CN103561373A - 一种前极式电容传声器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种前极式电容传声器，属于传声器技术领域；它解决了传统传声器结构复杂，生产和安装繁琐，产品一致性差，传声效果较差的技术问题；本发明的技术方案为：一种前极式电容传声器，由外壳、印刷电路板、垫圈、塑环、金属极环、振动膜片、场效应管FET和电容C1、电容C2组成，印刷电路板设置在外壳顶部，垫圈、塑环、安装在外壳内且自外壳底部向顶部依次设置，金属极环、振动膜片套于塑环内，场效应管FET和电容C1、电容C2设置在印刷电路板内表面，外壳底面与振动膜片均经过电晕极化驻极，垫圈将外壳底面与振动膜片隔开并形成平行板电容器；本发明简化了内部结构，生产和安装更加方便和快捷，生产效率提高，生产成本降低。

Description

一种前极式电容传声器

技术领域

本发明属于传声器技术领域，涉及一种传声器，具体涉及一种前极式电容传声器。

背景技术

传声器是将声音信号转换为电信号的能量转换器件，主要运用于手机、固定电话、电脑、电视等电子设备中，而电容传声器是传声器领域中最常见的一种，其不需要极化电压，而且由于其电声特性良好，所以在录声、扩声和户外噪声测量中已逐渐取代外加极化电压的传声器。

现有的电容传声器主要分为前极式和背极式两种，由于前极式电容传声器在生产与使用过程中具有诸多优点，因此前极式电容传声器在生活中的应用更加广泛。例如，申请号为200710069310.9的发明专利公开了一种前极式电容传声器，它包括一具有面板的外壳，面板上开设有声孔，面板外表面贴有防尘网，外壳另一端安装有PCB电路板，外壳内依次安装有经电晕极化驻极的极板、绝缘垫圈、套于外壳内的塑环、套于塑环内的振动膜片和金属极环，极板上同样开设有声孔，印刷电路板上安装有场效应管FET和电容C1、电容C2。

经过电晕极化驻极的背极板与振动膜片在垫圈的间隔下形成平行板电容器，声波穿过防水防尘网外壳面板上的声孔、背极板的声孔传到振动膜片上引起振动膜片的振动，改变了振动膜片与背极板之间的距离，由于极板上驻存的电荷是不变的，因此平行板电容器之间的电容量也随之改变，平行板电容器两端的电压也产生改变，如此就实现了声音信号到电信号的转变，这种前极式电容传声器具有较好的电声品质，但同时也存在以下一些缺点：背极板在制造和装配等过程中会与绝缘物体或多或少发生接触，而这将导致经电晕极化驻极的背极板上的电荷容易丢失，电荷丢失后使得传声器传声效果大大降低，如此影响产品的质量，背极板体积小且很薄，坚硬程度较差、易碎，因此在操作过程中极易损坏，其生产加工均不方便，安装麻烦，更容易遗失；这种传声器本身零部件较多，生产和安装均较为繁琐，因此整体生产效率较低，成本较大，而零部件较多，导致其成型产品的一致性较差，产品总体质量得不到保证，其合格率得不到提高，而且背极板若安装不到位，背极板与震动感膜片之间形成的平行板电容器不稳定，也会影响传声器的传声效果；另外产品在使用过程中出故障的机率也随之上升，其使用寿命较短。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种结构简单，生产成本较低，产品一致性较强、合格率较高、传声效果较好、使用寿命长的前极式电容传声器。

本发明的目的可通过一下技术方案来实现：一种前极式电容传声器，由外壳、印刷电路板、垫圈、塑环、金属极环、振动膜片、场效应管FET和电容C1、电容C2组成，印刷电路板设置在外壳顶部，垫圈、塑环、安装在外壳内且自外壳底部向顶部依次设置，所述金属极环、振动膜片套于塑环内，所述场效应管FET和电容C1、电容C2设置在印刷电路板内表面，所述外壳底面与振动膜片均经过电晕极化驻极，所述垫圈将外壳底面与振动膜片隔开并形成平行板电容器。

