CN107079222B - 电动式声换能器，听筒和麦克风 - Google Patents

电动式声换能器，听筒和麦克风 Download PDF

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Abstract

提出一种电动式声换能器，所述电动式声换能器具有：能振动的膜(110)；振动线圈(120)，所述振动线圈与膜(110)耦联；和磁体系统(130)。磁体系统(130)具有第一和第二磁环(131，132)，所述第一和第二磁环设置在膜(110)上方和下方并且是径向磁化的。振动线圈(120)设置在第一和第二磁环(131，132)之间。第一磁环(131)具有端部(131a)，所述端部具有突起部、尤其具有尖部或拱形部，所述突起部朝向膜(110)延伸并且匹配于膜(110)在第一和第二磁环(131，132)的区域中的轮廓。由此，能够在振动线圈(120)的区域中实现强的磁场，而不会影响膜(110)的最大偏移。本发明还涉及一种听筒和一种麦克风。

Description

电动式声换能器，听筒和麦克风
技术领域
本发明涉及一种电动式声换能器。
背景技术
电动式声换能器是充分已知的并且具有能振动的膜、与膜耦联的振动线圈以及磁体系统，所述磁体系统与振动线圈共同作用。膜和振动线圈在此形成电动式声换能器的能振动的元件。
在常规的电动式声换能器中，由膜和振动线圈构成的振动质量证实为是不利的。
在要求优先权的德国专利申请中，德国专利商标局已检索到如下文献：US 6,636,612 B1和EP 1 434 463 A2。
发明内容
因此，本发明的目的是：提出一种具有减少的振动质量的电动式声换能器。
所述目的通过根据本发明的电动式声换能器来实现。
因此，提出一种电动式声换能器，所述电动式声换能器具有：能振动的膜；振动线圈，所述振动线圈与膜耦联；和磁体系统。磁体系统具有第一和第二磁环，所述第一和第二磁环设置在膜上方和下方并且是径向磁化的。振动线圈设置在第一和第二磁环之间。第一磁环具有端部，所述端部具有突起部，例如呈尖部或拱形部形式的突起部，所述突起部朝向膜延伸。因此，第一和第二磁环的横截面匹配于膜的拱曲部或构型。
根据本发明的一个方面，第一和第二磁环的磁化方向是同向的。
根据本发明的另一方面，第一磁环设置在膜上方的谐振器上，并且第二磁环设置在膜下方的底架上。
因此，磁通密度进而磁场能够增大。
根据本发明的另一方面，第一磁环的尖部匹配于膜的线圈座的构型。
根据本发明的电动式声换能器具有两个径向磁化的磁环，在这两个磁环之间存在膜连同振动线圈。可选地，这两个环的磁化方向能够是同向的。可选地，环中的一个环能够在线圈上方固定在谐振器上。可选地，第二环能够在线圈下方固定在底架上。可选地，设置在膜上方的谐振器能够具有凹部，所述凹部匹配于膜的形状(尤其在中间区域、即截球部中)。
借助根据本发明的电动式声换能器，能够实现具有小的振动质量的机械不灵敏的换能器系统。因此，能够实现电动式声换能器的改善的瞬态性能。借助根据本发明的电动式声换能器，然而在机械鲁棒的结构中也能够设有与在带式换能器中类似的声学特性。根据本发明的膜能够粘贴在整个边缘上，使得换能器的前侧和后侧相对于彼此密封。借助根据本发明的电动式声换能器也能够实现定向麦克风。
可选地，振动线圈具有并排地施加在膜上的多匝。线圈的高度于是通过线圈线直径确定。
可选地，能够蒸镀、印刷印制导线或者印制导线构成为电路板材料。
本发明的其他设计方案是下面描述的主题。
附图说明
下面，参照附图详细阐述本发明的优点和实施例。
图1示出根据第一实施例的电动式声换能器的示意剖面图；
图2示出根据第一实施例的磁体系统的示意图；
图3A和3B分别示出根据第一实施例的电动式声换能器的磁力线的示意图；
图4示出用于图解说明在根据第一实施例的磁体系统的两个环之间的磁通密度的图形；
图5A和5B分别示出根据第一实施例的电动式声换能器的示意剖面图；
图6示出根据第二实施例的电动式声换能器的示意剖面图；
图7A示出在根据第二实施例的电动式声换能器中的通量线变化曲线的示意图；
图7B示出在根据第二实施例的磁体系统的两个环之间的场强的变化曲线；
图8示出根据第三实施例的电动式声换能器的示意剖面图；
图9示出根据第四实施例的电动式声换能器的示意立体图；以及
图10示出根据第五实施例的电动式声换能器的示意立体图。
具体实施方式
图1示出根据第一实施例的电动式声换能器的示意剖面图。声换能器100具有膜110、磁体系统130、振动线圈120，可选地具有谐振器140以及底架150。
膜110能够在其外部边缘111处固定、例如粘贴在底架150上。振动线圈120能够固定在膜的线圈座112上。可选地，膜110具有截球部113。
磁体系统130具有第一和第二磁环131、132。第一磁环131能够固定在谐振器140上、即也就是说固定在膜上方。第二磁环132能够固定在膜下方、例如固定在底架150上。第一和第二磁环131、132是径向磁化的。可选地，第一和第二磁环131、132的磁化方向设计成同向。
