CN104125530A - 一种高信噪比曲线双跌传声器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高信噪比曲线双跌传声器,所述传声器包括外壳、铜环、垫片、极环和PCB组件,所述外壳底部开设有一通孔,所述通孔两侧开设有透气槽,所述铜环对称贴附于外壳底部内表面,铜环上表面贴附有振膜,所述垫片对称设置在振膜上,所述塑环对称贴附于垫片正上方,中间均匀排列设置有三背极板,所述极环分别贴附于两塑环侧表面上,极环顶端开设有极环透气槽;其中,所述振膜由以下重量份数组成:聚丙烯树脂60-80份,短切纤维10-20份,聚乙烯树脂15-25份,炭黑5-12份,纳米无机添加剂1-5份,固化剂10-15份。本发明高信噪比曲线双跌传声器抗电磁干扰能力强,振膜的刚性度和韧性高,音质好。
Description
技术领域
本发明涉及一种传声器,尤其涉及一种高信噪比曲线双跌传声器。
背景技术
传声器,又叫麦克风、话筒、微音器,是将声音信号转换为电信号的能量转换器件,在日常生活中应用广泛,如手机、电脑、对讲机、话筒等,传统传声器的抗电磁干扰能力差,不能满足客户对信噪比较高的要求。众所周知,扬声器音质的好坏在很大程度上受到扬声器振膜性能的影响。而扬声器振膜的性能又主要取决于形状尺寸、振膜材料和成型工艺。
如图1所示,传统传声器包括铜环2-2,所述的铜环2-2贴附于外壳1上底面,铜环2-2上表面贴附有振膜2-1,振膜2-1上表面贴附有垫片3,所述的垫片3靠近外壳圆孔的部分上表面设置有背极板4,另一部分上表面设置有塑环5,所述的塑环5内壁下端与背极板4相接触,其内壁的另一部分与极环6相接触,极环6上下连接背极板4和PCB组件。
这样的设计使得传声器的信噪比低,在低频时没有达到下跌的效果,其信噪比随频率的升高没有呈曲线的变化。
此外,在扬声器振膜的材料特性、制造方法、加工处理技术、混合比、添加剂等,主要影响的是固有音色。目前,扬声器振膜所使用的材料已经有很多种类,主要可分为纸系振膜材料和非纸系振膜材料,高分子聚合物材料由于其优良的刚性和韧性,在振膜材料领域已经获得广泛的应用。中国发明专利申请文件(公开号为:CN103297899A)中涉及一种耳机磁性振膜,它包括音膜的振膜、微粒永磁体,该振膜为非金属振膜也可以采用非导磁体的金属振膜,利用音频电流产生的变化磁场与振膜磁场相互作用,产生声波失真小,动态范围大的技术效果。
发明内容
本发明的目的是针对现有的传声器存在着上述的问题,提供了一种抗电磁干扰能力强,振膜的刚性度和韧性高,音质好的高信噪比曲线双跌传声器。
本发明解决其技术问题采用的技术方案提出一种高信噪比曲线双跌传声器,包括外壳、铜环、垫片、极环和PCB组件,所述的外壳底部中心位置开设有一通孔,所述的通孔两侧开设有透气槽且透气槽位于外壳内表面上,所述的铜环分别贴附于外壳底部内表面上且对称设置,铜环上表面贴附有振膜,所述的垫片对称设置在振膜上,所述的垫片正上方分别贴附有塑环且两塑环对称设置,所述的塑环中间均匀排列设置有三背极板,所述的极环分别贴附于两塑环侧表面上,极环顶端开设有极环透气槽;其中,所述振膜由以下重量份数组成:聚丙烯树脂:60-80份,短切纤维:10-20份,聚乙烯树脂:15-25份,炭黑:5-12份,纳米无机添加剂:1-5份,固化剂:10-15份。
