專利名稱：揚(yáng)聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)，尤其是揚(yáng)聲器折環(huán)和音圈的結(jié)構(gòu)。
在錐盆揚(yáng)聲器中，為了使振膜作正確的活塞運(yùn)動(dòng)，不致發(fā)生傾斜或產(chǎn)生橫向偏移，就要依靠折環(huán)和定心支片一起支持振膜，使振膜處于正確的懸置狀態(tài)。出于折環(huán)也算是和振膜一起運(yùn)動(dòng)的部分，所以也會(huì)發(fā)出聲音。如果折環(huán)的運(yùn)動(dòng)與振膜同相，當(dāng)然不成問題，但事實(shí)上做不到這樣。折環(huán)與振膜的聲速實(shí)際上相差很大，因此，隨著頻率和振幅的的大小不同，折環(huán)往往會(huì)發(fā)生與振膜相反的動(dòng)作，從而對(duì)振膜的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了妨礙作用，于是，在這一部分的反射會(huì)導(dǎo)致聲音的失真，這是所有揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)師都很清楚的常識(shí)。另外，由于折環(huán)對(duì)振膜運(yùn)動(dòng)的限制，使振膜產(chǎn)生了分割振動(dòng)，進(jìn)一步影響揚(yáng)聲器的音質(zhì)。
在音圈方面，以前曾一度流行過長(zhǎng)音圈，由于這種音圈圈數(shù)多，但在磁場(chǎng)中切割磁力線部分的圈數(shù)只占整個(gè)音圈的很少部分，因此，設(shè)計(jì)出的揚(yáng)聲器單元，都存在靈敏度低的問題。而長(zhǎng)音圈的優(yōu)點(diǎn)是振幅的線性優(yōu)良，由此可知，揚(yáng)聲器的效率和振幅的線性是一對(duì)矛盾，兩者不可兼得。
本發(fā)明的目的是(1)提供一種無折環(huán)限制的大振幅長(zhǎng)沖程揚(yáng)聲器，使揚(yáng)聲器的低音特性產(chǎn)生飛躍性的提高；同時(shí)也使中音和高音的音質(zhì)產(chǎn)生飛躍性的提高，既解決了長(zhǎng)期困擾揚(yáng)聲器領(lǐng)域的折環(huán)對(duì)音質(zhì)的影響，同時(shí)也解決了振膜的分割振動(dòng)問題。(2)提供一種揚(yáng)聲器音圈，使揚(yáng)聲器同時(shí)具有高效率(高靈敏度)、寬頻帶、低失真和容許更大的輸入功率等特點(diǎn)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，既解決了長(zhǎng)期困擾場(chǎng)聲困擾揚(yáng)聲器領(lǐng)域的效率和失真的矛盾，也解決了效率和功率的矛盾。
一種揚(yáng)聲器，包括T形鐵(1)、磁鋼(2)、華司(3)、盆架(4)、筒形磁鋼(11)、導(dǎo)磁園環(huán)板(14)、磁液(13)、筒狀體(12)、振膜(10)、音圈骨架(8)、上音圈(5)、中置音圈(6)、下音圈(7)、雙定心支片(9)、防塵蓋(15)順序連接，其特征是與振膜(10)外緣相連的筒狀體(12)伸入由筒形磁鋼(11)、導(dǎo)磁園環(huán)板(14)及導(dǎo)磁盆架(4)級(jí)成的環(huán)形縫隙磁場(chǎng)(13)中，并在環(huán)形縫隙磁場(chǎng)(13)中注入磁液(13)；與振膜(10)外緣相連的音圈骨架(8)伸入由U形鐵(16)、磁鋼(2)、華司(3)組成的環(huán)形縫隙磁場(chǎng)(13)中，并在環(huán)形縫隙磁場(chǎng)(13)中注入磁液(13)。為實(shí)現(xiàn)超大振幅，其音圈特征為在同一音圈骨架上并列繞上三只獨(dú)立的音圈，結(jié)構(gòu)上三只音圈串聯(lián)排列，三只音圈(振膜朝上)由上往下依次為上音圈(5)、中置音圈(6)、下音圈(7)；工作時(shí)，在靜態(tài)，中置音圈(6)始終處于工作狀態(tài)；上、下音圈(5)、(7)則根據(jù)輸入波形的正負(fù)和振摸移動(dòng)的位置，處于交替工作的狀態(tài)；所述的筒狀體是音圈骨架及音圈；所述的環(huán)形縫隙磁場(chǎng)是揚(yáng)聲器的工作。
