[發(fā)明專利]一種微型平板揚(yáng)聲器換能器振膜結(jié)構(gòu)及具有該換能器振膜的揚(yáng)聲器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811084889.0
• 申請(qǐng)日: 2018-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109451403B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邊仿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海菲曼（天津）科技有限公司
• 主分類號(hào): H04R9/04
• 分類號(hào): H04R9/04;H04R9/06;H04R7/04;H04R7/18
• 代理公司: 北京卓嵐智財(cái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 任漱晨

一種微型平板揚(yáng)聲器換能器振膜及具有該換能器振膜的揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⑵桨逭衲P(yáng)聲器尺寸在保證靈敏度大于105dB的情況下尺寸縮小到120平方毫米以內(nèi)，將平板振膜揚(yáng)聲器應(yīng)用于能夠放入人外耳道內(nèi)的入耳式耳塞領(lǐng)域，使耳塞同樣能夠?qū)崿F(xiàn)音場(chǎng)、音像更大，充斥整個(gè)頭部空間并擴(kuò)充至肩部并達(dá)到充分隔音的靜謐效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及平板揚(yáng)聲器領(lǐng)域，尤其涉及一種微型平板揚(yáng)聲器換能器振膜結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

目前電聲揚(yáng)聲器以驅(qū)動(dòng)方式分類可大致分為動(dòng)圈式揚(yáng)聲器、靜電式揚(yáng)聲器及平板式揚(yáng)聲器(又名等磁式揚(yáng)聲器)。

(1)動(dòng)圈式揚(yáng)聲器：最普通，最常見(jiàn)的揚(yáng)聲器，技術(shù)最成熟，它的驅(qū)動(dòng)單元由處于永磁場(chǎng)中的音圈驅(qū)動(dòng)與之相連的振膜振動(dòng)。動(dòng)圈式揚(yáng)聲器效率比較高，大多可為音響上的揚(yáng)聲器輸出驅(qū)動(dòng)，且可靠耐用，參見(jiàn)圖1常規(guī)動(dòng)圈耳機(jī)工作原理圖。

(2)靜電式揚(yáng)聲器：靜電式揚(yáng)聲器有輕而薄的的振膜，由高直流電壓極化，極化所需的電能由交流電轉(zhuǎn)化，也有由電池供電的。振膜懸掛在由兩塊固定的金屬板(定子)形成的靜電場(chǎng)中，當(dāng)音頻信號(hào)載到定子上時(shí)，靜電場(chǎng)發(fā)生變化，驅(qū)動(dòng)振膜振動(dòng)。單定子也是可以驅(qū)動(dòng)振膜的，但雙定子的推挽形式失真更小。靜電揚(yáng)聲器必須使用的特殊的放大器將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)百伏的電壓信號(hào)，通過(guò)在功率放大器的輸出端連接變壓器的辦法也可以驅(qū)動(dòng)靜電揚(yáng)聲器，這一方案在20世紀(jì)六七十年代的靜電揚(yáng)聲器上得到廣泛采用，它是對(duì)靜電揚(yáng)聲器放大器昂貴成本的妥協(xié)，其信號(hào)質(zhì)量達(dá)不到專門(mén)設(shè)計(jì)的靜電揚(yáng)聲器放大器的水平。靜電揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)精密，對(duì)材料要求高，而且多為手工裝配調(diào)試，故價(jià)格昂貴。靜電式揚(yáng)聲器常常被考慮用來(lái)提供高質(zhì)量的音頻再現(xiàn)，主要應(yīng)用于高級(jí)的揚(yáng)聲器和音箱。傳統(tǒng)靜電式揚(yáng)聲器的作用原理是將兩片具有開(kāi)孔且固定的極板通常采用pcb板、金屬板、帶絕緣層的金屬板)挾持導(dǎo)電的振膜形成電容，通過(guò)供給振膜直流偏壓以及給予兩個(gè)電極音頻的交流電壓，利用正負(fù)電場(chǎng)所發(fā)生的靜電力，帶動(dòng)振膜振動(dòng)并將聲音輻射出去。為降低振膜的振動(dòng)質(zhì)量，振膜的結(jié)構(gòu)大多采用絕緣薄膜，并在絕緣薄膜的表層鍍一層極薄的電傳導(dǎo)性涂層，如金屬、半導(dǎo)體。