振膜是传声器感应声音及转换为电能讯号的主要组件,它的材质及机构设计决定了传声器音质特性,因此,在振膜中加入不同比例的不同组分会产生不同的音质效果。其中E代表振膜材料的弹性模量,ρ代表振膜材料的密度。所以在振膜材料的选择上应该尽量增加材料的弹性模量而减小材料的密度。因此,本发明高信噪比曲线双跌传声器中的振膜通过选择比弹率高的聚丙烯酸树脂作为振膜材料的基体,聚丙烯树脂是一种高密度、无侧链、高结晶性的线性聚合物,具有优良的综合性能,采用聚丙烯树脂为基体的扬声器振膜,其阻尼好,不受环境湿度的影响,容易加工和控制成型尺寸误差。但聚丙烯树脂在熔融状态下,熔体的强度地,为了提高振膜的性能,本发明配合添加一定质量份数的短切纤维和聚乙烯树脂,并将聚丙烯树脂、短切纤维和聚乙烯树脂的质量比尽量控制在(4-6):1:1.5。本发明的振膜材料还采用炭黑和纳米无机添加剂对其进行改性,炭黑和纳米无机添加剂能有效地提高振膜材料的比弹性率E/ρ,使传声器重放频带变宽,并提高膜材料的防静电性能和韧性。各组分的协同作用使得本发明高信噪比曲线双跌传声器中振膜的刚性度和韧性都高于同类产品,且耳机的音质效果得到大幅度的提升。
作为优选,所述短切纤维为玻璃纤维、玄武岩纤维中的一种或两种,玻璃纤维直径为0.8mm-1.5mm,长度为4mm-6mm,玄武岩纤维直径为1.2mm-1.4mm,长度为4mm-5mm。在振膜的基体中加入短切纤维可使传声器音频明显变得中音丰满,声音自然、清晰,特别是播放歌声时能体现出声带振动的肉质感。
作为优选,所述聚乙烯树脂为高密度聚乙烯树脂,其密度为0.94-0.96g/cm3。
作为优选,所述纳米无机添加剂为纳米蒙脱土粒子、纳米二氧化硅粒子、纳米碳酸钙粒子中的一种或多种,纳米蒙脱土粒子的平均晶片厚度为20nm-25nm,纳米二氧化硅粒子的平均直径为25nm-35nm,纳米碳酸钙粒子的平均直径为20nm-40nm。纳米无机添加剂作为一种理想的泡孔成核剂,可以大大提高泡孔体系形成过程的成核率,所形成的膜材料质量轻,物理、力学性能优良。
作为优选,所述固化剂为多元胺类固化剂,进一步优选为三乙醇胺。
在上述高信噪比曲线双跌传声器中,所述振膜的制备方法包括如下步骤:
S1:将5-12份炭黑和1-5份纳米无机添加剂分散于乙醇溶液中形成分散液;
S2:向高速混合机中加入60-80份聚丙烯树脂、10-20份短切纤维和15-25份聚乙烯树脂,高速混合均匀,混合机转速为700-900转/分钟,混合2-5h,再烘干,烘干温度为85-110℃;
S3:边搅拌边在混合均匀后的聚乙烯树脂、短切纤维和聚丙烯树脂表面雾化喷洒步骤S1中制得的分散液,同时进行搅拌,使得分散液在树脂表面均匀分布,然后干燥30-60min,干燥温度为80-130℃;
S4:在步骤S3得到的产物中添加10-15份固化剂,进行搅拌分散,用喷枪将其喷到耳机振膜的模具上,用辊轮压实,经过固化后得到所述的振膜。
在上述高信噪比曲线双跌传声器中,所述的PCB组件还包括第一电容、第二电容、PCB板、场效应管和插针,所述的场效应管贴附于PCB板下表面,所述的第一电容、第二电容分别贴附于PCB板下表面,所述的插针对称且垂直设置于PCB板。
在上述高信噪比曲线双跌传声器中,所述的铜环、垫片、塑环、PCB外侧壁对齐且与外壳内表面均留有空隙。
在上述高信噪比曲线双跌传声器中,所述的传声器还包括防尘网,所述的防尘网贴附于外壳下底面。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
1、本发明采用高信噪比场效应管并在外壳和极环上均设置有透气槽,这样的设计使得传声器在低频和高频条件下的信噪比下跌并最高信噪比达到70dB以上,信噪比随频率的变化呈现曲线双跌的效果。
2、本发明高信噪比曲线双跌传声器中的振膜原材料的配伍合理,各组分之间产生的协同作用使得高信噪比曲线双跌传声器中的振膜的刚性度和韧性都高于同类产品,且音质效果得到大幅度的提升。
