CN109905817A - 两面发送同相声波扬声器 - Google Patents

Abstract

两面发送同相声波扬声器，是一种向前和向后发送同相位声波的扬声器，它的振膜是密封了空气的柔壁腔体形振膜，振膜腔体内不会产生反相声波。这种扬声器不存在声短路问题，不需要配用音箱。两面发送同相声波扬声器包括三种类型的扬声器，第一种扬声器的振膜为筒形振膜，它的每个筒形振膜是用粘附有金属平面矩形螺旋线圈的塑料薄膜制作的，筒形振膜腔体内的空气被密封，每个振膜放置于磁铁之间的磁场内部。第二种扬声器有两个大面积振膜，用作振膜的塑料膜上或粘附有很多金属平面矩形螺旋线圈，或粘附有很多单层平绕线圈，或粘附有相互联通的带状金属箔。这两个振膜覆盖了构成扬声器磁场的整个基体，振膜边缘固定于基体上，除去边缘以外，振膜全部处于悬空状态，这两个振膜腔体内部的空气被密封。第三种扬声器是将第一种和第二种扬声器的振膜，共同安装在同一个基体上做成的复合扬声器。这三种扬声器的保真度和电声转换效率都比较高。

Description

两面发送同相声波扬声器

技术领域

扬声器是信息科学领域属下的视听技术的一个终端元件，终端元件包括供眼睛看的以及供耳朵听的两大类，前者主要是显示屏，已经达到了很高的水平，后者主要是扬声器，长期以来没有多大变化，几乎处于停滞不前的状态。

背景技术

现在使用的动圈式(又称电动式)扬声器是1861年发明的，至今已有很长的历史。其间曾出现过舌簧喇叭、压电陶瓷喇叭、号筒喇叭、静电扬声器等，它们从未被广泛采用过。动圈式扬声器虽有其一些优点，但它的失真度仍高达5％，这是它的结构性缺陷造成的，要再降低一点都很困难，人们对这样的失真度已经是听之任之，无可奈何了，高保真求之而不得，有人则去追求音乐感以代之。信息时代的到来迫使模拟电路退场，数字电路登台，后者已经可以做到无失真记录、传递和放大音频电信号，动圈式扬声器早已不适应这种发展趋势的要求了。

另一方面，随着微电子技术的发展，在我国涌现出一批专门制作柔性印刷电路的厂家(即FPC厂家)，它们的设备和生产工艺正好可以用来研制开发我们提出的新型扬声器的振膜，即把音圈和振膜合为一体的“柔性振膜扬声器“的振膜；而制作这种新型扬声器所需要的磁力极强的钕铁硼磁体，无论是生产数量还是产品质量、乃至性价比，我国都早就处于世界领先的水平。依靠这两大产业作为支柱，再加上广大的市场需求，这种新型扬声器必定会在我国落地生根，开花结果。

发明内容

音圈和振膜合为一体的柔性振膜扬声器，就是让传导音频电流的金属线束或金属箔与塑料薄膜粘贴在一起，并把它放置在磁场内作为振膜的扬声器，由于振膜全部处在磁场中，音频电流的电磁力分布在整个振膜上，振膜上任何一点的运动都受音频电流的电磁力直接支配，振膜各点的振动是同步的，并不存在一般扬声器那种振动由锥盆中心向周边传播的过程，也不存在锥盆上的分割振动等问题，因而失真很小，瞬态响应很好。这类扬声器有多种制作方案，振膜的形状以及扬声器的整体形状也是多种多样的，除了琴弦振动式、搧动式以及摆动式扬声器以外，这里再提出一个系列，并把它称为“两面发送同相声波扬声器“。

这种扬声器可以有各种各样的形状，基体做成什么形状，扬声器也就是什么形状。最简单的基体用长方体磁铁做成，在每条磁铁两端各粘上一块端面与磁铁端面相同的方木块或塑料块，并在它的两个侧面上，粘上一块覆盖木块和磁铁的铝皮以加固，在每个磁极表面上，刷漆或贴上一条胶带纸以绝缘，我们把这种两端加了木块或塑料块的磁铁叫做磁构件。然后按预定长度制作出一个矩形铁框，铁框上下内表面间距应等于磁构件长度。将做好的磁构件按相互吸引的方位等间距平行排列粘固于铁框内，并在两条磁构件之间的顶部和底部铁框内表面上各粘一块支撑片以加固，这种由铁框和磁构件以及支撑片做成的物体就是板式扬声器的基体，它是一种形状最为简单的基体。

