CN101076206A - 一种新型电容传声器振膜及其电容传声器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型电容传声器振膜，该振膜包括膜片，在膜片的上表面镀有金属膜层，该振膜的中央部分为有效换能电容部分，其边缘有用于悬挂/支撑有效换能电容部分的一条或以上的圆弧型凸起环；由于振膜的边缘部分为圆弧型凸起环，该凸起环悬挂/支撑振膜的中央部分，有效地达到缓绷的效果，能明显减少振膜的初始应力，并且能使整个振动系统在换能工作时具有充裕的弹性。在振膜上部镀上金属层，作用在于与振膜下面的背极构成换能电容器，另外，金属镀层同时能够进一步增强振膜受声表面的刚性，避免膜片在有效频率范围内产生分区振动，使得电容传声器的性能有明显的提高。

Description

一种新型电容传声器振膜及其电容传声器

技术领域

本发明涉及一种电容传声器振膜及其传声器。

背景技术

现有的电容传声器包括三种形式，即外加极化电压式电容传声器、振膜驻极式电容传声器和背极驻极式电容传声器。不管哪一种型式的电容传声器，它们至少有由一振膜和一背极板构成的换能电容器。

目前而言，电容传声器的振膜通常是采用平板型结构的振膜，见图1、图5，其构造是采用一张振膜环将一金属箔或一面镀有金属导电层的塑料薄膜紧绷，然后用粘合、紧夹或者其它方法将膜片紧贴固定在张膜环上。由于振膜处于永久性的紧绷状态下工作，存在着几个问题，其一，振膜的初始应力甚高，局限了传声器动态下限的响应水平，并引起失真，特别是在用作高质量拾音的时候，声波中基频以外的微弱谐波信息无法响应；其二，由于张膜环对振膜的夹持作用，换能过程中振膜受到声压激励时振膜末端无法产生实质性的位移，只有膜片中央部分较少的面积对换能作出贡献，因而限制了换能效率，局限了传声器灵敏度的提高；其三，膜片永久性紧绷会导致振膜疲劳，影响到传声器的使用寿命和可靠性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的首要目的在于提供一种新型的电容传声器振膜，该振膜适用于外加极化电压式、振膜驻极式和背极驻极式的电容传声器。

另外一个目的在于提供一种应用上述新型振膜制作的使用效果好的电容传声器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种新型电容传声器振膜，该振膜包括膜片，在膜片的上表面镀有金属膜层，该振膜的中央部分为有效换能电容部分，其边缘之内有用于悬挂/支撑有效换能电容部分的一条或以上的圆弧型凸起环。

一种电容传声器，包括电容传声器振膜和与该振膜对应的背极体，所述电容传声器振膜包括薄膜，薄膜的上表面镀有金属膜层，该膜片的中央部分为有效换能电容部分，其边缘有用于支撑有效换能电容部分的一条或以上的圆弧型凸起环，背极体的上表面与有效换能电容部分的形状对应。

本发明的有益效果是：由于振膜的边缘部分为圆弧型凸起环，该凸起环悬挂/支撑振膜的中央部分，有效地达到缓绷的效果，能明显减少振膜的初始应力，并且能使整个振动系统在换能工作时具有充裕的弹性。在振膜上部镀上金属层，作用在于与振膜下面的背极构成换能电容器，另外，金属镀层同时能够进一步增强振膜受声表面的刚性，避免膜片在有效频率范围内产生分区振动，使得电容传声器的性能有明显的提高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是现有技术的振膜结构示意图；

图2是本发明振膜的一种实施例结构示意图；

图3是本发明振膜的另一种实施例的结构示意图；

图4是本发明振膜的俯视结构示意图；

图5是现有技术的传声器中振膜与背极体的连接结构示意图；

图6是本发明的传声器中振膜与背极体的连接结构实施例示意图；

图7是本发明的传声器中振膜与背极体的连接结构另一种实施例示意图；

图8是本发明传声器的具体结构示意图。

具体实施方式

参照图2、图3、图4，本发明的一种新型电容传声器振膜，该振膜包括膜片1，在膜片1的上表面镀有金属膜层2，该振膜的中央部分为有效换能电容部分30，其边缘有用于悬挂/支撑有效换能电容部分30的一条或以上的圆弧型凸起环40，能有效地减少膜片的初始应力，并能使整个振动系统具有充裕的弹性。该振膜的制作是先将塑料薄膜压制好，然后进行电镀；或将塑料薄膜电镀好，再进行压制成型。