其特征還在于，所述的音罪狀依如下原理工作的在電路上，有圖3的串聯(lián)工作模式，和圖4的并聯(lián)工作模式；圖3、4中D1、D2、D3、D4為單向位移開關(guān)；在輸入端加一正弦信號(hào)圖3所示，當(dāng)A端為正時(shí)，振膜向上運(yùn)動(dòng)，這時(shí)電流通過D2加于音圈(7)上，由于音圈向上移動(dòng)，音圈(5)離開縫隙磁場(chǎng)，所以音圈(5)不參加工作。因此，在信號(hào)的正半周，只有音圈(6)、(7)工作；同理，在信號(hào)的負(fù)半周，只有音圈(5)、(6)工作；而圖3的工作原理為在輸入端加一正弦信號(hào)，當(dāng)A端為正時(shí)，振膜向上運(yùn)動(dòng)，音圈(5)被開關(guān)D3旁路，這時(shí)電流通過D3加于音圈(6)、(7)上，由于音圈向上移動(dòng)，音圈(5)離開縫隙磁場(chǎng)，所以音圈(5)不參回工作。因此，在信號(hào)的正半周，只有音圈(6)、(7)工作；同理，在信號(hào)的負(fù)關(guān)周，只有音圈(5)、(6)工作。
我們知道，限制揚(yáng)聲器性能的因素有效率(靈敏度)、頻率響應(yīng)、失真特性、瞬狀特性和容許的輸入功率等1 效率現(xiàn)在為便于理解電動(dòng)式揚(yáng)聲器的輸入電功率和輸出聲功率的關(guān)系，畫出象圖六那樣的電氣等效電路，電動(dòng)式揚(yáng)聲器是聲功率與振膜振動(dòng)速度成比例的運(yùn)動(dòng)比例式，振膜系統(tǒng)是質(zhì)量控制的振動(dòng)系統(tǒng)，因此，效率可用下式給出。η=(Bl)2×Ra(Bl)2×(Rc+Ra)+Re×[(Rc+Ra+(Xa+Xc)]2×109×100%]]>式中B——?dú)庀洞磐芏?高)； l——磁場(chǎng)中音圈的線長(zhǎng)(cm)Re——音圈的電阻(Ω)； Ra——輻射阻抗的電阻分量(機(jī)械歐)Rc——振膜系統(tǒng)的機(jī)械阻抗(機(jī)械歐)； Xc——振膜系統(tǒng)的電抗分量(機(jī)械歐)Xa——輻射阻抗的電抗分量(機(jī)械歐)為了將上式予以簡(jiǎn)化，在假設(shè)數(shù)值較小的Rc為零，且Ra比Xa及Xc小的時(shí)候，可知η=(Bl)2×RaRe(Xa+Xc)2×109×100%]]>在磁路系統(tǒng)確定的條件下，也即B和l已知的條件下，提高效率η則要(1)增大Ra，必須增加輻射面積(振膜面積)。(2)減小Re，本發(fā)明揚(yáng)聲器的音圈可以做到，從圖三可知，在整個(gè)周期中音圈L1、L2、L3均參于工作，而L1和L3是交替工作的，這樣相當(dāng)于音圈電阻降為原來的2/3，而輸入阻抗確不變，效率η則上升為原來的1.5倍。
2 頻率響應(yīng)由于折環(huán)不對(duì)振膜做任何限制，可實(shí)現(xiàn)超大振幅，因此，在振膜尺寸相同的條件下，則低音下潛得更深；又由于振膜的外緣不受折環(huán)限制，振膜基本上不產(chǎn)生分割振動(dòng)，因此，頻帶的高端更寬也更平坦。
3 失真特性由式F＝BLI可知，如果BL一定，則加在音圈上的力F與電流I成正比，在本發(fā)明中，由于音圈工作寬度比磁隙長(zhǎng)度大很多(四倍以上)，在大范圍內(nèi)音圈所受的力F均為恒定，故這種音圈失真很小。
4 瞬態(tài)特性這一特性表示相應(yīng)于輸入信號(hào)在揚(yáng)聲器中的急劇變化，振動(dòng)系統(tǒng)以其共振頻率在瞬時(shí)會(huì)發(fā)生多大的自由振動(dòng)，揚(yáng)聲器通過振膜和音圈構(gòu)成的振動(dòng)系統(tǒng)，必然發(fā)生共振現(xiàn)象，但這共振不被減幅，頻率特性就會(huì)變壞，同時(shí)瞬態(tài)特性也將惡化。此外，包含電路在內(nèi)的振動(dòng)系統(tǒng)等效電路的共振敏銳角Q為Q=ωomo(Bl)2Re+Rm]]>式中Rm——機(jī)械音響系統(tǒng)的電阻ωo——低音共振角速度mo——機(jī)械音響系統(tǒng)的等效質(zhì)量Re——包括驅(qū)動(dòng)端的電路總電阻如果Q＞0.5就會(huì)發(fā)生共振，但若減幅過大，則低音特性變壞，考慮了這種情況，可以認(rèn)為最好Q≤1。為了改善瞬態(tài)特性，根據(jù)Q值對(duì)磁路必須增大B值。