两面发送同相声波扬声器按其构造形式分为三种：

第一种扬声器是使用基体内部空间的磁场，在每两个磁构件之间置入一个筒形振膜的扬声器。它可以由一个或多个发声单元组成。每个发声单元包括一个筒形振膜，以及振膜两侧的磁构件。振膜由一片依附有一个或两个金属平面矩形螺旋线圈的塑料薄膜做成。图1-1示出的是一个粘附在塑料膜上的金属平面矩形螺旋线圈，这种振膜可以委托做柔性印刷电路的厂家制作。将做好的附有如图所示的金属平面矩形螺旋线圈的塑料薄膜沿横向卷曲，并将两条纵向空白薄膜边涂胶后搭接粘合，使之成为一个筒形，粘时要使线圈最外圈两条纵向导线间距等于最内圈两条纵向导线间距，并在此处粘一条铁丝，在最内圈中线上也粘一条铁丝，然后在一块硬质泡沫塑料板上切割下两块椭圆片，将其边缘涂胶后塞入筒两端，这样便将它做成一个密封了空气的柔壁筒形容器。两块椭圆片的安装方位，应使连接两椭圆片长轴末端的两条连线，分别与两条铁丝重合，如图1-2所示。椭圆长轴尺寸必须与两磁极面间距相等，因此，金属平面矩形螺旋线圈的宽度即为椭圆周长，金属平面矩形螺旋线圈的纵向长度、亦即椭圆筒高度应等于或稍小于将置入的两磁构件间隔内的上下支撑片间距，这些尺寸应该预先设定。这个柔壁筒形振膜做好以后，就可把它放进两条磁构件之间，两条铁丝是固定振膜用的，移动振膜使两条铁丝分别与两磁极面中线重合，并在线圈两端连接出两条传导线，这个发声单元即告完成。图1-3是这个发声单元主体垂直于磁构件长边的剖视图。

从图1-2和1-3可以看出，金属平面矩形螺旋线圈的一组平行直导线分布于椭圆筒振膜的前壁上，它们是一组垂直于磁力线的导线，当有音频电流时，它们将使振膜发生振动，我们把这样的一些导线称为驱动线，而且组内所有驱动线的电流方向相同，又把这组导线称为一簇驱动线簇；同样的，金属平面矩形螺旋线圈的另一组平行直导线分布于椭圆筒振膜的后壁上，它们是另一组垂直于磁力线且电流方向相同的导线组，因此也是一簇驱动线簇；这两簇驱动线被位于筒上下边的横向弯曲传导线组连接在一起(横向弯曲导线即便是处在磁场中，也不切割磁力线，因此任何情况下它们都只是些传导线)，当有音频电流时，流过前壁的驱动线簇的电流总是与流过后壁的驱动线簇的电流反向，致使前壁和后壁受到的电磁力要么同时指向筒内，要么同时指向筒外，使得这个柔壁容器随音频电流周期性地膨胀和收缩，从而激起周围的空气发出声波，因此在同一时刻，向前和向后发送的声波相位相同，这就像一个石头扔进水里泛起的水波，水波是环状的，各个方向都相同。也可以把这种立体的筒形振膜视为一个封闭式柔壁小音箱，但是由于小音箱前后壁间距还不到一厘米，而最短的声波波长也有1.7厘米，只要不漏气，这种小音箱内部绝对不会产生反相声波，所以它又与通常的封闭式音箱不尽相同。

图1-4绘出了一个包含6个椭圆筒形振膜、也就是具有6发声单元的板式扬声器，在连接6个发声单元彼此之间的连线时，既要满足它的总阻抗与功放相匹配，又要使得所有发声单元的相位全相同，亦即使它们同时膨胀和收缩。由图可见，此扬声器基体由一个铁框和7个磁构件构成。它可作为发高中音的扬声器使用，与普通发低音的音箱配套，这样组合的系统音质高于传统扬声器。

筒形振膜扬声器清晰度明显高于传统扬声器，但是它发不出低音，甚至感到中音也有些不足，要是能做出振膜面积很大的扬声器，就有希望弥补这样的缺失。这就促使我们考虑能不能使用基体外围的磁场来做扬声器，经试验得到的回答是：能。

第二种扬声器是使用基体前后两面外围空间的磁场，在基体前面和后面距每一磁构件侧面2-4毫米的范围内，分别安装一个覆盖了整个铁框的振膜。试验用基体由25条置于铁框内的磁构件组成，选用1×1×3厘米的磁铁，加上两端的正方体木块，磁构件的长度为5厘米，每一对磁极面间距与磁构件自身宽度相同，即1厘米。作为试验用的每个振膜是在一块塑料薄膜上粘附了48个用漆包线绕制的平面矩形螺旋线圈做成的。经试验，在同样的推动功率下其音量不低于动圈式扬声器，因此证明了可以用基体周边磁场来做扬声器。