3、本发明高信噪比曲线双跌传声器中的振膜的制备方法简单易行,工艺简单,成本低。
附图说明
图1是传统传声器的整体结构示意图。
图2是本发明的整体结构示意图。
图3是传统传声器信噪比曲线图。
图4是本发明信噪比曲线图。
图中,1-1、外壳;1-2、透气槽;2-1、振膜;2-2、铜环;3、垫片;4、背极板;5、塑环;6-1、极环;6-2、极环透气槽;7、PCB板;8、防尘网;9、高信噪比场效应管;10、第一电容;11、第二电容;12、插针;13、PCB组件;14、通孔。
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,一种高信噪比曲线双跌传声器,包括外壳1-1、铜环2-2、垫片3、极环6-1和PCB组件13,外壳1-1底部中心位置开设有一通孔14,通孔14两侧开设有透气槽1-2且透气槽1-2位于外壳1-1内表面上,铜环2-2分别贴附于外壳1-1底部内表面上,铜环2-2上表面贴附有振膜2-1,垫片3对称设置在振膜上,垫片3正上方分别贴附有塑环5且两塑环5对称设置,背极板4中间均匀排列设置有三背极板4,极环6-1分别贴附于两塑环5侧表面上,极环6-1顶端开设置有极环透气槽6-2,PCB组件13中的场效应管采用高信噪比场效应管9。
外壳1-1呈柱体形,是整个传声器的支撑件,起到电磁屏蔽的作用;外壳1-1的底部设置有一个圆形通孔14,声音通过该通孔14进入传声器内部;垫片3为振膜2-1的振动提供空间,铜环2-2环为振膜2-1的振动提供空间;塑环5起绝缘作用,避免外壳1-1和极环6之间形成电容,影响传声器音效质量。
如图3和图4所示,传统传声器信噪比较低且不稳定;本发明的极环透气槽6-2使传声器高频时,信噪比下跌;透气槽1-2使传声器低频时,信噪比下跌,以达到本发明高信噪比曲线双跌的要求。
优选地,PCB组件13还包括第一电容10、第二电容11、PCB板7和插针12,高信噪比场效应管9贴附于PCB板7下表面,第一电容10、第二电容11分别贴附于PCB板7下表面,插针12对称且垂直设置于PCB板7。
场效应管起到阻抗变换和放大的作用,主要是阻抗变换。利用场效应管的高输入阻抗来实现阻抗变换,以便获得比较高的场效应管栅源极间电压,从而得到较大的输出信号,本传声器采用的是高信噪比场效应管9,能使信噪比达到70dB以上;插针12可以将传感器与外部设备相连接并进行信号传输。
优选地,铜环2-2、垫片3、塑环5、PCB外侧壁对齐且与外壳1-1内侧壁均留有空隙。
优选地,传声器还包括防尘网8,防尘网8贴附于外壳1-1下底面,用于保护传声器,防止灰尘等杂物进入传声器。
振膜2-1是一极静的塑料膜片且在塑料膜片上蒸发一层纯金薄膜,经高压电场驻极后,两面分别驻有异性电荷,该振膜3与背极板4之间形成一个电容。
本传声器在初始状态下当声音传入时,振膜2-1随声波的传输而发生振动,此时振膜2-1与背极板4之间的电容量也随声音而发生变化,从而产生了随声波变化而变化的交变电压信号,完成声音转换为电信号的过程。电压变化的大小,反映外界声压的强弱,这种电压变化频率反映外界声音的变化频率。
其中,振膜2-1由以下重量份数组成:聚丙烯树脂:60-80份,短切纤维:10-20份,聚乙烯树脂:15-25份,炭黑:5-12份,纳米无机添加剂:1-5份,固化剂:10-15份。
实施例1
S1:将8份炭黑、2份平均晶片厚度为22nm的纳米蒙脱土粒子和2份平均直径为30nm的纳米二氧化硅粒子分散于乙醇溶液中形成分散液;
