CN101370324B - 大动态匀力驱动条形平板扬声器 - Google Patents

Abstract

一种大动态匀力驱动条形平板扬声器，主要应用于大屏幕液晶、等离子及其它平板电视的音响上。采用平板振盆取代锥形振盆，单层内磁式自磁屏蔽磁路，使扬声器的厚度大大减薄；超大口径音圈支撑平板振盆获得最佳匀力驱动，使振盆工作时受力均匀，变“点”驱动为“面”驱动，消除振盆各局部之间相互干涉所产生的分割失真以及前室效应，获得比普通锥盆扬声器更平坦的频响曲线，在低频大动态、大功率、低成本方面具有明显优势；独有的自磁屏蔽效果和自散热效果，更是普通锥盆扬声器技术和结构上难以实现的，较之目前国内、外平板扬声器更胜一筹。

Description

大动态匀力驱动条形平板扬声器

所属技术领域

本发明涉及一种扬声器，尤其涉及一种大动态匀力驱动条形平板扬声器。本发明特别适用于大屏幕液晶、等离子平板电视，各种类型的背投电视，以及需要薄形、小空间容积，而又要求大功率、低频大动态的音响重放场合。 

技术背景

大屏幕液晶、等离子平板电视以其高清晰、高对比、高艳丽色彩，以及超薄、时尚造型迅猛发展，然而作为它重要的音响环节却显得较为落后。由于平板电视的超薄形的外观结构，必然要求一种与之匹配的超薄的、音质、外观具佳的平板扬声器，特别是条形平板扬声器及其音箱的诞生。只有平板扬声器才有可能使扬声器及其音箱的厚度大大减薄；其中，也只有条形扬声器最适合大屏幕平板电视的结构与视觉要求。为此，平板扬声器、条形平板扬声器及其产品的研发成为业内共同关注的热点 

目前国内外平板扬声器主要有以下几种： 

1、英国New Transducer公司NXT平板扬声器、飞利普SFP平板扬声器。这种平板扬声器音箱可以做到几厘米厚度，并可在平板振盆上作画而被称为“艺术音箱”，其缺点是：低频下限频率最低仅能做到150赫兹左右，基本无低频可言；其次，功率小。因其太薄，振膜振幅太小，无法作到大动态、大功率；第三，价格高——包括扬声器本身成本及艺术画成本两种成本的总合，至今还没有一家公司作为平板电视机的音响扬声器被采用，也不能在家庭影院、专业音响诸多方面得到普及和应用。。 

2、美国Inpfinisty(燕飞力士)Cascade条形平板扬声器。该平板扬声器采用两只长环音圈推动长条形振盆使条形平板振盆运动时受力均匀，产生同相位声波。该Cascade条形平板扬声器成品已进入家用音响市场。 

3、振盆平板、小口径音圈组合的平板扬声器，这种平板扬声器已在部分平板电视机上被采用。但该方式的问题在于：小口径音圈可以近似看作为“点”驱动，而平板扬声器的振盆需要同步的“面”驱动；点驱动对于锥盆扬声器所造成的失真尚可容忍，而对于平板振盆其失真将显得十分突出，因为靠近中间音圈部分的振盆震动幅度大，而远离音圈部分的振盆震动幅度小。特别对于条形扬声器振盆，中间音圈的振幅已经大到产生失真的时候，而在条形两端的振盆的振幅极小，远低于中间部分。实际上仅仅中间部分的振盆在工作，条形两侧的振盆基本没有工作，有效振动面积大幅减小，实际工作效能相当低。因为无法同步驱动整个振盆，这种平板扬声器的输出功率不会很大，低频低不下来，稍微提高输出功率则失真显著增大，电---声转换效能低，因而被业内戏成为“假平板扬声器”！ 

4、多只普通小口径锥形扬声器组合成仿条形音箱，仍然是目前广泛应用于平板电视的音箱。采用多只小口径锥形扬声器目的是为了提高输出功率，得到相似大面积振盆的低频效果，使低音丰满，力度加大。由于仍采用常用的锥盆扬声器，加之为防磁采用双磁钢加磁屏蔽外罩，使扬声器的总厚度大大增加，进一步挤占了本已经变薄的条形音箱的内部容积，造成低、中频频响变劣，得不到设计所需的共振参数。 

