CN107318075A - 一种音频设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种音频设备，涉及电子电器用品技术领域。该音频设备包括：壳体和设置于所述壳体内的音频输入器、功率放大器、压电陶瓷扬声器和电源。所述音频输入器、所述功率放大器和所述压电陶瓷扬声器依次电连接，所述电源分别与所述音频输入器、所述功率放大器和所述压电陶瓷扬声器连接，所述压电陶瓷扬声器设置于所述壳体内的音腔中。该音频设备将音频输入器、功率放大器、压电陶瓷扬声器和电源集成在壳体内，具备结构简单、体积小、便于携带、成本低廉等诸多优点。

Description

一种音频设备

技术领域

本发明涉及电子电器用品技术领域，具体涉及一种音频设备。

背景技术

压电陶瓷扬声器是一种把电信号转变为声信号的功能器件。二十世纪九十年代初，压电陶瓷扬声器的出现对电动式线圈扬声器产生了严重的冲击。由于压电陶瓷扬声器没有了磁路和音圈，因此其在体积上享有更多的设计空间，这也是压电陶瓷扬声器被广泛关注和应用的重要原因之一。压电陶瓷扬声器主要是通过扬声器内部的压电陶瓷片产生逆压电效应来实现电学与声学之间相互转换的一种电声转换功能器件。因其具有超薄的厚度、简单的结构、没有电磁干扰、超低的功耗等优点，压电陶瓷扬声器逐渐被众多便携式消费类电子产品所青睐，并被广泛地应用于便携式移动终端设备中，且成为扬声器竞争领域的佼佼者。

压电陶瓷扬声器的基本工作原理是把电信号转变成机械信号，使压电陶瓷片以及金属膜片发生振动，带动周边的空气发生振动，使空气发出声音，从而实现“电－力－声”之间的能量转换。压电陶瓷扬声器相对于传统线圈扬声器，其在厚度、使用寿命、功耗、电磁场干扰、制作成本等方面都有极大的优势。

目前，在高保真音响领域，常采用压电陶瓷扬声器作为扬声器件，但是目前还没有集成化、便携式的包括了压电陶瓷扬声器的产品，由于压电陶瓷扬声器的尺寸对音质的影响很大，因此，如何在保证音质的基础上设置出一种集成了压电陶瓷扬声器的便携式的设备，成为了人们探讨的焦点。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种音频设备，以有效地改善上述问题。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例提供了一种音频设备，包括：壳体和设置于所述壳体内的音频输入器、功率放大器、压电陶瓷扬声器和电源。所述音频输入器、所述功率放大器和所述压电陶瓷扬声器依次电连接，所述电源分别与所述音频输入器、所述功率放大器和所述压电陶瓷扬声器连接，所述压电陶瓷扬声器设置于所述壳体内的音腔中。

在本发明较佳的实施例中，所述压电陶瓷扬声器包括：边框、振动膜片和用于将所述振动膜片固定于所述边框上的垫片，所述边框设有围绕所述振动膜片周边的挡壁。

在本发明较佳的实施例中所述振动膜片包括：导电基片和压电陶瓷片，所述导电基片上设置有电极，所述导电基片的上贴合面和下贴合面均设置有所述压电陶瓷片，所述振动膜片置于所述边框上时，位于所述导电基片下贴合面的压电陶瓷片与所述边框贴合。

在本发明较佳的实施例中，所述音频设备还包括：隔板，所述隔板用于将所述音腔分隔成：前音腔和后音腔，所述前音腔的高度大于所述后音腔的高度，所述前音腔与设置于所述壳体上的音孔连通，所述压电陶瓷扬声器的发声端朝向所述音孔一侧。