S2:向高速混合机中加入70份聚丙烯树脂、8份直径为1.0mm,长度为5mm的玻璃纤维、8份直径为1.3mm,长度为4mm的玄武岩纤维和20份密度为0.95g/cm3的聚乙烯树脂,高速混合均匀,混合机转速为800转/分钟,混合4h,再烘干,烘干温度为90℃;
S3:在步骤S2混合均匀的原料表面雾化喷洒步骤S1中制得的分散液,同时进行搅拌,使得分散液在树脂表面均匀分布,然后干燥40min,干燥温度为110℃;
S4:在步骤S3得到的产物中添加12份固化剂三乙醇胺,进行搅拌分散,用喷枪将其喷到耳机振膜的模具上,用辊轮压实,经过固化后得到所述的振膜。
实施例2
S1:将10份炭黑、3份平均晶片厚度为20nm的纳米碳酸钙粒子分散于乙醇溶液中形成分散液;
S2:向高速混合机中加入60份聚丙烯树脂、12份直径为0.8mm,长度为4mm的玻璃纤维、和20份密度为0.94g/cm3的聚乙烯树脂,高速混合均匀,混合机转速为700转/分钟,混合4h,再烘干,烘干温度为85℃;
S3:在步骤S2混合均匀的原料表面雾化喷洒步骤S1中制得的分散液,同时进行搅拌,使得分散液在树脂表面均匀分布,然后干燥30min,干燥温度为80℃;
S4:在步骤S3得到的产物中添加10份固化剂三乙醇胺,进行搅拌分散,用喷枪将其喷到耳机振膜的模具上,用辊轮压实,经过固化后得到所述的振膜。
实施例3
S1:将5份炭黑、4份平均晶片厚度为22nm的纳米蒙脱土粒子分散于乙醇溶液中形成分散液;
S2:向高速混合机中加入80份聚丙烯树脂、15份直径为1.4mm,长度为5mm的玄武岩纤维和25份密度为0.95g/cm3的聚乙烯树脂,高速混合均匀,混合机转速为900转/分钟,混合5h,再烘干,烘干温度为110℃;
S3:在步骤S2混合均匀的原料表面雾化喷洒步骤S1中制得的分散液,同时进行搅拌,使得分散液在树脂表面均匀分布,然后干燥60min,干燥温度为130℃;
S4:在步骤S3中得到的产物中添加15份固化剂三乙醇胺,进行搅拌分散,用喷枪将其喷到耳机振膜的模具上,用辊轮压实,经过固化后得到所述的振膜。
实施例4
S1:将12份炭黑、2份平均直径为30nm的纳米二氧化硅粒子分散于乙醇溶液中形成分散液;
S2:向高速混合机中加入65份聚丙烯树脂、5份直径为1.3mm,长度为4mm的玻璃纤维、10份直径为1.4mm,长度为5mm的玄武岩纤维和22份密度为0.96g/cm3的聚乙烯树脂,高速混合均匀,混合机转速为750转/分钟,混合4h,再烘干,烘干温度为105℃;
S3:在步骤S2混合均匀的原料表面雾化喷洒步骤S1中制得的分散液,同时进行搅拌,使得分散液在树脂表面均匀分布,然后干燥40min,干燥温度为90℃;
S4:在步骤S3得到的产物中添加12份固化剂三乙醇胺,进行搅拌分散,用喷枪将其喷到耳机振膜的模具上,用辊轮压实,经过固化后得到所述的振膜。
将本发明实施例1-4制得的振膜进行性能测试,测试结果如表2所示。
对比例为市售的普通振膜。
综上所述,本发明实施例1-4高信噪比曲线双跌传声器中的振膜通过配伍合理的原材料及简单易行的加工工艺,通过各组分之间产生的协同作用使得传声器中的振膜的刚性度和韧性都高于同类产品,尤其是极限强度高,弹性模量好,比弹性率E/ρ大,与普通振膜相比,极限强度可提高75%左右,耐破强度可提高66%左右,使得本发明传声器重放频带更宽,在低频和高频条件下的信噪比下跌并最高信噪比达到70dB以上,信噪比随频率的变化呈现曲线双跌的效果,且音质效果得到大幅度的提升。