综上所述，适合平板电视机所需的条形、超薄形音箱，应当采用条形平板扬声器；而要 保证其高保真和震撼力，则需要大动态、低失真的条形平板扬声器。 

发明内容

缩小音箱的体积、减薄厚度最有效的办法是：1)将现有的锥形振盆改成平板振盆；2)磁钢的厚度减薄。实现大动态、低失真的有效方案是：1)用高刚性平板轻质材料作为音盆振盆；2)音圈的口径远远大于一般现行扬声器的音圈口径，且设计得出它的最佳口径。 

本发明的目的是提供一种大动态匀力驱动条形平板扬声器。采用高刚性轻质材料作为平板振盆和内磁式自磁屏蔽磁路使扬声器的厚度大大减薄；采用单只条形大音圈，使振盆的各个部分受力均匀，驱动同步，实现大动态、超低频、低失真、磁屏蔽和低成本。 

本发明的技术方案是： 

1、单层内磁式自磁屏蔽磁路结构——条形磁钢位于上导磁板与下导磁板之间，下导磁板从外部包围并与上导磁板合围，合围后的上、下磁板之间形成一狭窄的磁隙，条形音圈在磁隙内上下运动工作。 

2、采用高刚性轻质材料作为平板振盆，平面振盆与音圈固定一体，音圈与定位弹簧板固定为一体，弹簧板与扬声器外壳固定，振盆和折环与外壳固定。 

3、由于平面振盆与上导磁板之间的间隙很小，音圈的引出线内置在弹簧板薄膜的内部，即弹簧板与音圈引线合二为一，其加工工艺如同柔性印制电路。 

4、大口径音圈尺寸的确定。为了使音圈对整个平面振盆匀力驱动，音圈的最佳口径应当是：音圈口径内部所包含的振盆面积应当等于音圈口径外部所包含的振盆面积，即音圈口径内部所包含的振盆面积应当等于整个振盆面积的1/2。 

设条形扬声器的短边长度为a，长边与短边长度之比为n，则长边长度为L＝na条形扬声器振盆的总面积为：na²；音圈口径内部所包含的振盆面积为：ka×kna则(ka×kna)÷(na²)＝1/2 

$k=1/2\sqrt{2}\≈0.7$

即：若条形扬声器的短边为a，长边为L，则 

音圈的短边长度为 或0.7a，长边长度为 

或0.7L 

实施中，音圈边长的尺寸误差不大于：±10％，否则将达不到匀力驱动要求。 

本发明的有用效果是： 

1、采用高刚性轻质材料作为平板振盆以取代锥形振盆，采用单层内磁式自磁屏蔽磁路，使扬声器的厚度大大减薄，成为薄形平板扬声器 

2、采用平板振盆取代锥形振膜盆，消除了锥形振盆所产生的“前室效应”，填补中频的峰、谷，获得比普通锥形扬声器更平坦的频响曲线； 

3、超大口径音圈支撑平板音盆，获得最佳匀力驱动，使振盆工作时受力均匀，变“点”驱动为“面”驱动，消除振盆各局部之间相互干涉所产生的分割失真； 

4、良好的自磁屏蔽效果：内磁式磁路方式具有有效的磁屏蔽特性，而无需另外再加一只专门用于磁屏蔽磁钢和磁屏蔽外壳材料，既减薄整体厚度又节省了材料和成本。 

5、良好的自散热效果：在外磁式方式，磁体在外，导磁体在内，音圈直径小。而磁体大多为铁氧体等导热性能较差的非金属材料，导磁体一般用导热良好纯铁金属材料。磁体将导磁体和音圈包裹在内，形成一封闭环境，散热条件极差，容易烧坏音圈，使扬声器输出功率受限；而在内磁方式，磁体在内，导磁体在外，音圈直径可以作的很大，导磁体直接与外界空气接触，散热条件十分优良，有利于音圈的散热和长期连续工作。同时，由于大直径音 圈采用大磁体作为内磁，其中心孔径很大，在中心孔内形成一很大的散热空洞。随着音盆的振动，散热空洞内的热量被迅速排除磁体之外；且音盆的振幅越大，散热的效率越高，如同一只自动调节的散热风扇一样。这种内磁结构形成的内、外双重良好的散热方式，是通常外磁式锥盆扬声器所不可能具有的。在同等情况下，最大输出功率将比外磁式更高，音圈的承载功率更大，音圈不易被烧毁。 