5 容許的輸入功率本發(fā)明音圈，是由中置音圈L2和L1(或L3)串聯(lián)(串聯(lián)工作模式)或并聯(lián)(并聯(lián)工作模式)，其所承受的功率是音圈L2和L1(或L3)之和，即是普通揚(yáng)聲器的兩倍。
6 線性功率工作方式我們知道傳統(tǒng)有折環(huán)限制的揚(yáng)聲器，其輸出聲壓級(jí)達(dá)到90dB附近就會(huì)出現(xiàn)線性惡化，在94dB附近已進(jìn)入飽和狀態(tài)。而無折環(huán)限制的本發(fā)明揚(yáng)聲器，其輸出聲壓級(jí)直至100dB附近仍保持線性，即聲壓級(jí)以直線遞增。兩者相差6dB就是聲壓相差為二倍，若按能量計(jì)算，則足足相差四倍。正由于這種新型的揚(yáng)聲器具有如此優(yōu)異的線性特性，故特地稱為“功率線性工作方式”。
下面結(jié)合附圈和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖1是本發(fā)明揚(yáng)聲器截面示意圖；圖2是本發(fā)明揚(yáng)聲器音圈及音圈骨架縱截面示意圖；圖3是本發(fā)明揚(yáng)聲器音圈并聯(lián)工作模式原理圖；圖4是本發(fā)明揚(yáng)聲器音圈串聯(lián)工作模式原理圖；圖5是本發(fā)明揚(yáng)聲器另一種結(jié)構(gòu)的截面示意圖；圖6是本發(fā)明揚(yáng)聲器工作原理的電氣等效電路；7、一種揚(yáng)聲器，包括T形鐵(1)、磁鋼(2)、華司(3)、盆架(4)、筒形磁鋼(11)、導(dǎo)磁園環(huán)板(14)、磁液(13)、筒狀體(12)、錐盆形振膜(10)、音圈骨架(8)、上音圈(5)、中置音圈(6)、下音圈(7)、雙定心支片(9)、防塵蓋(15)；圖1所示，所述音圈骨架(8)為一筒狀體；所述T形鐵(1)的鐵芯的端部伸入音圈骨架(8)中；所述上、中、下音圈(5)、(6)、(7)依次套在所述音圈骨架(8)的外圍；所述磁鋼(2)和華司(3)均為中部設(shè)有孔的板狀體；華司(3)套在所述中置音圈(6)的中部之外，并與所述T形鐵(1)的鐵芯的端部相對(duì)應(yīng)；磁鋼(2)設(shè)于華司(3)與所述T形鐵的端板之間；所述導(dǎo)磁園環(huán)(14)板置于所述筒形磁鋼(11)的上端；所述筒形磁鋼(11)下端又置于導(dǎo)磁盆架(4)中并與之構(gòu)成磁路和縫隙磁場(chǎng)(13)；所述磁液(13)注入所述縫隙磁場(chǎng)(13)中；所述的音圈骨架(8)通過雙彈性定位支片(9)與所述盆架(4)相連接。所述錐盆形振膜(10)的中心部與所述音圈骨架(8)的一端相連接，所述錐盆形振膜(10)的外緣端口部與所述筒狀體(12)的一端相連接。
8、一種揚(yáng)聲器，包括U形鐵(16)、華司(墊板)(3)、磁鋼(2)、盆架(4)、音圈骨架(8)、上音圈(5)、中置音圈(6)、下音圈(7)、固定柱(17)、雙定心支片(9)、振膜(10)、磁液(13)；圖5所示，所述U形鐵(16)為環(huán)形杯狀體；所述磁鋼(4)為園柱體；所述華司(墊板)(3)為板狀體；所述盆架(4)為筒狀體；所述振膜(10)為板狀體；所述磁鋼(4)裝入U(xiǎn)形鐵(16)中心底部；所述華司(墊板)(3)置于所述磁鋼(2)端部并與所述U形鐵(16)的杯口部相對(duì)應(yīng)，且與杯口部?jī)?nèi)邊緣形成縫隙磁場(chǎng)；所述磁液(13)便注入該縫隙磁場(chǎng)中；所述音圈骨架(8)及音圈(5)、(6)、(7)仲入上述之縫隙磁場(chǎng)中，且所述中置音圈(6)與所述華司(墊板)(3)相對(duì)應(yīng)；所述固定柱(17)固定于所述華司(3)的園心中所述音圈骨架(8)通過雙彈性定位支片(9)和所述固定柱(17)相連接；所述振膜(10)固定于所述音圈骨架(8)的端口上部；所述的盆架(4)固定于所述的U形鐵的杯口上。
本發(fā)明揚(yáng)聲器與傳統(tǒng)揚(yáng)聲器相比，除具有高靈敏度和低失真度的特點(diǎn)外，還具有更大的功率承受能力，而圖5所述的本發(fā)明揚(yáng)聲器，除具有優(yōu)秀的大振幅低音表現(xiàn)能力的特點(diǎn)外，還具有更好的高音表現(xiàn)能力，即全頻帶的優(yōu)秀表現(xiàn)特性。葉建國(guó)12/26/00 939AM
