CN110881160A

CN110881160A - 一种发声装置

Info

Publication number: CN110881160A
Application number: CN201911102936.4A
Authority: CN
Inventors: 王兴龙; 葛连山; 孙登成
Original assignee: Goertek Inc
Current assignee: Goertek Inc
Priority date: 2019-11-12
Filing date: 2019-11-12
Publication date: 2020-03-13
Anticipated expiration: 2039-11-12
Also published as: CN110881160B; WO2021093677A1

Abstract

本发明公开了一种发声装置。该发声装置包括：壳体，在所述壳体的内部形成腔体；设置在所述腔体内的第一发声单元，所述第一发声单元包括第一振动系统和与所述第一振动系统配合的第一磁路系统；以及设置在所述腔体内的第二发声单元，所述第二发声单元包括第二振动系统和与所述第二振动系统配合的第二磁路系统；定义所述第一发声单元的力电耦合系数为BL_A，所述第二发声单元的力电耦合系数为BL_B，其中，0.6≤BL_A/BL_B≤1或者0.6≤BL_B/BL_A≤1。

Description

一种发声装置

技术领域

本发明涉及电声转换技术领域，更具体地，涉及一种发声装置。

背景技术

双面发声装置通常包括壳体和设置在壳体内的两个发声单元。每个发声单元包括振动系统和磁路系统。振动系统包括振膜和与振膜连接的音圈、补强层等。磁路系统用于形成磁场。例如，磁路系统包括中心磁铁、边磁铁和盆架。中心磁铁和边磁铁设置在盆架上。在中心磁铁和边磁铁之间形成磁场。

音圈响应于外部电路的电信号，在磁场中受到安培力的作用而发生振动。音圈带动振膜振动，以向外辐射声波。

双面发声装置将两个发声单元的声音耦合在一起。然而，现有的双面发声装置的两个发声单元由于各自独立的发声特性。在进行耦合时，发声装置的灵敏度很难得到保证，造成听音效果不佳。

因此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种发声装置的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种发声装置。该发声装置包括：壳体，在所述壳体的内部形成腔体；设置在所述腔体内的第一发声单元，所述第一发声单元包括第一振动系统和与所述第一振动系统配合的第一磁路系统；以及设置在所述腔体内的第二发声单元，所述第二发声单元包括第二振动系统和与所述第二振动系统配合的第二磁路系统；定义所述第一发声单元的力电耦合系数为BL_A，所述第二发声单元的力电耦合系数为BL_B，其中，0.6≤BL_A/BL_B≤1或者0.6≤BL_B/BL_A≤1。

可选地，定义第一发声单元的系数λ_A＝BL_A/R_A，其中，R_A为第一振动系统的直流电阻；第二发声单元的系数λ_B＝BL_B/R_B，其中，R_B为第二振动系统的直流电阻；其中，λ_A与λ_B的差值与λ_A与λ_B中较小的一个的比值小于或等于0.3。

可选地，定义所述第一振动系统的有效辐射面积为Sd_A，所述第二振动系统的有效辐射面积为Sd_B；其中，0.5≤Sd_A/Sd_B≤1或者0.5≤Sd_B/Sd_A≤1。

可选地，所述第一振动系统和所述第二振动系统的至少一个的音圈的BL(x)位移曲线的对称中心位于相对于原点±0.15mm范围内。

可选地，所述第一振动系统和所述第二振动系统的至少一个的音圈在最大线性位移处的最小力电耦合系数与所述音圈的最大力电耦合系数之比大于或等于60％。

可选地，所述第一发声单元和所述第二发声单元为侧出声发声方式或者正出声发声方式。

可选地，在振动时，所述第一振动系统和所述第二振动系统的振动方向相反。

可选地，所述第一磁路系统和所述第二磁路系统为同一个磁路系统，所述第一振动系统和所述第二振动系统分别被设置在所述磁路系统的相对的两侧。

可选地，所述第一振动系统包括第一音圈，所述第二振动系统包括第二音圈，所述第一音圈和所述第二音圈交错设置，在振动时，所述第一音圈和所述第二音圈中较小的一个能插入两个音圈中较大的一个所包围的空间内。

可选地，所述第一振动系统和所述第二振动系统中的至少一个包括连接在一起的振膜、音圈和定心支片。

根据本公开的一个实施例，该发声装置具有发音灵敏度高的特点。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明实施例的发声装置的剖视图。

图2是本发明另一个实施例的发声单体沿长轴的剖视图。

图3是本发明另一个实施例的发声单体沿短轴的剖视图。

图4是本发明实施例的两个发声单元的BL(x)曲线对称中心分布图。

图5是本发明实施例的两个发声单元在Xmax振幅内BL(x)曲线的衰减幅度示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

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讨论。

参考图1，本发明实施例提供了一种发声装置。发声装置为微型发声装置或者喇叭装置。该发声装置包括：壳体、第一发声单元和第二发声单元。在所述壳体的内部形成腔体。所述第一发声单元和所述第二发声单元设置在所述腔体内。所述第一发声单元和所述第二发声单元构成发声单体。所述第一发声单元包括第一振动系统和与所述第一振动系统配合的第一磁路系统。所述第二发声单元包括第二振动系统和与所述第二振动系统配合的第二磁路系统。

