CN1319320A - 扬声器 - Google Patents

Abstract

一种中/高频扬声器驱动单元,包括:一个刚性、轻质的共振的板形元件;一个内装该板形元件的外壳;一个连接在板形元件和外壳之间的弹性悬承,这样的布局使得外壳和板形元件一起构成一个密封的壳体;一个电动振动激励器,将弯曲波能施加到板形元件,使其共振而产生声音输出,该激励器包括牢固地安装到外壳上并构成了一个环形间隙的磁体组件,和位于环形间隙中牢固地安装到板形元件上接近其几何中心的位置上的一个音圈,音圈在环形间隙中的定位由所述的弹性悬承来提供。

Description

扬声器

本发明涉及扬声器，尤其是涉及共振板状扬声器，例如，国际专利申请WO97/09842中所描述的那种，即所谓的分配模式扬声器。

以前，很难以高质量提供覆盖中、高频率音频范围的扬声器。对单独的中音驱动器而言，在此范围方向性改变非常大，而且延至甚高频率非常困难。一般，使用二个驱动器，在二者之间分配频率范围的选频网络，增加了成本和复杂性。交界频率为一般约在3千赫，是人类听觉最敏感的，这样就增加了难度。

本发明的构思为设计一中/高音驱动器，取代先前使用的二个传统的驱动器，在临界区域并不交叠，并在其全部工作范围内有一致的、所需宽度的方向性。

分配模式扬声器可设计成在音频波段某些8倍音程上工作，尽管对于例如高保真等应用中，这并不总是最好的方案。可以想到，分配模式扬声器与低频的次低频扬声器一起使用有时是合适的，这些低频在例如100到200Hz左右交叉。

因此需要有一扬声器或最少一扬声器驱动单元，并不一定在8倍频程上工作，可以在6至7倍频程上工作，材料选择范围宽，并能采用各种结构，而有助于在其整个工作范围上使扬声器最佳。这样的一个例子是，按照分布模式原理工作的高保真中音/高音驱动单元。通过将交界点设计成远离临界的3kHz区域到1kHz的范围，一般300-500Hz，能给盒式的传统扬声器系统带来显著的益处，而且，也能够从与分布模式扬声器相关的优良的辐射特性获益。

在多媒体及电脑外设方面具有要求高性能的、不断扩大的小型扬声器的市场，而且传统的电视机、监视器和平板电视机还一直要求更好的声音、更紧凑的结构。

因此，需要这样的一种结构，它非常紧凑，具有多个特征来增强性能、应用的多样性和节约成本。

本发明提供了一种对于所有这些应用的成本-效益型的构思，使得生产商能够优化工具的配置和生产工艺。

本发明的基本概念围绕扬声器“引擎”或驱动单元的简单结构，使生产装配变得容易，并具有一致性。

按照发明，提供了一中/高频扬声器驱动单元，包括：一个刚性、轻质的共振的板形元件；一个内装该板形元件的外壳；一个连接在板形元件和外壳之间的弹性悬承，这样的布局使得外壳和板形元件一起构成一个密封的壳体；一个电动振动激励器，将弯曲波能施加到板形元件，使其共振而产生声音输出，该激励器包括牢固地安装到外壳上并构成了一个环形间隙的磁体组件，和位于环形间隙中牢固地安装到板形元件上接近其几何中心的位置上的一个音圈，音圈在环形间隙中的定位由所述的弹性悬承来提供。

板形元件的弯曲刚度可为0.15牛顿米至24牛顿米之间最好为2牛顿米及9牛顿米之间。

可以用注模的方法或使用粘结剂将振动激磁器结合至板形元件(以后称“板”)及/或至壳体上。振动激磁器的音圈可在板的注模过程中直接结合至共振板上。另外，激磁器的音圈亦可在组装时结合在共振板上模制的预先形成的开孔上。这样，就不再需要一个单独的音圈载体。

板可与悬承共同模制。悬挂可为弹性材料，例如塑料。

板可以注模成为一个单件体，或者采用发泡技术。该板可以是平的或者弯曲的，其厚度或截面可以变化。

壳体可以埋置导电插件，将电信号从壳体边缘的连接器有效地运送到振动激励器。这样，就可以自动地完成驱动单元的装配和连接。

例如，基于美观的理由，驱动单元可以包在其他的模塑件中，以与这种应用相适应。例如，适当的装饰将使其适合用于表面安装在一个高保真扬声器音箱上。反之，一适当的外模塑件将使扬声器转换为一多媒体扬声器。进一步，扬声器可装置至其他结构如电视机音箱内。

本发明通过附图中的例子，进行图示说明。其中：

图1为一扬声器驱动单元部分切去后露出其内部详细情形的透视图；

图2为图1的扬声器驱动单元的剖视侧视图；

图3为代表图1及图2驱动单元的频率响应曲线。

图中示出了一个扬声器驱动单元1，用作中/高频驱动器，也可以用作还包括一个低频驱动器的扬声器系统中的一个部件，在此情况下，中/高频及低频驱动器可组装于一个共同的音箱内，或者用于例如多媒体或电脑或汽车中的小型扬声器的单一驱动器。

驱动单元1包括大致为矩形的壳体2，壳体2有一盘形的本体11，本体11由向外延伸的固定凸缘3包围着，在凸缘上按一定间隔形成有孔12，如此可通过适当的紧固件(未示出)将壳体定位在例如扬声器的音箱上。壳体2可通过例如注塑的方法用塑料制成，且内部形成交叉隔板凸缘13，以增加壳体的刚性，同时亦保持其轻质的特性。