對(duì)比來(lái)看，相對(duì)最常見(jiàn)的動(dòng)圈式揚(yáng)聲器，后來(lái)者靜電揚(yáng)聲器有很大的優(yōu)勢(shì)：一是振膜可以做得極薄極輕，如較新一代的中高檔靜電揚(yáng)聲器振膜厚度約1.35微米，這是動(dòng)圈揚(yáng)聲器的振膜無(wú)論如何無(wú)法接近的。目前最高級(jí)的動(dòng)圈揚(yáng)聲器的振膜也至少有5微米厚，因?yàn)閯?dòng)圈振膜必須保持一定的剛性，加上音圈重量也遠(yuǎn)大于靜電。靜電式揚(yáng)聲器更輕更薄的振膜帶來(lái)的是更快的速度、更佳的瞬態(tài)反應(yīng)、更強(qiáng)的細(xì)節(jié)表現(xiàn)力。其二，動(dòng)圈揚(yáng)聲器的振膜無(wú)論怎樣設(shè)計(jì)，振膜受力都不均勻，存在著分割振動(dòng)，而靜電揚(yáng)聲器的振膜是夾在正負(fù)兩個(gè)平行固定極板之間的完全平面的振膜，受到的電場(chǎng)是完全均勻的，所以能做到線性驅(qū)動(dòng)，不存在分割振動(dòng)，動(dòng)圈揚(yáng)聲器的這項(xiàng)局限不會(huì)發(fā)生在靜電揚(yáng)聲器上。第三，靜電揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)好，對(duì)振膜的控制也比動(dòng)圈技術(shù)的揚(yáng)聲器的面積大，所以靜電揚(yáng)聲器與動(dòng)圈技術(shù)揚(yáng)聲器相比較靈敏度更高，可以重放現(xiàn)場(chǎng)的每一個(gè)細(xì)節(jié)，且失真極低，音質(zhì)也更好，使耳朵聽(tīng)起來(lái)更為舒適。

靜電揚(yáng)聲器相對(duì)于動(dòng)圈揚(yáng)聲器的缺點(diǎn)也很明顯：首先，在價(jià)格方面，動(dòng)圈揚(yáng)聲器技術(shù)成熟，可靠性高，是絕大多數(shù)揚(yáng)聲器的首選，靜電揚(yáng)聲器制作過(guò)程復(fù)雜且它的制作技術(shù)只掌握在少數(shù)的幾個(gè)公司的手里，所以他的價(jià)格極其昂貴。其次，靜電揚(yáng)聲器處于濕度或塵埃較大的環(huán)境時(shí)很容易損壞，部分使用靜電揚(yáng)聲器的用戶甚至?xí)枰鋫鋵ｉT(mén)的防潮箱來(lái)保存，保養(yǎng)比較麻煩，整套系統(tǒng)體積重量都很大，不方便攜帶，受限于其本身的制造精密度，其可靠性和壽命低于常規(guī)動(dòng)圈揚(yáng)聲器。此外，靜電揚(yáng)聲器體積大，重量大，難以驅(qū)動(dòng)，需要專用的前端才可以使用，而且每次開(kāi)機(jī)都要預(yù)熱一段時(shí)間。而最為致命的靜電揚(yáng)聲器由于其定子和振膜間的距離有限，振膜的行程受限，所能達(dá)到的聲壓級(jí)沒(méi)有動(dòng)圈式揚(yáng)聲器大，即低頻段表現(xiàn)不佳，參見(jiàn)圖2常規(guī)靜電耳機(jī)工作原理圖。