作为本发明的实施方式，参照图3所示，该振膜的有效换能电容部分30可以为平面型。

而进一步，当然，作为本发明的优选的实施方式，振膜的有效换能电容部分30为向上凸起的弧面型，即为中央凸起部分为半球形设计，作用在于提高膜片的局部刚性，力求振动系统能保持良好的线性的活塞式振动。采用圆弧面型振膜能拓宽传声器的动态范围，改善瞬态响应，提高灵敏度、保真度和稳定性。

另外，进一步，所述的圆弧型凸起环40上压制有皱折纹400，皱折纹400作用在于进一步使振膜边缘趋向自由柔顺，明显减少膜片的初始应力，拓宽动态下限的响应，提高保真度。

振膜的最外围边缘有平面连接部50，用作与传声器膜床吻合安装。

参照图6、图7，本发明的一种电容传声器，包括电容传声器振膜10和与该振膜对应的背极体20，所述电容传声器振膜10包括薄膜1，薄膜1的上表面镀有金属膜层2，该膜片的中央部分为有效换能电容部分30，其边缘有用于支撑有效换能电容部分30的一条或以上的圆弧型凸起环40，背极体20的上表面与有效换能电容部分30的形状对应。

同上述振膜的实施结构一样，参照图7，所述振膜的有效换能电容部分30为平面型，此时，在背极体20的上表面则应为对应的平面型。

而参照图6，作为优选方案，所述振膜的有效换能电容部分30为向上凸起的弧面型，而此时，背极体20的上表面也为对应的弧面型。

同样，作为优选方案，参照图4、图6，该传声器振膜的圆弧型凸起环40上可以压制有皱折纹。

以下对本发明创造的结构及其原理作进一步具体说明：

外加极化电压式电容传声器、振膜驻极式电容传声器和背极驻极式电容传声器。从声学结构上分为压强式、压差式和压强压差复合式三种型式。不管哪一种结构类型的电容传声器，它们至少有一振膜和一背极板构成的换能电容器。参照图5所示，明显地，振膜10的金属层与背极20形成一个平板型电容器，设在膜与背极板上外加一电压或采用驻极体技术注上永久性电荷。(如果是振膜驻极式，则在预置的驻极体材料振膜上注上电荷；如果是背极驻极式则在预置有驻极体材料的背极上注上电荷。)在声压作用下，振膜会产生振动位移，引起电容量的变化，在电容的两极上将产生一与声压相应的交流信号输出，从而实现了声-电转换的机理。振膜是决定传声器性能的至关元件，振膜的材料、结构、形状往往是决定传声器性能的首要条件。

下面对作为本发明优选方案的一种适合于人声演唱的心型指向性背极驻极式电容传声器，对该发明创造中的使用作详细叙述。

参照图8，一种传声器，其使用了上述新型电容传声器振膜10，振膜10为在上表面镀有金属层的膜片，振膜由塑料体7预置的膜床与其吻合安装。振膜10的下表面与弧形背极20的表面靠近但不相触，从而形成一换能电容器，背极20弧面部分设有驻极体材料层，并注上永久性电荷(极化)，背极20由背极塑料座9连接支承并由螺母11固定，背极20与微调方头螺杆16螺纹接合并电导通，通过一方头工具调节螺杆16，能使背极20与弧面振膜10之间的距离合适，并且螺杆16穿过阻抗变换抗干扰线路板13、导电介子14，由螺母15锁定，阻抗变换/抗干扰线路板13下面设有阻抗变换器件及抗干扰电子器件，作用是进行阻抗变换，并且能提高抗干扰，保持工作稳定性。声电换能信号由微调方头螺杆16、螺母15、导电介子14电耦合至阻抗变换抗干扰线路板13的阻抗器件输入端的导电区。换能信号经阻抗变换/抗干扰处理由导线24电导通至线路板19的输出焊点17输出。

