CN108513235A - 单磁隙双驱动同轴扬声器及其电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单磁隙双驱动同轴扬声器及其电子设备，其中扬声器包括：由第一底座、第一音圈、第一磁铁，第一下华司和第一上华司组成的第一磁回；以及由第二底座、第二音圈、第二磁铁、第二下华司和第二上华司组成的第二磁回；所述第一音圈包括第一支撑架，所述第一支撑架上设置有第一上卷福；所述第二音圈包括第二支撑架，所述第二支撑架上设置有第二上卷福和第二下卷福，第二上卷福和第二下卷福之间串联或者并联,所述第二上卷福和所述第二下卷福两者之间的电流方向相反。本申请实施例提供的单磁隙双驱动同轴扬声器，由于低音、高音均是采用双磁隙双卷幅工作，这样保证了失真度的减少，也减少了热量的升高，提升了扬声器转换效率。

Description

单磁隙双驱动同轴扬声器及其电子设备

技术领域

本发明涉及扬声器技术领域，尤其涉及一种单磁隙双驱动同轴扬声器及其电子设备。

背景技术

扬声器广泛地应用于音响系统以及电视机等电子产品中。随着技术的发展，此类电子产品逐步趋向于超薄设计，因而对扬声器的厚度提出了较高的要求。

传统同轴扬声器或者点音源扬声器,通常是一个传统磁回和一个传统音圈组成一个单元扬声器，再将高音扬声器和低音扬声器通过支架或者T铁柱上通过胶水或者螺丝铆合，如图1。随着消费者对音箱音质的不断追求，开始有人在扬声器相位上做改善，如是出现了如图2的结构扬声器。该种扬声器包括铁芯21、磁铁22、华司23，音圈24、盆架25和鼓纸26，该种扬声器在一定程度上改善了扬声器相位差问题，但是扬声器的失真和低能耗一直没有解决，磁场利用率低，发热量大，高低音扬声器没有同时工作，功率放大器无法用小功率去推动大的扬声器音箱工作。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种单磁隙双驱动同轴扬声器及其电子设备，提升了扬声器转换效率，而且不失真。

第一方面，本申请实施例提供一种单磁隙双驱动同轴扬声器，包括：铁芯；由鼓纸、盆架、弹波和音膜组成的头部; 由第一底座、第一音圈、第一磁铁，第一下华司和第一上华司组成的第一磁回;以及由第二底座、第二音圈、第二磁铁、第二下华司和第二上华司组成的第二磁回，所述铁芯为T形，所述第一底座、第一音圈、第一磁铁，第一下华司和第一上华司均为中空形状并依次从下至上叠放在所述T形铁芯上；所述第一音圈环绕在所述T形铁芯的外表面；所述第二下华司、第二磁铁、第二上华司均为中空形状并依次从下至上叠放于所述第二底座上；所述第二音圈环绕于所述第二下华司、第二磁铁、第二上华司三者外表面上；所述第一音圈包括第一支撑架，所述第一支撑架上设置有第一上卷福；所述第二音圈包括第二支撑架，所述第二支撑架上设置有第二上卷福和第二下卷福，所述第二上卷福和第二下卷福之间串联或者并联, 所述第二上卷福和所述第二下卷福两者之间的电流方向相反。