在本发明较佳的实施例中，所述压电陶瓷扬声器通过定位件固定于所述隔板上。

在本发明较佳的实施例中，所述音频设备还包括：电路板，所述功率放大器置于所述电路板上，所述电路板上还设置有散热装置，用于为所述功率放大器散热。

在本发明较佳的实施例中，所述散热装置为铝合金散热装置。

在本发明较佳的实施例中，所述壳体上还设置有用于为所述电源充电的USB接口，所述USB接口与所述电源连接。

在本发明较佳的实施例中，所述音频设备还包括：调节开关，所述调节开关与所述音频输入器电连接，用于调节从所述音频输入器输入至所述功率放大器的音频信号的声音大小。

在本发明较佳的实施例中，所述壳体为长方体形。

本发明实施例提供的音频设备，包括：壳体和设置于所述壳体内的音频输入器、功率放大器、压电陶瓷扬声器和电源。所述音频输入器、所述功率放大器和所述压电陶瓷扬声器依次电连接，所述电源分别与所述音频输入器、所述功率放大器和所述压电陶瓷扬声器连接，所述压电陶瓷扬声器设置于所述壳体内的音腔中。该音频设备将音频输入器、功率放大器、压电陶瓷扬声器和电源集成在壳体内，具备结构简单、体积小、便于携带、成本低廉等诸多优点。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1示出了本发明实施例提供的一种音频设备的结构示意图。

图2示出了本发明实施例提供的音腔的结构示意图。

图3示出了本发明实施例提供的压电陶瓷扬声器的结构示意图。

图4示出了本发明实施例提供的功放电路板的结构示意图。

图标：10－音频设备；11－壳体；111－音腔；112－前音腔；113－后音腔；114－限位件；115－固定泡棉；116－音孔；117－机壳；12－压电陶瓷扬声器；121－边框；122－挡壁；123－振动膜片；124－导电基片；125－压电陶瓷片；126－垫片；127－缺口；128－电子端；129－电极；13－功放电路板；131－功率放大器；132－电路板；133－散热装置；134－音频输入引脚；135－音频输出引脚；136－贴片电阻；137－贴片电容；138－指示灯；14－音频输入器；15－电源；16－调节开关。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供了一种音频设备10，请参阅图1和图3。该音频设备10包括：壳体11和设置于所述壳体11内的音频输入器14、功率放大器131、压电陶瓷扬声器12和电源15。

所述壳体11的形状可以为长方体形，为了美观，以及在掉落的时候砸伤自己、他人或毁坏物品，优选地，该壳体11的棱角均经过圆角过渡处理，呈曲线状，使其平滑。该壳体11的可以有多种材质制成，例如，可以是金属材质制成，例如，铝材质；也可以是有塑料材质制成，例如，PS材质。

该壳体11的表面设置有音孔116，以便压电陶瓷扬声器12发出的声音透过该音孔116散发出去。该壳体11内设置有用于放置压电陶瓷扬声器12的音腔111，以提高压电陶瓷扬声器12的低频播放效果，由于压电陶瓷扬声器12的正面声波与背面声波会产生180°的相位差，低频发生干扰严重，该音腔111的设计，可以有效阻挡压电陶瓷扬声器12背部声音对正面声波产生的低频影响。本实施例中，如图2所示，采用前音腔112和后音腔113组成的音腔111来提高压电陶瓷扬声器12的低频播放效果。

在该音腔111内的左右两侧还设置有限位件114，该限位件114可以由塑料制成，用于限位压电陶瓷扬声器12。在左侧限位件114的右边和右侧限位件114的左边均设置有固定泡棉115，以便将压电陶瓷扬声器12固定在左右两侧限位件114之内。

其中，该音腔111被隔板(未示出)分隔成：前音腔112和后音腔113。所述前音腔112的高度大于所述后音腔113的高度，例如，后音腔113的高度为0.2cm－1cm之间，前音腔112的高度为1cm－2cm之间。本实施例中，优选地后音腔113的高度为0.6cm，前音腔112的高度为1.5cm。所述前音腔112与设置于所述壳体11上的音孔116连通，该压电陶瓷扬声器12通过定位件固定于所述隔板上，所述压电陶瓷扬声器12的发声端朝向所述音孔116一侧，压电陶瓷扬声器12发出的声音会通过前音腔112，再通过音孔116传到壳体11外面。后音腔113的设计是为了让压电陶瓷扬声器12所发出的中低频声波发生“声短路”，当压电陶瓷扬声器12开始工作时，让声音发出的更加圆润。该音腔111的机壳117可以保护压电陶瓷扬声器12免受外界的干扰。

本实施例中，优选地，如图3所示，所述压电陶瓷扬声器12包括：边框121、振动膜片123和用于将所述振动膜片123固定于所述边框121上的垫片126。

所述边框121设有围绕所述振动膜片123周边的挡壁122，以便将振动膜片123包围起来。在该边框121的一侧还设置有至少一个电子端128和方便扬声器拆解的缺口127。本实施例中，该边框121可以是由钢材质制成，其形状可以是长方形。其中，该电子端128用于与功率放大器131的音频输出端连接。