在上述一种前极式电容传声器中，所述场效应管FET的漏极D与源极S之间并联有压敏电阻VDR。

在上述一种前极式电容传声器中，所述电容C1的电容值范围为5PF-15PF，所述电容C2的电容值范围为25PF-40PF。

在上述一种前极式电容传声器中，所述外壳底部上均匀开设有若干声孔，所述声孔包括位于面板中部的中心声孔以及位于中心声孔外围的若干边孔，任意两边孔到中心声孔的距离均相等。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、将传统前极式电容传声器中的背极板去掉，在外壳底面上直接进行电晕极化驻极，并与振动膜片之间形成平行板电容器，由于经电晕极化驻极的外壳底面有外壳壳体与防水防尘网的保护，其不会与绝缘物体接触，因此防止了电荷的丢失；

2、面板与背极板相比，其质地较硬，体积较大较厚，不容易损坏、遗失；在工作原理不变的前提下，简化了内部结构，使得生产和安装更加方便和快捷，生产效率大大提高，生产成本也相对降低；结构简化后，产品的一致性得到提升，产品整体质量得到保证，合格率大大提高，产品出故障的机率下降，其使用寿命增长；

3、结构简化后，产品的体积可缩小，使传声器更加的微型化，以满足日趋变化的市场需求；安装压敏电阻VDR后，使得传声器整体抗静电能力增强，有效的保护了传声器，延长了传声器的使用寿命。

附图说明

图1为本发明一种前极式电容传声器的剖面结构示意图。

图2为本发明一种前极式电容传声器的中PCB电路板的电路图。

图3为本发明一种前极式电容传声器中面板的平面图。

图中，10、外壳；11、面板；12、中心声孔；13、边孔；20、防水防尘网；30、印刷电路板；40、粘贴物；50、垫圈；60、塑环；70、金属极环；80、振动膜片。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本发明一种前极式电容传声器，包括外壳10、防水防尘网20、印刷电路板30，外壳10底部为封闭式的面板11，防水防尘网20贴于面板11外表面上，印刷电路板30设置在外壳10顶部。

进一步的，外壳10内自底部向顶部依次设置有垫圈50、塑环60、套于塑环60内的金属极环70和振动膜片80，振动膜片80贴于垫圈50上表面上，金属极环70顶端抵在印刷电路板30内表面，下端立于振动膜片80上，印刷电路板30内表面设置有场效应管FET和电容C1、电容C2，场效应管FET、电容C1、电容C2三者并联，外壳10底部的面板11与振动膜片80均经过电晕极化驻极，在垫圈50的间隔下，面板11与振动膜片之间形成平行板电容器。

在传统的前极式电容传声器基础上，去掉经电晕极化驻极的极板，并将面板11与振动膜片80同时经过电晕极化驻极，使得振动膜片80与外壳10底部之间形成平行板电容器，振动膜片80的振动改变了振动膜片80与外壳10底部之间的距离，达到声音信号向电信号的转换，面板11上的电荷相比传统背极板上的电荷储存更加长久且不易丢失，面板11质地较硬，不容易损坏、遗失，而且去掉背极板后简化了传声器的结构，使得传声器的生产和安装更加方便和快捷，其生产效率大大提高，生产成本也随之降低，并且结构简化后，产品的一致性得到提升，产品整体质量得到保证，合格率大大提高，产品出故障的机率下降，使用寿命也增长。

如图2所示，场效应管FET的漏极D与源极S之间并联有压敏电阻VDR，由于传统传声器自身的抗静电能力较若，一般在3KV左右，若静电超出一定范围，传声器在静电的影响下易损坏，其使用效果大大降低，无法正常的使用，而在场效应管FET的漏极D与源极S之间并联压敏电阻VDR，使得传声器整体抗静电能力增强，其抗静电能力达到空气放电15KV左右，达到接触放电8KV左右，有效的防止了传声器因静电过大而损坏，有效的保护了传声器，增长了传声器的使用寿命。