一种可能的设计中，所述第一音圈还包括第一下卷福，所述第一上卷福和所述第一下卷福之间串联或者并联, 所述第一上卷福和所述第一下卷福两者之间的电流方向相反。

一种可能的设计中，，所述第二磁回还包括导磁环，所述第二底座中部凸起，所述导磁环为中空环形放置于所述第二底座上构成一个U铁。

一种可能的设计中，所述第二上华司与所述盆架之间用螺丝铆合或者通过所述第二上华司上的凸点与所述盆架铆合。

一种可能的设计中，所述T形铁芯顶端与所述第二底座固定连接。

一种可能的设计中，所述鼓纸包括悬边和胴体，所述悬边固定在所述盆架上。

一种可能的设计中，单磁隙双驱动同轴扬声器还包括弹波，所述弹波中空设置固定在所述第二磁回周围并与所述盆架固定连接。

一种可能的设计中，所述第二音圈与所述鼓纸接合处放置有一个金属环。

一种可能的设计中，所述音膜上还固定有相位塞。

一种可能的设计中，所述T形铁芯与所述第一磁铁、第一上华司通过胶水粘合。

一种可能的设计中，所述T形铁芯的材质为低碳钢和铝的合金；所述第一磁铁的材质为铁氧体磁铁、钕铁錋中的一种；所述第一上华司、第一下华司的材质均为低碳钢；所述第一底座、第二底座的材质均为铝。

第二方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括上述的单磁隙双驱动同轴扬声器。

综上所述，本申请实施例提供的单磁隙双驱动同轴扬声器，由于低音、高音均是采用双磁隙双卷幅工作，这样保证了失真度的减少，也减少了热量的升高，提升了扬声器转换效率。

附图说明

图1是现有的一种扬声器的剖面图；

图2为现有的另一种扬声器的剖面图；

图3a为本申请明实施例提供的一种单磁隙双驱动同轴扬声器的示例图；

图3b为图3a所示的单磁隙双驱动同轴扬声器的剖面图；

图4为本申请实施例提供的一种单磁隙双驱动同轴扬声器的示例图；

图5为本申请实施例提供的一种单磁隙双驱动同轴扬声器的第一磁回剖面图；

图6为本申请实施例提供的一种单磁隙双驱动同轴扬声器的第二磁回剖面图；

图7本申请实施例提供的一种单磁隙双驱动同轴扬声器的第一音圈的剖面图；

图8本申请实施例提供的一种单磁隙双驱动同轴扬声器的第二音圈的剖面图；

图9为本申请实施例提供的一种单磁隙双驱动同轴扬声器的局部剖面图；

图10（a）为现有扬声器的磁场模拟示意图；

图10（b）为本申请提供的扬声器的磁场模拟示意图；

图11为扬声器的通用工作原理示意图；

图12为扬声器的通用电阻抗示意图；

图13为扬声器的通用等效电路示意图；

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图3a和3b所示，图3a为本发明实施例所提供的单磁隙双驱动同轴扬声器的立体示意图，图3b为该扬声器的立体示意图。

该扬声器包括：铁芯301；由鼓纸302、盆架303、弹波304和音膜305组成的头部，由第一底座306、第一音圈307、第一磁铁308，第一下华司309和第一上华司310组成的第一磁回;以及由第二底座311、第二音圈312、第二磁铁313、第二下华司314和第二上华司315组成的第二磁回。其中，所述鼓纸302包括悬边3021和胴体3022，所述悬边3021固定在所述盆架303上。

盆架303一般用铁材冲压，材料为SPCC；或者用铝压铸，其材料为ADC12。悬边3021材料有橡胶，布，或发泡海面，橡胶材质的边有橡胶模具注塑切割成型；布材质由棉布浸泡胶水热压成型；发泡材质由化工原料经过模具定型发泡而成。

如图3b、图4和图5所示，所述第一底座306、第一音圈307、第一磁铁308，第一下华司309和第一上华司310均为中空形状并依次从下至上叠放在T形铁芯301上。第一底座306中空设置，铁芯301从第一底座306底部通过，第一下华司309放置于第一底座306上。所述铁芯为T形，所述T形铁芯顶端与所述第一底座306固定连接（比如通过螺丝固定）。

第一音圈307环绕在所述T形铁芯301的外表面。T形铁芯301与第一磁铁308、第一上华司310可以通过胶水粘合。一种实施方式中，所述T形铁芯的材质为低碳钢和铝的合金；所述第一磁铁308的材质为铁氧体磁铁、钕铁錋中的一种；所述第一上华司309、第一下华司310的材质均为低碳钢。所述第一底座306、第二底座311的材质均为铝。

如图3b和图6所示，第二底座311、第二音圈312、第二磁铁313，第二下华司314和第二上华司315均为中空形状并依次从下至上叠放在所述第二底座311上。所述第二音圈312环绕于所述第二下华司314、第二磁铁313、第二上华司315三者外表面上。