线圈具有至少一匝。可选地，多匝能够并排地设置，使得线圈的高度对应于线圈线直径。然而要指明的是，线圈120的其他的几何设置方式也是可能的，以便实现小的质量和大的导线长度之间的折衷，其中大的导线量带来更大的灵敏度。可选地，线圈的高度受到限制，使得线圈更确切地说设计为扁平的。
图2示出第一和第二磁环的示意剖面图。两个磁环是径向磁化的。第一环131具有从内向外的磁化方向M1并且第二环132具有同样从内向外的第二磁化方向M2。在此，第一磁化方向M1对应于第二磁化方向M2，即第一和第二环131、132是同向径向磁化的。
图3A示出根据第一实施例的电动式声换能器的磁力线的示意图。在图3A中示出磁场的通量线。在此，场线垂直于线圈120的运动方向延伸，更确切地说几乎在磁环131、132之间的整个区域中延伸。
在图3B中示出根据现有技术的场线，其中第一和第二磁环131、132是反向轴向磁化的。在此，可用的磁通密度范围于是限制为外直径的范围。
在图4中示出关于图3A中的线200的磁通密度的曲线。在图4中尤其示出表示±0.3mm的偏移区域的区域。根据本发明，线圈的布置在机械方面受膜和谐振器之间的以及膜和底架之间的间距限制。因此，根据本发明，振动线圈基本上在磁通密度特征曲线的线性区域中运动。根据本发明，线圈能够居中地位于第一和第二磁环131、132之间。
在图5A和5B中示出振动线圈居中地在第一和第二环131、132之间的布置。
在图5A中示出在第一和第二磁环131、132之间的狭窄的振动线圈，在图5B中示出较宽的振动线圈120。
从图3A可见，通量线在环之间的整个平面中准确地定向。因此，线圈能够在磁环的整个宽度中工作。
图6示出根据第二实施例的电动式换能器的示意剖面图。根据第二实施例的电动式换能器基本上基于根据第一实施例的电动式换能器。因此，电动式换能器100具有：膜110，所述膜具有线圈座112；振动线圈120；磁体系统131，所述磁体系统由第一和第二磁环131、132、谐振器140和底架150构成。根据第二实施例的电动式声换能器100与根据第一实施例的电动式声换能器的区别仅在于第一和第二磁环131、132的构型。在此，第一磁环131具有端部131a，该端部朝向膜110延伸。第一磁环——在横截面中——具有尖部131a，该尖部朝膜延伸。第二磁环132具有端部132a，该端部朝向膜110延伸。第二磁环132可选地同样——在横截面中——具有尖部132a，该尖部同样朝向线圈120延伸。磁环131的尖部131a能够匹配于膜的线圈座112的构型。端部131a、132a能够圆地或尖地构成。
第一和/或第二磁环131、132的端部131a、132a的构型匹配于膜110在该部位处(例如在线圈座处)的轮廓。
第一磁环131的端部131a不扁平地构成，而是例如具有突起部131a(例如呈尖部或拱形部的形式)，所述突起部朝向膜110延伸。
第二磁环132的端部132a能够可选地出于对称原因同样具有相应的突起部。
在图7A中示出贯穿第一和第二磁环131、132的横截面以及通量线的变化曲线。
在图7B中示出关于线200的磁通密度的变化曲线，所述线从尖部131a延伸至尖部132a。通过(具有呈尖部或拱形部的形式的突起部的)第一和第二磁环131、132的横截面的改变，能够提高磁通密度以及相应地影响磁通密度的变化曲线，使得实现强的磁场。
通过第一和第二膜磁环的横截面的改变，不会影响膜的最大偏移。
图8示出根据第三实施例的电动式声换能器的示意剖面图。根据第三实施例的电动式声换能器基本上对应于根据第二实施例的电动式声换能器，其中然而第一和第二磁环131、132的横截面不同地构成。在根据第二实施例存在尖部的同时，尖部131a和132a是倒圆的。
根据本发明提出电动式声换能器，所述电动式声换能器具有与带式麦克风类似的灵敏度。部分小的灵敏度例如能够经由送话器或低噪声的线路增强。
图9示出根据第四实施例的电动式换能器的示意立体剖面图。根据第四实施例的电动式声换能器能够基于根据第一实施例的电动式声换能器，然而不具有截球部。更确切地说，由振动线圈和第一和第二磁环131、132包围的区域扁平地构成。此外，根据第四实施例的振动线圈120能够由并排放置的多匝制成。
图10示出根据第五实施例的电动式声换能器的示意立体剖面图。根据第五实施例的电动式声换能器能够基于根据第四实施例的电动式声换能器。根据第四实施例的电动式声换能器具有仅一个第一和第二磁环131、132，而根据第五实施例的电动式声换能器具有一对第一和第二磁环131b、131c和132b、132c。此外，振动线圈能够分开地构成，使得能够设有第一部段121和第二部段122。在此，第一振动线圈部段121能够设置在外部的环131b下方并且第二振动线圈部段能够设置在内部的磁环131c下方。
根据本发明的声换能器能够应用在听筒中或应用在麦克风中。