电容C1的电容值范围为5PF-15PF，电容C2的电容值范围为25PF-40PF，优选的，电容C1的电容值为10PF，电容C2的电容值为33PF，电容的效果在传声器中具有滤波的效果，由于声音信号中有较多杂音，而这些杂音也随声音信号直接转换成电信号，如此转换后的电信号较差，而将电容C1的电容值控制在10PF，电容C2的电容值控制在33PF，使得电容的滤波效果最好，转换后的电信号效果最佳，电信号更加纯正。

如图3所示，面板11上均匀开设有4个声孔，其中位于面板11中部开设有一个中心声孔12，位于中心声孔12外围开设有3个边孔13，3个边孔13到中心声孔12的距离均相等，当然，根据需要，边孔13的个数也可以为4个、5个或者更多；声孔均匀的开设在面板11上，因此通过声孔的声音信号也是均匀的，而振动膜片80上各个部位受到的声音压力大小也相等，如此使得振动膜片80整体的振动频率一致，振动膜片80的振动更加接近活塞振动，声音信号转换成的电信号更加纯正，大大减小了谐波的产生。

本发明前极式电容传声器在安装时，将垫圈50装入外壳10内，使垫圈50的下端面与面板11的内表面贴合，将塑环60安装在外壳10内并使塑环60的一端与垫圈50的上端面接触，塑环60的外表面与外壳10的内表面之间形成微小间隔，再将振动膜片80穿过塑环60安装在垫圈50上端面上，振动膜片80位于塑环60内，将金属极环70安装在塑环60内，金属极环70的底端压在振动膜片80上，将印刷电路板30安装在外壳10顶部，印刷电路板30装有场效应管FET和电容C1、电容C2的一端面压在金属极环70的顶端，通过任何公知的手段将外壳10与印刷电路板30固连，将防水防尘网20通过粘贴物40粘贴在面板11的外表面上，形成本前极式电容传声器。

由以上实施例得出本发明一种前极式电容传声器的工作原理如下：声音信号穿过防水防尘网20，依次经过面板11上的中心声孔12和边孔13、垫圈50，最后均匀的传到振动膜片80上，由于振动膜片80经过电晕极化驻极，振动膜片80与外壳10底部之间在垫圈50的间隔下形成平行板电容器，声音信号传到振动膜片80上引起振动膜片80的振动，改变振动膜片80与外壳10底部之间的距离，而振动膜片80上驻存的电荷是不变的，如此平行板电容器的电容量也随之改变，实现了声音信号到电信号的转换。声音经过均匀开设在面板11上的中心声孔12与边孔13，使得振动膜片80表面受到的压力均匀，减小了谐波的产生，使得转换成的电信号更加纯正，效果更好。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (4)

1.一种前极式电容传声器，由外壳、印刷电路板PCB、垫圈、塑环、金属极环、振动膜片、场效应管FET和电容C1、电容C2组成，印刷电路板PCB设置在外壳顶部，垫圈、塑环、安装在外壳内且自外壳底部向顶部依次设置，所述金属极环、振动膜片套于塑环内，所述场效应管FET和电容C1、电容C2设置在印刷电路板PCB内表面，其特征在于：所述外壳底面与振动膜片均经过电晕极化驻极，所述垫圈将外壳底面与振动膜片隔开并形成平行板电容器。

2.根据权利要求1所述的一种前极式电容传声器，其特征在于：所述场效应管FET的漏极D与源极S之间并联有压敏电阻VDR。

3.根据权利要求1或2所述的一种前极式电容传声器，其特征在于：所述电容C1的电容值范围为5PF-15PF，所述电容C2的电容值范围为25PF-40PF。

4.根据权利要求3所述的一种前极式电容传声器，其特征在于：外壳底面上均匀开设有若干声孔，声孔包括位于面板中部的中心声孔以及位于中心声孔外围的若干边孔，任意两边孔到中心声孔的距离均相等。

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