图2-1是这种扬声器发声原理示意图，是一个垂直于磁构件长边的剖视图。两个画有斜线的正方形代表磁铁剖面，两侧的磁力线用虚线表示，箭头表示的是磁力线方向，圆圈代表振膜上一些平行排列在塑料膜上的导线，即垂直于磁力线的可动导线，因而都是些驱动线，圆圈内的点或十字表示导线内某时刻的音频电流方向。每个平面矩形螺旋线圈的宽度约为9毫米，每个平面矩形螺旋线圈最内圈中线正对磁构件棱边，由图可见，每个线圈上两组电流方向相反的驱动线分别排列在磁构件侧面的磁场和两磁构件间外围空间的磁场中，两组驱动线都分布在距线圈中线大约5毫米的范围内，由于我们采用的设计方案是振膜的所有相邻线圈绕行方向相反，所以正对磁构件侧面9毫米范围内的两组驱动线的电流方向相一致，且每组分别来自两个相邻的线圈，同样的，正对两磁构件间隔9毫米范围内的两组驱动线的电流方向也一致，也是分别来自两个相邻线圈的，我们把这种电流方向相同并占据了一块磁构件侧面整个范围的所有驱动线叫做一簇驱动线簇，同样的，把电流方向相同并占据了两相邻磁构件间外围空间整个范围的所有驱动线也叫做一簇驱动线簇，由图2-1看出，当有音频电流存在时，同一振膜上两簇相邻驱动线的电流方向相反，由于每个振膜内部的连线以及连往功放的连线、对于两个振膜而言是彼此独立的，我们总可以用恰当的连线方法做到隔着同一磁构件、两个振膜上的位置相向的两簇驱动线的电流方向相反，隔着两个相邻磁构件之间的同一间隔、两个振膜上的位置相向的两簇驱动线的电流方向也相反。依据导线内电流的方向以及导线所在处磁力线的方向，由这个图就可以断定，在任意时刻，所有这些驱动线簇的电磁力要么同时指向基体内，要么同时指向基体外。因此，两块大面积矩形振膜按照音频电流的节拍，时而同时向内运动，时而同时向外运动，从而推动周围空气，向外发出声波。两块振膜间的距离小于声波的最短波长(1.7厘米)，只要两块振膜把包于其内的空气密封得严严实实，一点儿不漏气，那么，被封住的空气就只能被动地周期性膨胀和压缩，不会产生反相声波。

由试验得知，第二种扬声器的音域与第一种扬声器的音域是互补的，二者搭配使用的效果很好。显然，如果使用磁极面宽度很小的薄片状磁铁，第二种扬声器就可以做成超薄型大振膜扬声器。如果仍旧用通常的端面为正方形的磁铁，第二种扬声器就白白地浪费了基体内部每对磁铁间的内部磁场空间，非常可惜。一般常见的磁铁尺寸为1×1×3、1×1×5、1×1×6…厘米，为了把每两块磁铁间的磁场空间也用上，可将第一种和第二种扬声器合在一起，装在同一个基体上，这就构成了第三种类型的扬声器。

第三种扬声器是同时使用第一种和第二种构造形式做成的复合扬声器。这种扬声器的原理如图3-1所示：在第二种扬声器内的每两个磁构件之间，安装了一个筒形振膜，筒形振膜躲在两个呈矩形面的覆盖基体的振膜之间，作为覆盖基体的大振膜的助推器。我们总可以用恰当的连线方法，使得覆盖基体的振膜与筒形振膜的所有最靠近的两簇驱动线簇内，它们的电流方向总是相同的。因此，两个覆盖基体的振膜同时向外运动之时，也正当所有筒形振膜正在膨胀之时，两个覆盖基体的振膜同时向内运动之时，也正当所有筒形振膜正在收缩之时，它们的推动力是彼此和拍地相互叠加的。

这种扬声器不仅利用了基体内部空间的磁场，而且利用了基体两侧外围空间的磁场，对基体磁场全都利用了，同样的，覆盖基体的振膜和筒形振膜上所有的平面矩形螺旋线圈，它们的所有纵向导线簇都被用作了驱动线簇，只留下所有横向线作为传导线，使得音频电流的能量也尽可能用上了，因此它的电声转换效率较高。而且，这种扬声器线圈多，面积大，容易散热，可以做成功率较大的扬声器。

它可以用于平板电视机。如果要用于显示屏为弧形面的电视机，只要将矩形铁框上下边框做成弧形的，磁构件沿着弧形线排列，覆盖基体前后的两个振膜做成波纹线为纵向的波形面即可，在振膜有波纹线为纵向的微波起伏的情况下，为了保证安装时，平面矩形螺旋线圈最内圈中线仍然与磁铁棱边相对准，应该适当放宽线圈在制作时的宽度。