6、降低音圈内阻，提高电_声转换效率：音圈在磁场作用下分为音圈的感抗、直流电阻和感应电势三个部分。其中，直流电阻将消耗音频信号功率，直流电阻越大功率损耗越大，降低直流电阻则提高效率。阻抗一定时音圈的感抗保持不变，而音圈圈数与直径成反比，同等磁场参数音圈直径越大其圈数越少，直流电阻越低，发热越低，效率越高。 

7、有效降低磁路磁阻：外磁式的导磁体在磁体之内，其直径相对于磁体小得多，因而它们形成的磁路磁力线根数基本相同但密度不同：在单位面积内，中心导磁体的密度远远大于磁体密度，形成磁路“瓶颈”和“阻塞”现象。显然中心导磁体内的磁阻远大于磁体和磁路其它部分的磁阻；而在内磁方式情况正好相反。若采用上述外磁式相同的磁体，因导磁体在外，磁体的磁力线根数未变，磁力线在导磁体内却变为“疏松”，单位面积磁通密度减小，磁阻迅速降低。 

9、成本低由于基本采用现有锥形纸盆扬声器相同的磁钢、音圈、导磁体甚至振盆等材料，其加工工艺和成本也与现有扬声器差不多；它既无英国New Transducer公司的NXT、飞利浦SFP平板扬声器较高的扬声器本体成本和装饰艺术画双重成本，亦没有燕飞利士双音圈成本和双音圈同步驱动的技术难度，更没有多只小口径锥盆扬声器几倍于单只总的组合成本，因而本扬声器成本有显著优势。 

附图说明：

图1是本发明的结构原理图。其中，上图为底视图，下图为侧视图。 

图2是弹簧板、音圈引线剖视图。 

图1中：1-平面振盆；2-折环；3-外壳；4-下导磁板；5-音圈；6-条形磁钢；7-上导磁板；8-音圈骨架；9-弹簧板；10-引出线端子；11-空洞；12-固定孔。 

图2中：3-外壳；4-下导磁板；5-音圈；7-上导磁板；8-音圈骨架；9-弹簧板；10-引出线端子；13-引出线。 

具体实施方式：

图1中，条形磁钢(6)位于上导磁板(7)与下导磁板(4)之间，下导磁板(7)从外部包围并与上导磁板(4)合围，合围后的上、下导磁板之间形成一狭窄的磁隙，音圈(5)插入磁隙中间并在磁隙内上下运动工作； 

音圈(5)绕在音圈骨架(8)上，骨架(8)与定位弹簧板(9)固定为一体，弹簧板(9)与扬声器外壳(3)固定；音圈骨架(8)的上端与平面振盆(1)固定一体，振盆(1)和折环(2)与外壳(3)固定。 

图2中，弹簧板(9)的一端与音圈骨架(8)固定，弹簧板(9)的另一端与扬声器外壳(3)固定，引出线端子(10)固定在外壳(3)上；音圈引出线(13)的内侧头子与骨架(8)上的音圈线连接，音圈的引出线(13)的外侧头子与引出线端子(10)连接； 

引出线(13)为导电金属箔或导电排线；加工弹簧板(9)时，音圈的引出线(13)埋于弹簧板(9)的内部以作绝缘保护，并且不会影响弹簧板的弹性性能。 

Claims (2)

1.一种大动态匀力驱动条形平板扬声器，音圈(5)绕在音圈骨架(8)上，骨架(8)与定位弹簧板(9)固定为一体，弹簧板(9)与扬声器外壳(3)固定；音圈骨架(8)上端与平面振盆(1)固定一体，振盆(1)和折环(2)与外壳(3)固定，其特征是：条形磁钢(6)位于上导磁板(7)与下导磁板(4)之间，下导磁板(7)从外部包围并与上导磁板(4)合围，合围后的上、下导磁板之间形成一狭窄的磁隙，音圈插入并悬浮在磁隙中间；

音圈口径内部所包含的振盆面积应当等于音圈口径外部所包含的振盆面积，即音圈口径内部所包含的振盆面积应当等于整个振盆面积的1/2，具体设计尺寸为

设条形扬声器的短边长度为a，长边长度为L

即：音圈的短边长度为

或0.7a；长边长度为

或0.7L。

2.根据权利要求1所述的大动态匀力驱动条形平板扬声器，其特征是：音圈的引出线(13)埋于弹簧板(9)的内部，音圈引出线(13)的内侧一端与骨架(8)上的音圈线连接，音圈的引出线(13)的外侧一端与引出线端子(10)连接；引出线端子(10)固定在外壳(3)上。

Images