所述振动膜片123包括：导电基片124和压电陶瓷片125，所述导电基片124上设置有电极129，所述振动膜片123置于所述边框121上时，位于所述导电基片124下贴合面的压电陶瓷片125与所述边框121贴合，且电极129置于该缺口127处。其中，对压电陶瓷扬声器12的电子端128输入一电场信号，电极129接口把电信号转接给压电陶瓷片125，使压电陶瓷片125产生逆压电效应，产生一定的机械振动，振动的陶瓷片推动周边空气的振动，发出声音。其中，该导电基片124可以为长方形的金属薄膜，包括上贴合面和下贴合面，上贴合面和下贴合面均贴覆有该压电陶瓷片125。

该垫片126贴合于振动膜片123周边上，以抵压振动膜片123周边与边框121相接触，从而将振动膜片123固定于该边框121上。贴合时，该垫片126与振动膜片123中的位于所述导电基片124上贴合面的压电陶瓷片125贴合。

其中，对比传统动圈式扬声器，陶瓷压电扬声器的电容特性要求放大器具有更高输出电压和更大的输出电流。扬声器中的两片单层压电陶瓷片125分别粘接在同一片金属薄膜的两面上，他们组合起来被称作振模。当上压电片伸展，下压电片收缩时，振膜就向上弯曲；当上压电片收缩，下压电片伸展时，振膜向下弯曲。则当给振膜加上一个交变电压，它就会随着电压的交替变化而上下振动，从而使周围的空气流动发出声音。扬声器电压升高时，压电元件变形加剧，形成更大的声压，从而增大了音量。

功率放大器131的输入端与音频输入器14连接，其音频输出端与压电陶瓷扬声器12连接，用于将所述音频输入器14输出的音频信号放大。为了防止音频设备10长时间工作，功放芯片发热的问题，本实施例中，如图4所示，优选地，该音频设备10还包括：电路板132。所述功率放大器131置于所述电路板132上，所述电路板132上还设置有散热装置133，用于为所述功率放大器131散热。该电路板132上还设置有贴片电阻136和贴片电容137，该贴片电阻136和贴片电阻136组成滤波电路，以滤除音频输入器14所输出的音频信号中的冗余信号，如杂波等。以及该设置有音频输入引脚134、音频输出引脚135、指示灯138以及电源输入端。其中，电源输入端与功率放大器131的电源端连接，音频输入引脚134与功率放大器131的输入端连接，音频输出引脚135与功率放大器131的输出端连接。其中，该散热装置133可以是铝合金散热装置133，还可以是散热器等。其中，包含有功率放大器131的电路板132可以称之为功放电路板13，该功放电路板13可以是通过粘合的方式固定于该壳体11内，也可以是通过螺钉、螺母和螺杆、柳钉等中间件固定于该壳体11内，还可以是通过放置于该壳体11内的第一容纳槽的方式进行固定，此时，该壳体11还包括一用于放置该功放电路板13的第一容纳槽。

再参阅图1，所述音频输入器14与该功率放大器131连接，用于输入音频信号。该音频输入器14可以能输出音频信号的元器件，例如，可以是MP3，也可以是PM4，或收音机等。该音频输入器14可以是通过粘合的方式固定于该壳体11内，也可以是通过螺钉、螺母和螺杆、柳钉等中间件固定于该壳体11内，还可以是通过放置于该壳体11内的第二容纳槽的方式进行固定，此时，该壳体11还包括二用于放置该音频输入器14的第二容纳槽。

为了便于调节该音频输入器14输出声音的大小，优选地，该音频设备10还包括：调节开关16。所述调节开关16与所述音频输入器14电连接，用于调节从所述音频输入器14输入至所述功率放大器131的音频信号的声音大小。该调节开关16置于该壳体11上外侧，此时该壳体11还设有对应该调节开关16的开口，以便该调节开关16通过该开口置于壳体11外侧，便于调节。其中，该调节开关16可以是包括音量+，音量减－，暂停/播放，快进，快退等按钮。当然具体按钮数量以及对应的功能可以根据实际需要进行设定，不能将本实施例中所列举的调节开关16的形式理解成是对本发明的限制。