附图说明

图1-1示出了一个粘附在塑料膜上的金属平面矩形螺旋线圈，可用它制作筒形振膜。

图1-2示出了第一种扬声器的一个振膜，即一种筒形振膜。

图1-3示出了用筒形振膜做成的扬声器一个发声单元垂直于磁铁长边的剖视图。

图1-4为第一种扬声器的一个示例，它的基体由一个铁框和置于其中的7个磁构件组成，在基体内安装了6个筒形振膜。

图1-5示出了粘附在同一塑料膜上的两个金属平面矩形螺旋线圈。左图为两个线圈并联，右图为两个线圈串联。

图1-6示出了粘附在同一塑料膜上的两个铁质平面矩形螺旋线圈。左图为两个线圈并联，右图为两个线圈串联，它们的上下边缘附有矩形折叠封口面。

图1-7为筒形振膜的四个示例，它们的形状各不相同。这些图为垂直于磁铁长边方向的剖视图。

图1-8的左图是用两个线圈、经分别折叠后将主振面重叠粘合在一起做成的筒形振膜，右图为在主振面上再粘上一个单层平绕线圈。它们都可用作低音助推器。

图1-9左图为具有一个很长的筒形振膜的扬声器，右图表示该筒形振膜是由一些纵向排列的金属平面矩形螺旋线圈做成的。

图1-10为一种厚度较小的筒形振膜扬声器。

图2-1为第二种扬声器的原理图。该图是两条长方体磁铁所在区域、垂直于磁铁长边的剖视图。这种扬声器的振膜位于基体前后外围空间的磁场中，振膜上的每簇驱动线某时刻的电流方向由它们所处的位置来确定，圆圈内的点和十字代表某时刻的两种相反的电流方向。

图2-2为第二种扬声器其中一段的示意图。主图为一组相互串联的金属平面矩形螺旋线圈，两相邻线圈最内圈中线(即图中的虚线)所围驱动线为同一簇，同簇内的驱动线电流方向相同，相邻两簇驱动线电流方向相反，其某一时刻的方向用主图上方的箭头表示，每条虚线与磁铁一条棱边的位置相对准。左图是垂直于主图平面的纵向剖视图。下图是垂直于主图平面的横向剖视图，圆圈内的点和叉是用来表示某时刻电流的两种相反的流向的。

图2-3表示用柔性印刷电路的方法制作覆盖基体的振膜时，应该两面印刷，该图的上图是粘在塑料薄膜前面的线圈，下图是透过塑料薄膜看到的粘在塑料薄膜背面的线圈。

图2-4介绍用铝带或铝箔制作第二种扬声器振膜的方法。

图2-5介绍用单层平绕线圈制作第二种扬声器振膜的方法。

图3-1为第三种扬声器的两条长方体磁铁所在区域、垂直于磁铁长边的剖视图。由该图可见，在第二种扬声器的两条磁铁之间添置了一个筒形振膜作为助推器，筒形振膜上前后两面驱动线簇的电流方向，必须与前后两面覆盖基体的振膜上相邻位置的驱动线簇的电流方向一致。

图3-2为第三种扬声器其中一段的示意图。主图为一组相互串联的金属平面矩形螺旋线圈，两相邻线圈最内圈中线(即图中的虚线)所围驱动线为同一簇，同簇内的驱动线电流方向相同，相邻两簇驱动线电流方向相反，其方向用主图上方的箭头表示，每条虚线与磁铁一条棱边的位置相对应。左图是垂直于主图平面的纵向剖视图。下图是垂直于主图平面的横向剖视图，圆圈内的点和叉是用来表示某一时刻电流的两种相反的流向的。此图在每两个磁构件之间添置了一个筒形振膜作为助推器，助推器上的驱动线簇与覆盖基体的振膜上的最邻近驱动线簇的电流方向一致。