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。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例,但是对本领域熟练技术人员来说,只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。
Claims (10)
1.一种高信噪比曲线双跌传声器,包括外壳、铜环、垫片、极环和PCB组件,其特征在于,所述的外壳底部中心位置开设有一通孔,所述的通孔两侧开设有透气槽且透气槽位于外壳内表面上,所述的铜环分别贴附于外壳底部内表面上且对称设置,铜环上表面贴附有振膜,所述的垫片对称设置在振膜上,所述的垫片正上方分别贴附有塑环且两塑环对称设置,所述的塑环中间均匀排列设置有三背极板,所述的极环分别贴附于两塑环侧表面上,极环顶端开设有极环透气槽;其中,所述振膜由以下重量份数组成:聚丙烯树脂:60-80份,短切纤维:10-20份,聚乙烯树脂:15-25份,炭黑:5-12份,纳米无机添加剂:1-5份,固化剂:10-15份。
2.根据权利要求1所述的高信噪比曲线双跌传声器,其特征在于,所述短切纤维为玻璃纤维、玄武岩纤维中的一种或两种。
3.根据权利要求2所述的高信噪比曲线双跌传声器,其特征在于,所述玻璃纤维的直径为0.8mm-1.5mm,长度为4mm-6mm,玄武岩纤维直径为1.2mm-1.4mm,长度为4mm-5mm。
4.根据权利要求1所述的高信噪比曲线双跌传声器,其特征在于,所述聚乙烯树脂为高密度聚乙烯树脂,其密度为0.94-0.96g/cm3。
5.根据权利要求1所述的高信噪比曲线双跌传声器,其特征在于,所述纳米无机添加剂为纳米蒙脱土粒子、纳米二氧化硅粒子、纳米碳酸钙粒子中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的高信噪比曲线双跌传声器,其特征在于,所述纳米蒙脱土粒子的平均晶片厚度为20nm-25nm,纳米二氧 化硅粒子的平均直径为25-35nm,纳米碳酸钙粒子的平均直径为20-40nm。
7.根据权利要求1所述的高信噪比曲线双跌传声器,其特征在于,所述振膜的制备方法包括如下步骤:
S1:将5-12份炭黑和1-5份纳米无机添加剂分散于乙醇溶液中形成分散液;
S2:向高速混合机中加入60-80份聚丙烯树脂、10-20份短切纤维和15-25份聚乙烯树脂,高速混合均匀,混合机转速为700-900转/分钟,混合2-5h后烘干,烘干温度为85-110℃;
S3:边搅拌边在步骤S2混合烘干后的聚乙烯树脂、短切纤维和聚丙烯树脂表面雾化喷洒步骤S1中制得的分散液,然后干燥30-60min,干燥温度为80-130℃;
S4:在步骤S3得到的产物中添加10-15份固化剂,进行搅拌分散,用喷枪将其喷到耳机振膜的模具上,用辊轮压实,经过固化后得到所述的振膜。
8.根据权利要求1所述的高信噪比曲线双跌传声器,其特征在于,所述的PCB组件还包括第一电容、第二电容、PCB板、场效应管和插针,所述的场效应管贴附于PCB板下表面,所述的第一电容、第二电容分别贴附于PCB板下表面,所述的插针对称且垂直设置于PCB板。
9.根据权利要求1所述的高信噪比曲线双跌传声器,其特征在于,所述的铜环、垫片、塑环、PCB外侧壁对齐且与外壳内表面均留 有空隙。
10.根据权利要求1所述的高信噪比曲线双跌传声器,其特征在于,所述的传声器还包括防尘网,所述的防尘网贴附于外壳下底面。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20141029 |