“積極”或“脆弱”。由于雙向拾音模式，帶式麥克風(fēng)通常成對使用以產(chǎn)生Blumlein Pair 記錄陣列。除了標(biāo)準(zhǔn)的雙向拾音模式之外，帶式麥克風(fēng)還可以通過將帶的不同部分包圍在聲學(xué)捕捉器或擋板中來配置，例如允許心形、超心形、全向和可變極性圖案，但是這些配置更不常見。

擴(kuò)音器也稱為揚(yáng)聲器(speaker)或喇叭(loud-speaker)，響應(yīng)于電信號(hào)輸入而產(chǎn)生聲音。今天使用的最常見的揚(yáng)聲器是以與動(dòng)態(tài)麥克風(fēng)相同的基本原理操作的動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器，但是相反地，是為了從電信號(hào)產(chǎn)生聲音。當(dāng)通過音圈施加交流電音頻信號(hào)輸入時(shí)，線圈懸掛在永磁體的磁極之間的圓形間隙中，由于法拉第感應(yīng)定律，線圈被迫快速地前后移動(dòng)，導(dǎo)致連接到線圈的紙錐前后移動(dòng)，推動(dòng)空氣產(chǎn)生聲波。

為了充分再現(xiàn)寬范圍的頻率，許多擴(kuò)音器系統(tǒng)使用多于一個(gè)擴(kuò)音器，特別是為了較高的聲壓級(jí)或最大精度。單個(gè)擴(kuò)音器用于再現(xiàn)不同的頻率范圍。這些擴(kuò)音器通常被稱為低音炮(對于非常低的頻率)；低音揚(yáng)聲器(低頻)；中檔揚(yáng)聲器(中頻)；高頻揚(yáng)聲器(高頻)；并且有時(shí)是超高頻揚(yáng)聲器，針對最高可聽頻率進(jìn)行優(yōu)化。