Claims (11)

1.一种电动式声换能器，所述电动式声换能器具有：
能振动的膜(110)；
振动线圈(120)，所述振动线圈与所述膜(110)耦联；和
磁体系统(130)，所述磁体系统具有第一和第二磁环(131，132)，所述第一和第二磁环设置在所述膜(110)上方和下方并且是径向磁化的，其中所述振动线圈(120)设置在所述第一和第二磁环(131，132)之间，
其中所述第一磁环(131)具有端部(131a)，所述端部具有突起部，所述突起部朝向所述膜(110)延伸并且匹配于所述膜(110)在所述第一和第二磁环(131，132)的区域中的轮廓，
其中所述第一和第二磁环(131，132)的磁化方向(M1，M2)是同向的。
2.根据权利要求1所述的电动式声换能器，其中
所述第一磁环(131)的突出部是尖部或拱形部。
3.根据权利要求1或2所述的电动式声换能器，其中
所述第一磁环(131)设置在所述膜(110)上方的谐振器(140)上，并且
所述第二磁环(132)设置在所述膜(110)下方的底架(150)上。
4.根据权利要求2所述的电动式声换能器，其中
所述第二磁环(132)具有端部(132a)，所述端部具有突起部，所述突起部朝向所述膜(110)延伸。
5.根据权利要求4所述的电动式声换能器，其中
所述第二磁环(132)的突出部是尖部或拱形部。
6.根据权利要求4所述的电动式声换能器，其中
所述第一磁环(131)的突起部匹配于所述膜(110)的线圈座(112)的构型。
7.根据权利要求5所述的电动式声换能器，其中
所述第一磁环(131)的突出部匹配于所述膜(110)的线圈座(112)的构型。
8.根据权利要求4所述的电动式声换能器，其中
所述第一磁环(131)的尖部或拱形部匹配于所述膜(110)的线圈座(112)的构型。
9.根据权利要求5所述的电动式声换能器，其中
所述第一磁环(131)的尖部或拱形部匹配于所述膜(110)的线圈座(112)的构型。
10.一种听筒，所述听筒具有
根据权利要求1至5中任一项所述的电动式声换能器。
11.一种麦克风，所述麦克风具有
根据权利要求1至5中任一项所述的电动式声换能器。
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