壳体2的基部14处形成有一个内部的、大致为圆形的浅凹部4。凹部4有一个中心通孔16。凹部适合于整齐地接收一个圆形的背板6，磁体组件用螺栓20牢固地安装在背板上。激励器5包括构成了一个环形间隙19的所述磁体组件，和一个音圈及圆柱形成型器组件8。组件8设在环形间隙中，能够根据施加到音圈上的电信号轴向移动。

背板6可采取任何方便的方式固定至壳体。因此，背板6可以用紧固件或者粘结的方法或者一体模塑的方法，与壳体固定在一起。

靠近边沿凸缘3，大致矩形的、刚性、轻质的共振的板形元件9通过沿板9的四周延伸的柔性泡沫悬承10，弹性安装在壳体2上。于是，壳体和板构成了一个封闭的腔15。悬承10可以通过粘结的方法安装到板9和壳体2上。板9为按照WO97/09842教导的分布模式板。激磁器5的音圈/成形器组件8如WO97/09842中所教导的那样，牢固地安装在板9上一个适当的接近中心的驱动位置，将弯曲波引入板中，使板共振而产生声音输出。声圈及线圈成形器组件8具有例如塑料的一环形安装元件或脚21，牢固地安装在组件相临板9的一端，以有助于把组件安装到板上，也可以借助于粘结剂。注意，不常用的是，激励器5直接接在壳体2上，在音圈和磁体组件间不包括悬承，这样，音圈在磁体组件的环形间隙中的定中仅靠板边缘悬承10来实现。按照这种方式，激励器的的移动质量减小了，而改善了其高频响应。磁体组件可以热耦合到音圈，以改善其功率容量，热从背板6露出的背面辐射。

可选择的、局部设置的小质量物体17，例如从2克到12克，被结合到板上，以最佳方式调节结合后的共振情形，使总响应能得到适当地修整。此一技术具有延伸组件的低频率范围的特别优点。通过板9与音圈同轴的开孔18可延伸高频的响应。在腔室15内一些声音吸收材料(未示出)在腔室内可有利于减少高阶驻波的幅值并可进一步改善频率响应。

上述的驱动单元可有下列的规格：

板尺寸=210×148.5mm(A5标准尺寸)

芯=3mm聚碳酸脂蜂窝结构，3.5mm单元直径

表层=100微米编织的玻璃加强聚碳酸脂表面层(0°/90°表层方向)百分之50重量的玻璃

弯曲刚度=5.6牛顿米

表面密度μ=0.7公斤/平方米

Zm=16牛顿秒/米

音圈直径=26mm

音圈置于标准分布模式位置(比值为4/9,3/7)

大的铁氧体环形磁铁，改善BL及功率处理。

如所讨论，在磁体及音圈之间没有悬承，板由围绕其边缘的泡沫悬承固定就位。利用音圈内板上的孔，可以对准并精确地安装板，有助于音圈在环形间隙中对准。也可以在壳体上板边缘附近社制定位销，防止板侧移。图3示出了这种板的频率响应。

可以想到，用高质量的压电激励器对驱动单元作出小改动，可以将响应延伸到超声波范围，这对于与50kHz或者100kHz的新型音频格式的连接，是有用的。这个性能超出了传统活塞技术的范围。

本发明提供了一种新型的中、高频扬声器驱动单元，解决了公知结构中与频率交叠问题和发散相关的突出问题。

Claims (9)

1．一种中/高频扬声器驱动单元，包括：一个刚性、轻质的共振的板形元件；一个内装该板形元件的外壳；一个连接在板形元件和外壳之间的弹性悬承，这样的布局使得外壳和板形元件一起构成一个密封的壳体；一个电动振动激励器，将弯曲波能施加到板形元件，使其共振而产生声音输出，该激励器包括牢固地安装到外壳上并构成了一个环形间隙的磁体组件，和位于环形间隙中牢固地安装到板形元件上接近其几何中心的位置上的一个音圈，音圈在环形间隙中的定位由所述的弹性悬承来提供。

2．如权利要求1的扬声器驱动单元，其特征在于，所述壳体包括由固定凸缘围绕的一个盘形本体。

3．如权利要求2的扬声器驱动单元，其特征在于，所述盘形本体包括一个通孔，其中，振动激励器的磁体组件牢固地安装在盘形本体上，其表面的一部分封闭了本体中的通孔。

4．如权利要求3的扬声器驱动单元，其特征在于，包括位于盘形本体中的一个凹部，磁体组件包括一个安装在盘形本体中的背板，凹部上形成有所述的通孔。

5．如前述权利要求任何一项的扬声器驱动单元，其特征在于，弹性悬承为泡沫材料。

6．如前述权利要求任何一项的扬声器驱动单元，其特征在于，板形元件包括夹在表层之间的蜂窝状材料的芯部，其弯曲刚度为0.15至24牛顿米。

7．如权利要求6的扬声器驱动单元，其特征在于，弯曲刚度为2至9牛顿米。

8．如前述权利要求任一项的扬声器驱动单元，其特征在于，包括穿过板形元件、与音圈同轴且半径小于音圈的开孔。

9．如前述权利要求任一项的扬声器驱动单元，其特征在于，包括最少一个安装在板形元件上、定位成对低频响应产生阻尼的、离散的质量体。

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