CN108462924A - 动铁式电声/声电转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动铁式电声/声电转换装置，其包括永磁部、线圈部和振膜，其结构特点是所述永磁部为平面磁铁，线圈部包括线圈基片和内置在线圈基片中的线圈绕组，平面磁体与振膜连接为一体结构，线圈基片与平面磁铁平行设置，平面磁铁与线圈基片对应的平面上间隔设置多条凸棱，各凸棱平行排列在平面磁铁的表面上或者间隔环布在平面磁铁表面的周圈位置。本发明具有结构简单、实现方便、线性失真小和转换效率高的优点。

Description

动铁式电声/声电转换装置

技术领域

本发明涉及一种动铁式电声/声电转换装置。

背景技术

扬声器是一种电声转换产品，对于动圈式的扬声器，其工作原理是：扬声器的线圈（音圈）中接通交流音频电流，在线圈周围产生交变的磁场，由于线圈位于扬声器自带永磁体的磁场中，因此，两磁场产生相互作用力，使得线圈随着音频电流幅值振动，在扬声器中，线圈与振膜为一体结构，振膜跟随线圈振动发声，从而完成电信号向机械振动的转换。

麦克风是一种声电转换产品，以动圈式的麦克风为例，其工作原理与扬声器刚好相反：声音通过空气使振膜振动，在振膜上的线圈绕组和环绕在动圈麦头的磁铁形成磁力场切割，在线圈中形成微弱的电流，从而完成机械振动向电信号的转换。

可见，无论是电声转换还是声电转换，均涉及电磁感应原理，其利用的是感应磁场和永磁磁场的相互作用关系，以实现电声/声电转换。但是，传统的电声/声电转换机构在具体运行中存在线性失真和转换效率低的问题，以动圈式扬声器为例，线圈在柱形磁铁上下运行，柱形磁铁上下磁场强度是不均匀的，只有中间部分比较均匀，均匀磁场内运行范围小，振幅大的信号线就开始脱离这个区域，导致线圈所处的磁场逐渐减弱，线圈受到的洛伦兹力减小，推动纸盆运动的力与输入音频信号振幅不成比例，相当于把冒尖的振幅进行了压缩，从而造成失真。平面扬声器运用的是等磁式原理，它腔体内使用的是平面磁铁，平面磁铁的磁力线是环形分布的，环形磁力线与平面线圈耦合，互动性差，效率很低，难于驱动，只能通过扩大磁铁面积的方法解决，磁铁加大会使产品重量增加，同样加重了佩戴压力。

基于上述问题，本案申请人研发了两款电声/声电转换装置，分别采用动圈式结构和动铁式结构，本案主要针对动铁式结构。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、实现方便、线性失真小、转换效率高的电声/声电转换装置。

为解决上述技术问题，本发明的动铁式电声/声电转换装置包括永磁部、线圈部和振膜，其结构特点是所述永磁部为平面磁铁，线圈部包括线圈基片和内置在线圈基片中的线圈绕组，平面磁体与振膜连接为一体结构，线圈基片与平面磁铁平行设置，平面磁铁与线圈基片对应的平面上间隔设置多条凸棱，各凸棱平行排列在平面磁铁的表面上或者间隔环布在平面磁铁表面的周圈位置。

所述线圈基片在平面磁铁的上方设置一片，各凸棱均设置在平面磁体的正面，线圈基片为与平面磁铁的正面形状相匹配的褶皱状。

所述线圈基片在平面磁铁的上方和下方各设置一片，平面磁铁的正面和背面均设置凸棱，两线圈基片均为平面状。

所述线圈基片在平面磁铁的上方和下方各设置一片，平面磁铁的正面和背面均设置凸棱，上方的线圈基片为与平面磁铁的正面形状相匹配的褶皱状，下方的线圈基片为平面状。

所述线圈基片在平面磁铁的上方和下方各设置一片，平面磁铁的正面和背面均设置凸棱，上方的线圈基片为与平面磁铁的正面形状相匹配的褶皱状，下方的线圈基片为与平面磁铁的背面形状相匹配的褶皱状。