如图7所示，所述第一音圈307包括第一支撑架3071，所述第一支撑架3071上设置有第一上卷福3072，在其他实施例中，所述第一音圈307还包括第二下卷福3073，所述第一上卷福3072和第一下卷福3073之间串联或者并联, 所述第一上卷福3072和所述第一下卷福3073两者之间的电流方向相反。

如图8所示，所述第二音圈312包括第二支撑架3121，所述第二支撑架3121上设置有第二上卷福3122和第二下卷福3123，所述第二上卷福3122和所述第二下卷福3123之间串联或者并联, 所述第二上卷福3122和所述第二下卷福3123两者之间的电流方向相反。

一个实施例中，第一音圈307的具体做法：用一个玻纤，铝箔，纸或者聚酰亚胺薄膜材料制成一个圆管，也就是第一支撑架3071，然后在圆管下方用漆包线制作一个音圈卷幅，在该卷幅上端一段距离内再绕制一个卷幅，这样就形成了上下两个卷幅。上、下卷幅根据扬声器参数可以串联，也可以并联,但上下音圈卷幅电流方向必须相反,即上下两个音圈绕线方向必须是相反。通过特殊方法制作的音圈，具有以下优点：一是加强了圆管的强度，二是减轻了音圈重量，三是增加音圈工作时热量辐射面。

一个实施例中，第二音圈312的具体做法：用一个玻纤，铝箔，纸或者聚酰亚胺薄膜材料制成一个圆管，也就是第二支撑架3121，然后在圆管下方用漆包线制作一个音圈卷幅，绕制一层，在该音圈卷幅里面再绕制一个卷幅，内外两个卷幅之间是圆管或者说是第二支撑架3121隔开连接，两个卷幅用漆包线串联连接形成一个音圈下卷幅，同样原理在下卷幅上方隔开一个合适距离制作一个上卷幅，上下卷幅根据扬声器参数可以串联，也可以并联,但上下音圈卷幅电流方向必须相反,即上下两个音圈绕线方向必须是相反。通过特殊方法制作的音圈，具有以下优点：一是加强了音圈圆管的强度，二是减轻了音圈的重量，三是增加音圈工作时热量辐射面。

如图3b和图9所示，第二磁回还包括导磁环316，第二底座311的中部凸起，导磁环316为中空环形，放置于所述第二底座311上构成一个U铁。导磁环316的材质可以由低碳钢制成，比如材料有A3钢，电工纯铁，或者含碳量更低的钢材，材料通过冲压及车削工艺制成。第二磁铁313主要由钕铁錋材料通过烧结制成。第二下华司314和第二上华司315材质可以由低碳钢制成，比如材料有A3钢，电工纯铁，或者含碳量更低的钢材，材料通过冲压和车削加工制成。导磁环316与第二底座311比如可以通过铆合工艺制成一个U铁，该U铁的材质比如可以由铁和铝两种材料制成，该材质大大提高了扬声器散热能力。

其中，所述第二上华司315与所述盆架303之间比如可以用螺丝铆合或者通过所述第二上华司315上的凸点与所述盆架303铆合。其中，弹波304设置固定在所述第二磁回周围并与所述盆架303固定连接。一种实现方式，弹波304是由棉、混纺布浸泡胶水，经过磨具热压成型。弹波304水与盆架303粘合，鼓纸302与盆架30、弹波304水粘合。第二音圈312用胶水与鼓纸302、弹波304。第二音圈312在粘合过程中要用定位治具固定，保证在盆架303水平面中心位置。通过对各个部件的粘合固定，这样一个低音喇叭就完成了。其中，所述第二音圈312与所述鼓纸302接合处放置有一个金属环317，该金属环317以为铝环。