图3-3示出了第三种扬声器的一种阵列式基体。

图3-4示出了两面发送同相声波扬声器的一种环形基体，该基体上的磁构件由瓦块形磁铁做成。

具体实施方式

第一种扬声器使用筒形振膜，振膜制作材料可以是粘附在同一塑料薄膜上的两个金属平面矩形螺旋线圈，如图1-5所示：左图为两个并联在一起的线圈，右图为两个串联在一起的线圈。将这种材料沿横向卷曲成筒状，使图中的两竖直边搭接粘合，并将上下筒口密封。在两线圈最内圈中线上分别粘上一条铁丝用于定位。安装要求是使两组电流方向相反的驱动线，一组位于筒的前表面上，一组位于筒的后表面上，只要遵循这个要求，就没有做不响的，不管做成什麽形状的筒形都能发出声音来。如用铁箔与塑料膜的复合膜印制，做出的铁质线圈有聚集磁力线的能力，而且有自成形和自定位的能力，这是它的优点，但是它的电阻率很大，热损耗很大，这又是它的缺点。因此对铁质线圈较为理想的用法是两面都印刷，并且对着光线看起来，两面的印刷是重合的，然后在线圈上镀一层铜膜，使得它的性能和铜包钢线相仿，以弥补它的缺点。铁质筒形振膜可做成棱边为弧形面的方筒形，这种形状不易发生进一步的变形。图1-6绘出了印制铁质线圈的一种方案，图中上下边缘的印制部分供作封口用，可沿虚线剪开一些口子，然后如同包装纸箱一样折叠封口。图中在最内一圈线圈内部的矩形铁箔既可以协助铁丝作为固定振膜之用，又可用作线头与外接导线相联接。图1-7为四种形状各异的筒形振膜，这些图形都是垂直于筒形振膜长边方向的剖视图，它们的形状都适合做铁质线圈的振膜。

图1-8左图示出的筒形振膜是用两个互不粘连的金属平面矩形螺旋线圈做成的，两线圈经分别按照此图折叠后，在它的内侧中线上粘一条铁丝，然后将主振面(即垂直于磁极面的振动面)重叠并粘合在一起，使得主振面具有两层驱动线，这样便做成了大振幅的筒形振膜，主振面两侧的折叠面上不能只有塑料膜，还必须分布有一些驱动线，否则将会产生自发振动引起的噪声，它的筒两端应该用橡胶膜封口。右图为在这个筒形振膜的主振面上再套进并粘上一个单层平绕线圈，这样一来，每个主振面包括三层驱动线，推力更大。形如图1-8左图或右图的筒形振膜都可用作低音助推器。

图1-9左图为单振膜扬声器，它只有一个很长的筒形振膜，右图示出该筒形振膜是由一对或者若干对纵向排列的金属平面矩形螺旋线圈做成的，振膜用柔性印刷电路的方法印制时，为了省去线圈之间的连接线，可参考图2-3的两面印刷方案制作。这种扬声器的骨架由平行相间排列并被螺丝固定于两条角铁上的一些槽铁做成，每个槽铁内壁边缘上吸附了一对磁铁，整个筒形振膜固定于这些磁铁形成的磁场中。这种扬声器的宽度尺寸较小，例如用0.5×0.5×2厘米的磁铁，槽铁的厚度也为0.5厘米，放置筒形振膜的磁场宽度1厘米，这样，扬声器的宽度仅为3厘米左右。它可供电视机选用。

图1-10为厚度较小的筒形振膜扬声器。它由一个铁框，以及吸附在铁框内表面上的两个或两组薄型磁铁构成，两磁铁间的磁场中安装了一个形状较扁的筒形振膜，铁框的两面覆盖了两片多孔铁板。如果Ipad、笔记本电脑等小型器件需要做成两面发声的，就可选用此方案制作。

第二种扬声器是将两个振膜分别置于基体前后两面外围空间的磁场中，即将振膜边缘的每一边，都固定在基体相应的侧边上，除去边缘以外，振膜整个部分均处于悬空状态。两面的振膜包裹了整个基体，密封了两振膜之间的空气。图2-2为第二种扬声器上的一段的示意图。图形是根据试验绘制的。主图为12个相互串联的金属平面矩形螺旋线圈，线圈最内圈中线(即图中的虚线)与磁铁一条棱边的位置相对准，两相邻虚线所围驱动线为同一簇，同簇内的驱动线电流方向相同，相邻两簇驱动线电流方向相反，主图上方的箭头表示了正前方振膜上的驱动线簇某时刻的电流方向，正后方振膜上的驱动线簇此刻的电流方向恰恰与之相反。左图是垂直于主图平面的纵向剖视图。下图是垂直于主图平面的横向剖视图，圆圈内的点和叉是用来表示某时刻该范围内所有驱动线电流的两种相反的流向的。

做这种扬声器的难点是，如何能让振膜在垂直于它的表面的方向上，自如地前后运动，而且能保持一个准确的平衡位置，因此，振膜绷得太松也不行，绷得太紧也不行，就像调谐一样，必须松紧适度。振膜的上下边缘必须留有较多的余量，把前面和后面振膜的上下边缘，翻越软泡沫塑料的如图所示的弧形凸边，相互拉紧搭接粘贴在一起，这样，泡沫塑料将提供两振膜上边缘一个向上的拉力，提供两振膜下边缘一个向下的拉力，致使振膜处于绷紧状态，此外，在基体平面与振膜平面之间也要在周边各方夹入一条软泡沫塑料，用以撑开两个平面，使之保持一定间距。振膜的绷紧程度决定了它的谐振频率，应该在扫频仪下进行调整，总之，这是做好第二和第三种扬声器的一个关键技术。左右两边的塑料膜边缘也要搭接粘贴，使整个基体连同其内的空气处于被密封状态。