權(quán)利要求
1.一種揚(yáng)聲器，包括T形鐵(1)磁鋼(2)、華司(3)、盆架(4)、筒形磁鋼(11)、導(dǎo)磁園環(huán)板(14)、磁液(13)、筒狀體(12)、振膜(10)、音圈骨架(8)、上音圈(5)、中置音圈(6)、下音圈(7)、雙定心支片(9)、防塵蓋(15)順序連接，其特征是與振膜(10)外緣相連的筒狀體(12)伸入由筒形磁鋼(11)、導(dǎo)磁園環(huán)板(14)及導(dǎo)磁盆架(4)組成的環(huán)形縫隙磁場(chǎng)(13)中，并在環(huán)形縫隙磁場(chǎng)(13)中注入磁液(13)；與振膜(10)外緣相連的音圈骨架(8)伸入由U形鐵(16)、磁鐵(2)、華司(3)組成的環(huán)形縫隙磁場(chǎng)(13)中，并在環(huán)形縫隙磁場(chǎng)(13)中注入磁液(13)，在同一音圈骨架上并列繞上三只獨(dú)立的音圈，結(jié)構(gòu)上三只音圈串聯(lián)排列，三只音圈(振膜朝上)由上往下依次為上音圈(5)、中置音圈(6)、下音圈(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器，其特征是音圈骨架(8)通過雙定心支片(9)固定于盆架(4)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器，其特征是音圈骨架(8)通過雙定心支片(9)固定于固定柱(17)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器，其特征是音圈骨架(8)的一端固定于振膜(10)的外緣上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器，其特征是音圈骨架(8)的一端固定于振膜(10)中心的錐口上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器，其特征是所述的音圈依如下原理工作的在輸入端加一正弦信號(hào)圖三所示，當(dāng)A端為正時(shí)，振膜向上運(yùn)動(dòng)，這時(shí)電流通過D2加于音圈L3上，由于音圈向上移動(dòng)，音圈(5)離開縫隙磁場(chǎng)，所以音圈(5)不參加工作。因此，在信號(hào)的正半周，只有音圈(6)、(7)工作；同理，在信號(hào)的負(fù)半周，只有音圈(5)、(6)工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器，其特征是所述的筒狀體是音圈骨架及音圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器，其特征是所述的環(huán)形縫隙磁場(chǎng)是揚(yáng)聲器的工作磁場(chǎng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器，其特征是所述的筒狀體為不導(dǎo)磁體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種揚(yáng)聲器及其折環(huán)和音圈,使其與振膜外緣相連的筒狀體及音圈骨架伸入環(huán)形縫隙磁場(chǎng)中,并在環(huán)形逢隙磁場(chǎng)中注入磁液,在同一音圈骨架上并列繞上三只獨(dú)立的音圈,使場(chǎng)聲器同時(shí)具有高效率(高靈敏度)、寬頻帶、低失真和容許更大的輸入功率,而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易實(shí)施,解決了長(zhǎng)期困擾揚(yáng)聲器領(lǐng)域的效率和失真矛盾,效率和功率的矛盾。
文檔編號(hào)H04R9/00GK1366443SQ0110049
公開日2002年8月28日 申請(qǐng)日期2001年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月17日
發(fā)明者葉建國(guó) 申請(qǐng)人:葉建國(guó)