安装于塑料体膜床上的圆弧振膜10边缘平面部分上设置有金属压膜环6，压膜环6上方设有环状导电接地片28，接地片28的耳部与线路板26电导通连接，线路板26上设有地连接线25与阻抗变换抗干扰线路板13的地连接，线路板26上设有金属弹片27与外层金属屏蔽壳体5电导通。

此外，为保证传声器有良好的性能，本发明优选方案中，基于新型振膜的良好特性上，采用了合理的声学机构，针对各频段响应的不足设置了若干个补偿网络，参照图8，其中A处是高频补偿区，利用前盖4的下表面与振膜10上面的狭小空间构成的声顺，与前盖前进声孔、滤布34呈现的声质量和声阻构成的高频谐振网络以拓展高频响应；图中B处是中频补偿区，它包括背极座9、塑料体7、振膜10下面的空间容积所构成的声顺以及槽路中的声质量、声阻构成的中高频谐振网络，通过调整阻尼材料23及相应的参量，能使传声器获得较好的中频响应特性；图中C处是低频补偿区，其利用后腔的声顺、声质量和声阻构成。通过调节声学元件的参数来衔接平滑各频段的响应幅度，能获得平直的整体频率特性和理想的指向性。明显区别的是，现有技术的平板型振膜由于张力甚大，共振频率较高，在声学调整中重点是补偿低频响应；采用本发明的新型振膜。由于其特性相对自由柔顺，共振频率较低，因而频率响应补偿主要是高频段的响应。另外，本发明所述实例传声器为心形指向特性，采用压强压差复合结构，利用振膜前后的相移元件而获得。其原理如图8所示，基本元件是振膜后腔的声顺、后进声孔21、阻尼材料18、后腔阻尼材料23等构成。通过调节阻尼材料18、23及其它相关参量，能使传声器获得理想的心形指向特性。其他相关的结构如图8所示。在此并不一一赘述。

另外，振膜的圆弧型凸起环也可以作为换能电容来使用，只要将与其对应使用的背极20设置成相应的形状即可。

采用本发明的新型振膜制作的电容传声器不但有良好的电声参数，而且音质细腻、饱满，既保持了电容传声器的优良音质，又有铝带式传声器的悠扬特性。尤其适合人声演唱，使用效果十分理想。

当然，在本发明创造中，除了上述实施方式之外，其它等同技术方案也应当在其保护范围之内。

Claims (10)

1、一种新型电容传声器振膜，其特征在于：该振膜包括膜片(1)，在膜片(1)的上表面镀有金属膜层(2)，该振膜的中央部分为有效换能电容部分(30)，其边缘有用于悬挂/支撑有效换能电容部分(30)的一条或以上的圆弧型凸起环(40)。

2、根据权利要求1所述的一种新型电容传声器振膜，其特征在于：振膜的有效换能电容部分(30)为平面型。

3、根据权利要求1所述的一种新型电容传声器振膜，其特征在于：振膜的有效换能电容部分(30)为向上凸起的弧面型。

4、根据权利要求1、2或者3所述的一种新型电容传声器振膜，其特征在于：所述的圆弧型凸起环(40)上压制有皱折纹(400)。

5、根据权利要求1所述的一种新型电容传声器振膜，其特征在于：振膜的最外围边缘有平面连接部(50)。

6、一种电容传声器，包括电容传声器振膜(10)和与该振膜对应的背极体(20)，其特征在于：所述电容传声器振膜(10)包括薄膜(1)，薄膜(1)的上表面镀有金属膜层(2)，该膜片的中央部分为有效换能电容部分(30)，其边缘有用于悬挂/支撑有效换能电容部分(30)的一条或以上的圆弧型凸起环(40)，背极体(20)的上表面与有效换能电容部分(30)的形状对应。

7、根据权利要求6所述的一种电容传声器，其特征在于：所述振膜的有效换能电容部分(30)为平面型，背极体(20)的上表面为对应的平面型。

8、根据权利要求6所述的一种电容传声器，其特征在于：所述振膜的有效换能电容部分(30)为向上凸起的弧面型，背极体(20)的上表面为对应的弧面型。

9、根据权利要求6、7或者8所述的一种电容传声器，其特征在于：所述的圆弧型凸起环(40)上压制有皱折纹(400)。

10、根据权利要求6所述的一种电容传声器，其特征在于：振膜的最外围边缘有平面连接部(50)。

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