我们做的试验是把一个振膜划分成了四段，两个振膜共八段全都并联后接往功放。每段的12个线圈是用一条漆包线串联绕制的。每次从外向内绕完一个线圈后，涂上胶，然后将漆包线从这个线圈内部位置拉到线圈外部位置上，从内到外的这一小段就粘在线圈表面上，再接着绕下一个线圈，靠着漆包线的绝缘层，这样做并不会造成短路。在规模化生产时，必须用柔性印刷电路的方法制作这许多的线圈，这时怎样将一个线圈与下一个线圈连通，成了一个大问题。一个解决的办法如图2-3所示，该图表示用柔性印刷电路的方法制作大面积振膜时，每个振膜应该两面印刷，这样就可以将正面的一对线圈，采用穿孔连通(又称过孔)的方法，与背面的一对线圈连通，背面的这对线圈，再采用穿孔连通的方法，与正面的下一对线圈连通，如此反复，就连通了整个部分的所有线圈，也就是说，采用两面印刷，柔性印刷电路厂家可以很容易地解决两个线圈之间的连通问题。该图的上图是粘在塑料薄膜前面的线圈，下图是透过塑料薄膜看到的粘在塑料薄膜背面的线圈，从这两个图可以看出，在连通以后，电流是沿着正面的两个线圈从外绕到里，再沿着背面的两个线圈、按照同样的螺旋绕行方向从里绕到外的。四个线圈两两串联再并联，总电阻只相当于一个线圈的电阻，可见这种两面印刷方法还有利于降低热损耗。

第二种扬声器振膜所在处的磁场弱，因此要求振膜有较大的面积，要求振膜尽可能又轻又薄，如果用铝带、铝箔或者镀铜铝箔与塑料膜的复合膜制作振膜，对于提高电声转换效率将会是有利的。显然，可以用一条铝带，按照图2-4，每到转角处两次折叠90度角进行转向，这样将带子逐段粘贴在一块塑料薄膜上；也可以用铝箔，按此图裁剪后，粘贴于一块塑料薄膜上。图中两相邻虚线间距刚好等于磁铁侧壁宽度，亦即等于任二磁铁间距，整条带子的宽度稍小于磁铁侧壁宽度，安装时，图中每条虚线对准每块磁铁棱边。当有音频电流存在时，处在磁铁侧壁附近的那些段带子的电流如果向上流，则处在任二磁铁之间的外围磁场中的那些段带子的电流全都向下流，反之亦然。由于磁铁侧壁附近的磁场与任二磁铁之间的外围磁场总是反向的，致使所有段纵向带子受到的电磁力要么同时指向内，要么同时指向外，从而推动振膜整体随音频电流进行振动。对于基体背面的那块振膜，制作方案可以完全相同于前面这块，只是在连至音频电源时，必须使每条磁铁正面和背面的两条相向的带子的电流方向相反，也就是使两块振膜上位置相向的带子的电流全相反。这种振膜的一种较为简便但是热损耗稍大的制作方法是将正面和背面的振膜合成一块做：按照图2-4将振膜竖直方向的尺寸，加大到能够用这块振膜把整个基体(连同上下的软泡沫塑料做的边缘)一起包裹起来，振膜做好后，安装时只要置搭接边缘于上边或下边泡沫的表面上，并拉紧振膜的这两条边到松紧适度，搭接粘合，在左右两边的塑料膜边缘内，前后塞入软泡沫以垫空振膜，然后将边缘搭接粘合密封即可。这种振膜用的铝箔或铝带最好镀上一层铜，以便与外部传导线连接。