所述振膜的中心开设通孔，所述平面磁体嵌装在通孔内。

本发明的有益效果是：在平面磁铁的平面上设置多条凸棱，用以局部增强永磁磁场强度并集聚磁力线，从而使得线圈中的感应磁场与平面磁铁的永磁磁场处于更强的耦合状态，进而使得平面磁铁受到的磁力更强，有效提高了转换效率并增强了平面磁铁振动的灵敏度，降低了线性失真；在平面磁铁正反两面均设置凸棱，对应的设置两片线圈基板，在平面磁铁的上下均产生感应磁场，进一步增加了平面磁铁受到的磁力，平面磁铁的振动灵敏度更高，同时使得平面磁铁振动时也能处于更均匀的感应磁场中，进一步降低了线性失真；将线圈基片设置为褶皱状，使得基片中的线圈也跟随基片的形状起伏设置，该起伏趋势刚好与平面磁铁的凸棱设置相匹配，也即，线圈能与平面磁铁的距离尤其是磁力增强部的距离更近，从而进一步的增强了感应磁场和永磁磁场的耦合效果，使得凸棱的磁力增强效果更好。

综上所述，本发明具有结构简单、实现方便、线性失真小和转换效率高的优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1为本发明中的平面磁铁为圆形时的表面结构示意图；

图2为本发明中的平面磁铁为方形时的表面结构示意图；

图3为本发明第一种实施方式的结构示意图；

图4为本发明第二种实施方式的结构示意图；

图5为本发明第三种实施方式的结构示意图；

图6为本发明第四种实施方式的结构示意图；

图7为本发明第五种实施方式的结构示意图；

图8为图7中A部放大结构示意图。

具体实施方式

参照附图，本发明的动铁式电声/声电转换装置包括永磁部、线圈部和振膜1，永磁部为平面磁铁2，线圈部包括线圈基片3和内置在线圈基片中的线圈绕组，平面磁体2与振膜1连接为一体结构，线圈基片3与平面磁铁2平行设置，平面磁铁2与线圈基片3对应的平面上间隔设置多条凸棱4，各凸棱4平行排列在平面磁铁2的表面上或者间隔环布在平面磁铁2表面的周圈位置。

其中，平面磁铁2可以为圆形、椭圆形或者方形，当平面磁铁2为圆形或椭圆形时，如图1所示，凸棱4间隔环布在平面磁铁2表面的周圈位置，如图2所示，当平面磁铁2为方形时，凸棱4平行且间隔排列在平面磁铁2的表面上。对应的，线圈基片3的形状与平面磁铁2的形状相适应。为了能更清晰的表明本案的改进点，图3-图7中各实施例的平面磁铁均采用方形结构。

其中，线圈基片3的边沿和振膜1的边沿分别固定安装在壳体和线路板上，对于平面磁铁2与振膜1的连接结构，如图所示，振膜1的中心开设通孔，平面磁体2嵌装在通孔内，线圈基片3以及基片内设置的线圈绕组为固定件，平面磁铁2为振动件，因为为动铁式结构。

上述结构中，当线圈绕组中通入交变的音频电流时，振膜振动发声，线圈电流作为输入，振膜振动作为输出，装置当做电声转换装置使用；当外部声音带动振膜振动时，线圈中产生交变电流信号并输出，此时振膜振动作为输入，线圈电流作为输出，装置当做声电转换装置使用。根据具体的安装环境，整个转换装置可以单独形成声电/电声转换产品，或者集成在线路板中作为一个单独的声电/电声转换元器件。

在平面磁铁的平面上设置多条凸棱，用以局部增强永磁磁场强度并集聚磁力线，从而使得线圈中的感应磁场与平面磁铁的永磁磁场处于更强的耦合状态，进而使得平面磁铁受到的磁力更强，有效提高了转换效率并增强了平面磁铁振动的灵敏度，降低了线性失真。

其中，线圈基片可设置一片或者在平面磁铁的上方和下方各设置一片，线圈基片可为平面结构也可为褶皱状，凸棱可仅在平面磁铁的其中一个平面上设置或者在平面磁铁的正反面上均设置，根据具体使用环境，上述个区别点可分别组合使用，本案给出五种实施方式，分别如图1-图5所示。