为了改变高音频宽，所述音膜上还可以固定一相位塞。

本发明实施例中两个磁回有四个线圈在两个磁隙中运动，这样既解决了磁场的利用率问题，也增加了安培力推动空气振动的能量问题。

图10（a）为现有传统扬声器的模拟磁场示意图，图10（b）为本发明实施例公开的扬声器的模拟磁场示意图，从模拟磁场图可以看出：传统扬声器磁通密度低，损失大；本申请公开的扬声器则充分利用了磁场的磁通密度。根据弗莱明左手定则，音圈在磁场中驱动力为F=BLI。传统扬声器在磁场中受力为F=BLI，本申请公开的扬声器在磁场中受力为F＇=2BLI，很明显本申请公开的扬声器更容易推动扬声器振动。根据电-力-声系统类比,扬声器推动空气的体积增大,其灵敏度增大。F＇=2F，说明在同样的电功率下, 本申请公开的扬声器的转换效率是传统扬声器的2倍，或者说在扬声器同样的音压下,所需要的电功率只有传统的1/2。

图11所示为电动扬声器得工作分析。扬声器的音圈中，当流有交变电流时，根据弗莱明左手定则，将在图的左右方向产生驱动力，这一驱动使当扬声器振膜受驱动而产生声波。设磁场磁感应强度为B，磁隙中音圈线长度为L，电流为I，音圈受力BLI。如果再加给扬声器振膜以F(N)驱动时，机械系统共加有F+BLI的驱动力。因此，扬声器振膜的速度V(m/s)运动时与振动系统的力阻抗ZM关系为ZMV=F+BLI。另一方面，当振膜以V(m/s)的速度振动时，根据弗莱明右手定则,音圈中将感应为-BLV(v)的电动势。设电路外加的电压为E(V)，则共加有(E-BLV)的电动势。因此，设音圈的电阻抗为ZE(Ω)，流过的电流为I(A)，根据基尔霍夫定律，ZEI=E-BLV。图所示为扬声器电路等效电路图分析。设电路内阻抗为Z0(Ω)，转换效率为ηEA，关系式为

由于扬声器辐射出去的全部声能与加到扬声器音圈的输入电能之比,称为扬声器的效率。传统扬声器由于振膜与空气负载之间的阻抗匹配不好，所以效率相当低下，一般只有百分之一至百分之几，而本申请公开的扬声器由于提高了转化效率，致使扬声器的灵敏度得到提高。由扬声器输出声压级S与效率ŋ关系式

S=A+10lgŋ

效率提高一倍，则声压级提高3dB。因此，当动生阻抗ZEM越大时，扬声器换能效率越高。纸盆扬声器的电阻抗如图12所示。最低共振频率较高是由于动生阻抗的影响。这一峰值越大，换能效率越高，对一定输入功率下，输出的声压级也越高。

通过以上理论分析，可以看出，本申请实施例公开的扬声器明显提升了扬声器转换效率低的问题。

另，当第一音圈和第二在磁场中运动时，根据右手定则和楞次定律，磁场中将产生反电动势，由于上、下两个音圈的电流方向及磁场方向相反，从而专利扬声器振膜在运动时,产生了两个反电动势BLV(v)，而且相位正好相反。设电路外加的电压为E(v)，则共加有(E-BLV+BLV)的电动势，从而加载在零电感扬声器上面的电压没有损失，也就减少了无用功的产生，从而提高了产品的使用效率。由图13扬声器等效电路图可知，动生阻抗越小，扬声器有效功率越高，减少了因阻抗产生的热量，从而减轻了对环境的污染。

从扬声器结构图可以看出，第一音圈在上、下两个磁场中分别工作，因为上、下两个线圈相位相反，当下线圈进入上磁隙时会自动抑制振膜运动，或下线圈进入下磁隙时也会自动抑制振膜运动，这样保证了上下两个线圈都能在磁场中运动而不会逃逸磁场。线圈在磁场中均匀运动，减少了二次，三次谐波失真，从而减少了产品的失真，保证了音质被真实还原。