第二种扬声器还可以用单层平绕线圈来做振膜：如图2-5所示，将所有做好的单层平绕线圈折叠压平、并粘在一块塑料膜上(其实此图也可用于平面矩形螺旋线圈)，整个振膜上的线圈要划分成若干段，每段包括的线圈数量要尽可能相同，每段内的线圈如图2-5串联在一起，之后将各段并联至音频电源即可。背面的那块振膜，制作方案完全相同于前面这块，只是在连至音频电源时，必须使每条磁铁正面和背面驱动线簇内的电流方向相反。但是对于平板形振膜，磁构件数目总是比磁构件的间隔数目多1，使得这种振膜左右两端的线圈分布不可能对称，而且这样做出的振膜较厚，这些是它的缺点。这种振膜的一种较为简便但是热损耗稍大的制作方法是：首先做一个在其上绕制线圈用的硬质圆筒，它的长度等于基体的长度，它的周长尺寸要能够把整个基体(连同上下的软泡沫塑料做的边缘一起)松紧适度地包裹起来，在这样做好的圆筒表面上，粘上一块覆盖整个圆筒的塑料薄膜，之后将所有单层平绕线圈绕在这块薄膜上，按照一个正绕，一个反绕(即每相邻两线圈绕向相反)的方法，将所有线圈串联绕制，每绕好一个线圈，除去头尾连线以外，全部用粘鞋胶将它粘牢，线圈宽度稍小于磁铁侧壁的宽度，两线圈之间的间隙宽度加上线圈宽度刚好等于磁铁侧壁的宽度，线圈个数为磁构件数目的2倍减去1。这个大圆筒形振膜做好后，从硬质圆筒取下并设法将基体塞入其中，使得这个大筒形振膜包裹了整个基体，并使每个线圈之间的间隙，对准磁铁的一条棱边，在筒左右两边的塑料膜边缘内，前后塞入软泡沫垫空，然后将边缘搭接粘合，致使整个振膜密封了整个基体内的空气。然后，将所有线圈适当分成数段，将各段按照段头为正段尾为负(即每相邻两线圈电流相反)的规则并联至音频电源。这种振膜的线圈最好用压扁的铜包铝线绕制。

第三种扬声器是共同使用一个基体，同时安装了第一种和第二种扬声器的振膜做成的复合扬声器。图3-2为平板型的第三种扬声器一个段的示意图。主图为一组相互串联的金属平面矩形螺旋线圈，两相邻线圈最内圈中线(即图中的虚线)所围驱动线为同一簇，同簇内的驱动线电流方向相同，相邻两簇驱动线电流方向相反，正面一组线圈某时刻电流方向用主图上方的箭头表示，背面一组线圈该时刻电流方向恰恰与之相反。每条虚线与磁铁一条棱边的位置相对应。左图是垂直于主图平面的纵向剖视图，它与图2-2的区别在于振膜的形状和悬挂方式，前者用了平面型振膜，悬挂在软泡沫上，后者用了波纹线为横线的微起伏波形面振膜，悬挂在其边由基体平面向外伸出2-4毫米的硬质板上，振膜的这两种形状和两种相应的悬挂方式，对于平板型的第二或第三种扬声器都是可行的。下图是垂直于主图平面的横向剖视图，圆圈内的点和叉是用来表示在某半个周期内、虚线指出范围所有驱动线中电流的两种相反的流向的，在下半个周期内，所有驱动线中电流的流向将发生交换。由此图看出，第三种扬声器只不过是在第二种扬声器的基础上，在每两个磁构件之间添置了一个第一种扬声器使用的筒形振膜作为助推器，助推器上的驱动线簇与覆盖基体的振膜上的最邻近驱动线簇的电流方向一致。当筒形振膜膨胀时，覆盖基体的振膜也正在向外运动，当筒形振膜收缩时，覆盖基体的振膜也正在向内运动。

这种扬声器内的所有筒形振膜，必须有同样的材质，同样的线圈，同样的形状，同样的电阻值，筒形振膜不能与覆盖基体的振膜相混联。筒的高度应该与它所在空间的高度一致，从而可以将筒顶与上支撑片粘合，将筒底与下支撑片粘合，在筒的两侧与磁构件表面间的缝隙内也涂胶封堵，如果铁框竖直边与磁构件之间存在空间，这个空间也应当填补。这样做是为了把两个覆盖基体的振膜内侧与所有筒形振膜的筒表面之间的空间，也隔成两个彼此不通空气的密闭空间。反之，如筒形振膜前面和后面之间存在空气流通的渠道，那么在振动时，在覆盖基体的振膜内侧，筒前筒后的空间之间可能出现穿过流通渠道杂乱流动的气流，可能出现无法意料的杂波或者反向声波，应当避免出现这类情况。此外，两种参与复合的扬声器只能并联后接往功放，各自出力的大小可以独立地作些调整。

对于影剧院等公共场所，需要使用大面积振膜、大推动功率的扬声器，可以采用图3-3示出的阵列式基体来做第三种扬声器。制作它的覆盖整个基体的振膜的边缘，可以用一面或两面覆盖了弹性丝织品的橡胶膜，做成夹层结构的可伸缩材料，来制作这种振膜的边缘，这种弹性边缘施加给振膜的松紧度怎样才适合，应该在扫频仪下进行调试。