图3中示出了本案的基本结构，该基本结构中，线圈基片3在平面磁铁2的上方设置一片且为平面状，凸棱仅在平面磁铁2的正面设置。

图4示出了本案的第二种实施方式，该实施方式中，线圈基片3在平面磁铁2的上方设置一片，各凸棱4均设置在平面磁体2的正面，线圈基片3为与平面磁铁2的正面形状相匹配的褶皱状。

图5示出了本案的第三种实施方式，该实施方式中，线圈基片3在平面磁铁2的上方和下方各设置一片，平面磁铁2的正面和背面均设置凸棱4，两线圈基片3均为平面状。

图6示出了本案的第四种实施方式，该实施方式中，线圈基片3在平面磁铁2的上方和下方各设置一片，平面磁铁2的正面和背面均设置凸棱4，上方的线圈基片3为与平面磁铁2的正面形状相匹配的褶皱状，下方的线圈基片3为平面状。

图7示出了本案的第四种实施方式，该实施方式中，线圈基片3在平面磁铁2的上方和下方各设置一片，平面磁铁2的正面和背面均设置凸棱4，上方的线圈基片3为与平面磁铁2的正面形状相匹配的褶皱状，下方的线圈基片3为与平面磁铁2的背面形状相匹配的褶皱状。

结合上述各实施方式，本案进一步的具有如下有益效果：在平面磁铁正反两面均设置凸棱，对应的设置两片线圈基板，在平面磁铁的上下均产生感应磁场，进一步增加了平面磁铁受到的磁力，平面磁铁的振动灵敏度更高，同时使得平面磁铁振动时也能处于更均匀的感应磁场中，进一步降低了线性失真；将线圈基片设置为褶皱状，使得基片中的线圈也跟随基片的形状起伏设置，该起伏趋势刚好与平面磁铁的凸棱设置相匹配，也即，线圈能与平面磁铁的距离尤其是磁力增强部的距离更近，从而进一步增强了感应磁场和永磁磁场的耦合效果，使得凸棱的磁力增强效果更好。

综上所述，本发明不限于上述具体实施方式。本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可做若干的更改或修饰。上述更改或修饰均落入本本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种动铁式电声/声电转换装置，包括永磁部、线圈部和振膜（1），其特征是所述永磁部为平面磁铁（2），线圈部包括线圈基片（3）和内置在线圈基片中的线圈绕组，平面磁体（2）与振膜（1）连接为一体结构，线圈基片（3）与平面磁铁（2）平行设置，平面磁铁（2）与线圈基片（3）对应的平面上间隔设置多条凸棱（4），各凸棱（4）平行排列在平面磁铁（2）的表面上或者间隔环布在平面磁铁（2）表面的周圈位置。

2.如权利要求1所述的动铁式电声/声电转换装置，其特征是所述线圈基片（3）在平面磁铁（2）的上方设置一片，各凸棱（4）均设置在平面磁体（2）的正面，线圈基片（3）为与平面磁铁（2）的正面形状相匹配的褶皱状。

3.如权利要求1所述的动铁式电声/声电转换装置，其特征是所述线圈基片（3）在平面磁铁（2）的上方和下方各设置一片，平面磁铁（2）的正面和背面均设置凸棱（4），两线圈基片（3）均为平面状。

4.如权利要求1所述的动铁式电声/声电转换装置，其特征是所述线圈基片（3）在平面磁铁（2）的上方和下方各设置一片，平面磁铁（2）的正面和背面均设置凸棱（4），上方的线圈基片（3）为与平面磁铁（2）的正面形状相匹配的褶皱状，下方的线圈基片（3）为平面状。

5.如权利要求1所述的动铁式电声/声电转换装置，其特征是所述线圈基片（3）在平面磁铁（2）的上方和下方各设置一片，平面磁铁（2）的正面和背面均设置凸棱（4），上方的线圈基片（3）为与平面磁铁（2）的正面形状相匹配的褶皱状，下方的线圈基片（3）为与平面磁铁（2）的背面形状相匹配的褶皱状。

6.如权利要求1所述的动铁式电声/声电转换装置，其特征是所述振膜（1）的中心开设通孔，所述平面磁体（2）嵌装在通孔内。