第一音圈和第二音圈由于是圆形，在工作时容易产生涡流，形成感抗，从而产生功耗，致使扬声器电抗增高，从而产生热量，减少了扬声器的使用寿命。本申请实施例公开的扬声器由于采用了相位相反的结构，根据洛伦兹力产生原理使得在音圈中无涡流产生，也就阻止了感抗的产生，进而减少了热量的产生，根据焦耳定律Q=I2Rt，电阻越小，产生热量越小。

在本申请实施例中，由于低音、高音均是采用双磁隙双卷幅工作，这样保证了失真度的减少，也减少了热量的升高，从而对环境的保护起到了一定的作用，同时延长了扬声器的使用寿命。并且，由于采用了低音鼓纸与高音音膜在同一个振动体上，从而保证了在扬声器接通信号时，高低音振膜向同一个方向运动，从而保证了运动的一致性，及相同的相位，这样在音乐播放时，不会有相位的延迟导致的失真，或者说是音调不一致。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种单磁隙双驱动同轴扬声器，包括：铁芯；由鼓纸、盆架、弹波和音膜组成的头部;由第一底座、第一音圈、第一磁铁，第一下华司和第一上华司组成的第一磁回;以及由第二底座、第二音圈、第二磁铁、第二下华司和第二上华司组成的第二磁回，其特征在于，所述铁芯为T形，所述第一底座、第一音圈、第一磁铁，第一下华司和第一上华司均为中空形状并依次从下至上叠放在所述T形铁芯上；所述第一音圈环绕在所述T形铁芯的外表面；所述第二下华司、第二磁铁、第二上华司均为中空形状并依次从下至上叠放于所述第二底座上；所述第二音圈环绕于所述第二下华司、第二磁铁、第二上华司三者外表面上；所述第一音圈包括第一支撑架，所述第一支撑架上设置有第一上卷福；所述第二音圈包括第二支撑架，所述第二支撑架上设置有第二上卷福和第二下卷福，所述第二上卷福和第二下卷福之间串联或者并联, 所述第二上卷福和所述第二下卷福两者之间的电流方向相反。

2.根据权利要求1所述的单磁隙双驱动同轴扬声器，其特征在于，所述第一音圈还包括第一下卷福，所述第一上卷福和所述第一下卷福之间串联或者并联, 所述第一上卷福和所述第一下卷福两者之间的电流方向相反。

3.根据权利要求1所述的单磁隙双驱动同轴扬声器，其特征在于，所述第二磁回还包括导磁环，所述第二底座中部凸起，所述导磁环为中空环形放置于所述第二底座上构成一个U铁。

4.根据权利要求1所述的单磁隙双驱动同轴扬声器，其特征在于，所述第二上华司与所述盆架之间用螺丝铆合或者通过所述第二上华司上的凸点与所述盆架铆合。

5.根据权利要求1所述的单磁隙双驱动同轴扬声器，其特征在于，所述T形铁芯顶端与所述第二底座固定连接。

6.根据权利要求1所述的单磁隙双驱动同轴扬声器，其特征在于，所述鼓纸包括悬边和胴体，所述悬边固定在所述盆架上。

7.根据权利要求1所述的单磁隙双驱动同轴扬声器，其特征在于，还包括弹波，所述弹波中空设置固定在所述第二磁回周围并与所述盆架固定连接。

8.根据权利要求1所述的单磁隙双驱动同轴扬声器，其特征在于，所述第二音圈与所述鼓纸接合处放置有一个金属环。

9.根据权利要求1所述的单磁隙双驱动同轴扬声器，其特征在于，所述音膜上还固定有相位塞。

10.根据权利要求1所述的单磁隙双驱动同轴扬声器，其特征在于，所述T形铁芯与所述第一磁铁、第一上华司通过胶水粘合。

11.根据权利要求1-9任一项所述的单磁隙双驱动同轴扬声器，其特征在于，所述T形铁芯的材质为低碳钢和铝的合金；所述第一磁铁的材质为铁氧体磁铁、钕铁錋中的一种；所述第一上华司、第一下华司的材质均为低碳钢；所述第一底座、第二底座的材质均为铝。

12.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-11任一项所述的单磁隙双驱动同轴扬声器。