两面发送同相声波扬声器不仅相对于传统扬声器在音质上有了改进，而且它不存在反相声波，因此不再需要我们熟知的那种音箱，使用了一个多世纪的音箱被它淘汰了，对扬声器的造型来说是一种解放。它不仅可用长方体磁铁来做，而且可用瓦块形磁铁来做，或者在一个扬声器中同时采用这两种磁铁，从而可以制作出各式各样不同造型的扬声器，可以设计出具有优美造型的扬声器，可以设计出与水晶宫灯或壁灯配套的扬声器，也可以设计出具有摆设艺术品价值的扬声器。例如图3-4，它绘出的是一个环形基体，该基体上的磁构件由瓦块形磁铁做成，第一、第二、第三种扬声器都可以使用它来做，对于第二、第三种扬声器，覆盖基体的振膜可以做成纵向波纹线的微起伏波形面振膜，固定振膜用的定位板边缘，也做成相同于振膜的微起伏曲线形状的边缘，像这样的扬声器可用作圆形灯盘的镶边饰品。

两面发送同相声波扬声器如果安装在多孔塑料盒中，只要多孔壁距磁构件侧壁的距离为一厘米左右，磁场就已经很弱，就可以省去屏蔽罩。

Claims (10)

1.两面发送同相声波扬声器包括三种：第一种扬声器的每个振膜是用粘附有金属平面矩形螺旋线圈的塑料薄膜做成筒形，筒两端被所选材料覆盖，筒形振膜内部的空气被密封，每个振膜置于两磁构件之间的磁场中，或者置于两块或两组磁铁之间的磁场中；第二种扬声器的振膜覆盖了整个基体前后两面，用作振膜的塑料膜上或粘附有很多金属平面矩形螺旋线圈，或粘附有很多单层平绕线圈，或粘附有带状金属箔，振膜固定于基体两面的边缘上，除去边缘以外，振膜全部悬吊在基体的外围磁场中，基体两面的振膜形成的腔体内的空气被密封；第三种扬声器是将第一种和第二种扬声器，共同安装在同一个基体上做成的复合扬声器。

2.如权利要求1所述的扬声器，其特征在于，它的基体由一些磁构件平行相间地排列在平面或曲面上构成，每块磁构件由一块磁铁以及磁铁两端的拼接物组成。

3.如权利要求1所述的扬声器，其特征在于，它的振膜上平行于磁构件棱边的导线全部都是驱动线。

4.如权利要求1所述的第一、三两种扬声器，其特征在于，每两个磁构件之间安装了一个筒形振膜，筒形振膜两侧的磁极面中线将筒壁上的驱动线划分成前后两簇，当有音频电流存在时，前后两簇驱动线的电流彼此反向，对于第三种扬声器，筒形振膜上的驱动线簇与覆盖基体的振膜上的紧邻驱动线簇的电流彼此同向。

5.如权利要求1所述的第二、三两种扬声器，其特征在于，覆盖基体的振膜可以是粘附了很多金属平面矩形螺旋线圈或单层平绕线圈的振膜，这种振膜的两簇相邻驱动线之间的间隙正对磁铁棱边，当有音频电流存在时，两簇相邻驱动线的电流方向相反。

6.如权利要求1所述的第二、三两种扬声器，其特征在于，覆盖基体的振膜可以是粘附了很多金属平面矩形螺旋线圈或单层平绕线圈的振膜，当有音频电流存在时，在同一磁构件两侧的两簇驱动线的电流方向相反。

7.如权利要求1所述的第二、三两种扬声器，其特征在于，覆盖基体的振膜可以由金属箔与塑料膜的复合膜做成，这种振膜的两相邻带状金属箔之间的间隙正对磁铁棱边，当有音频电流存在时，两相邻带状金属箔的电流方向相反。

8.如权利要求1所述的第二、三两种扬声器，其特征在于，覆盖基体的振膜可以由金属箔与塑料膜的复合膜做成，当有音频电流存在时，在同一磁构件两侧的两带状金属箔的电流方向相反。

9.如权利要求1所述的第一种扬声器，其特征在于，可以不用上述基体，仅由一个筒形振膜、两组磁铁、以及一些相间排列并固定在两条角铁上的槽铁组成，每对磁铁吸附在一块槽铁的两个内侧表面紧靠端部的位置上，筒形振膜置于两组磁铁之间的磁场中。

10.如权利要求1所述的第一种扬声器，其特征在于，可以不用上述基体，仅由一个筒形振膜、两块或两组磁铁、一个矩形铁框、以及两块多孔铁板组成，磁铁对称地吸附在铁框两对边内侧表面上，筒形振膜置于磁铁之间的磁场中，两块多孔铁板覆盖在铁框上。