所述电源15分别与所述音频输入器14、所述功率放大器131和所述压电陶瓷扬声器12连接，为其供电，保证其能正常工作。该电源15可以是可充电电源，例如，锂电池；也开始不可充电电源，例如选用纽扣电池，或者七号电池。当该电源15为可充电电源时，优选地，该壳体11上还设置有用于为所述电源15充电的充电接口(图中未示出)，所述充电接口与所述电源15连接。该充电接口可以是USB接等。优选地，本实施例中的电源15输出的电压为6－12V，保证了元器件的用电安全，使其具有很长的工作寿命。

其中，该USB接口还可以与音频输入器14连接，以便用户可以根据自身的需要选择下载自己喜欢的音频信号，例如，音乐等。

其中，为了便于控制该音频设备10的状态，即开/关机，该壳体11上还设置有电源开关(图中为示出)，以控制电源15的与音频输入器14、功率放大器131、压电陶瓷扬声器12之间的通/断电。当电源开关开启时，音频设备10能正常工作，关闭时，音频设备10停止工作。

其中，音频输入器14、功率放大器131、压电陶瓷扬声器12和电源15之间的连接可以是通过引线进行连接，例如，该引线可以是跳线。即，音频输入器14的电源端通过一引线与电源输出端连接，功率放大器131的电源端通过一引线与电源输出端连接，音频输入器14的输出端通过一引线与功放大电路板132的音频输入引脚134连接，功放大电路板132的音频输出引脚135通过一引线与压电陶瓷扬声器12的电子端128连接。

其中，该引线可以是只包括一根或两根连接线，也可以是并排的多根连接线，且不同元器件间所用的引线可以相同，也可以不同。

需要说明的是，该音频设备10可以应用于手机中，此时，手机的电池便可以充当电源15，音乐/视频播放器便可以作为音频输入器14，此时，当音乐/视频播放器发出音频信号时，压电陶瓷扬声器12会发出声音。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种音频设备，其特征在于，包括：壳体和设置于所述壳体内的音频输入器、功率放大器、压电陶瓷扬声器和电源，所述音频输入器、所述功率放大器和所述压电陶瓷扬声器依次电连接，所述电源分别与所述音频输入器、所述功率放大器和所述压电陶瓷扬声器连接，所述压电陶瓷扬声器设置于所述壳体内的音腔中。

2.根据权利要求1所述的音频设备，其特征在于，所述压电陶瓷扬声器包括：边框、振动膜片和用于将所述振动膜片固定于所述边框上的垫片，所述边框设有围绕所述振动膜片周边的挡壁。

3.根据权利要求2所述的音频设备，其特征在于，所述振动膜片包括：导电基片和压电陶瓷片，所述导电基片上设置有电极，所述导电基片的上贴合面和下贴合面均设置有所述压电陶瓷片，所述振动膜片置于所述边框上时，位于所述导电基片下贴合面的压电陶瓷片与所述边框贴合。

4.根据权利要求1所述的音频设备，其特征在于，所述音频设备还包括：隔板，所述隔板用于将所述音腔分隔成：前音腔和后音腔，所述前音腔的高度大于所述后音腔的高度，所述前音腔与设置于所述壳体上的音孔连通，所述压电陶瓷扬声器的发声端朝向所述音孔一侧。

5.根据权利要求4所述的音频设备，其特征在于，所述压电陶瓷扬声器通过定位件固定于所述隔板上。

6.根据权利要求1－5任意一项所述的音频设备，其特征在于，所述音频设备还包括：电路板，所述功率放大器置于所述电路板上，所述电路板上还设置有散热装置，用于为所述功率放大器散热。

7.根据权利要求6所述的音频设备，其特征在于，所述散热装置为铝合金散热装置。

8.根据权利要求1－5任意一项所述的音频设备，其特征在于，所述壳体上还设置有用于为所述电源充电的USB接口，所述USB接口与所述电源连接。

9.根据权利要求1－5任意一项所述的音频设备，其特征在于，所述音频设备还包括：调节开关，所述调节开关与所述音频输入器电连接，用于调节从所述音频输入器输入至所述功率放大器的音频信号的声音大小。

10.根据权利要求1－5任意一项所述的音频设备，其特征在于，所述壳体为长方体形。