定义所述第一发声单元的力电耦合系数为BL_A。力电耦合系数为音圈的有效长度L与所在磁场的磁感强度B的乘积。所述第二发声单元的力电耦合系数为BL_B。其中，0.6≤BL_A/BL_B≤1或者0.6≤BL_B/BL_A≤1。满足上述条件的发声装置的两个发声单元的声波的耦合更有效，发声装置具有发音灵敏度高的特点。

此外，该发声装置为双面发声，能够在相对小尺寸、小振幅下获得较高的声学性能。发声装置的应用范围广，小振幅能降低发声装置的可靠性风险。

第一发声单元和第二发声单元的力电耦合系数(即BL值)的测量以及设计为本领域的公知常识，在此不做详细说明。

在本发明的一个具体实施方式中，参考图1，壳体包括连接在一起的上壳27a、中壳27b和下壳28b。优选地，所述第一磁路系统和所述第二磁路系统为同一个磁路系统。所述第一振动系统和所述第二振动系统分别被设置在所述磁路系统的相对的两侧。例如，磁路系统嵌设在中壳27b上。两个振动系统共用一个磁路系统。这使得发声装置的结构简单，组装容易，节省原材料。

第一振动系统包括连接在一起的第一音圈13、第一振膜12和第一定心支片14。第一振膜12为折环部振膜。第一振膜12的边缘固定在中壳27b上。第一音圈13的一端与第一振膜12的中心部连接。第一定心支片14连接在所述第一振膜12的与所述第一音圈13相背的一侧。

第二振动系统包括连接在一起的第二音圈22、第二振膜21和第二定心支片23。第二振膜21为折环部振膜。在该例子中，第一振膜12和第二振膜21的折环部朝向彼此凸出。第二振膜21的边缘固定在中壳27b上。第二音圈22的一端与第二振膜21的中心部连接。第二定心支片23连接在所述第二振膜21的与所述第二音圈22相背的一侧。

定心支片能够使振动系统的振动平衡性更好，两个振动系统工作时抗摇摆偏振的能力更好，发声装置能实现良好的声学表现。

磁路系统包括中心磁铁15和围绕中心磁铁15设置的边磁铁17。中心磁铁15通过金属结构件与中壳27b形成固定。金属结构件包括底部19a和支撑部18b。支撑部18b和底部19a位于不同层，并且二者在两端是连接的。例如，金属结构件通过嵌件注塑的方式与中壳27b形成固定。

中心磁铁15设置在底部19a上，例如粘结在底部19a上。在中心磁铁15的与底部19a相背的表面设置有中心华司16a。所述底部19a和所述中心华司16a均为导磁材料。例如，低碳钢、SPCC等材料。边磁铁17设置在支撑部18b上。在边磁铁17的与支撑部18b相背的表面设置有边华司18a。所述支撑部18b和所述边华司18a为导磁材材料。例如，低碳钢、SPCC等材料。

在中心华司16a和支撑部18b之间形成供所述第一音圈13插入的第一环形间隙。在所述底部19a和所述边华司18a之间形成供所述第二音圈22插入的第二环形间隙。所述第一环形间隙和所述第二环形间隙是错开的。两个音圈响应于外部电路的电信号，在磁场中受到安培力的作用，从而带动振膜振动发声。腔体将两个发声单元的声音耦合后通过出声孔向外输出。或者是，两个发声单元经各自的出声孔(例如,第一出声孔28a和第二出声孔28b)发出的声音，由于相位相同、频率相同，从而叠加在一起。该发声装置具有良好的发声效果。

可选地，所述第一发声单元和所述第二发声单元为侧出声发声方式或者正出声发声方式。正出声发声方式是指出声孔位于所述第一振膜12或者所述第二振膜21的正上方，出声方向与两个振膜的振动方向一致。在所述中壳27b上设置有连通通道，以供与所述出声孔相背的发声单元出声。

侧出声发声方式是指出声孔位于所述发声装置的侧部，出声方向与振动方向不一致。例如，出声方向垂直于振动方向。其中，侧出声发声方式的发声装置能够沿厚度方向组装到电子设备上，顺应了电子设备轻薄化、小型化的发展趋势。

在本发明的一个具体的实施方式中，在振动时，所述第一振动系统和所述第二振动系统的振动方向相反。即，在振动时，两个振动系统同时向靠近彼此的方向振动或者远离彼此的方向振动。这种方式能降低发声装置的整机振动。相比于同向振动这种振动方式使得发声装置的振动更平稳，两个振动系统的振动不会相互抵消，声波的衰减小。

在本发明的一个具体的实施方式中，所述第一音圈13和所述第二音圈22交错设置。在振动时，所述第一音圈13和所述第二音圈22中较小的一个(例如，第一音圈13)能插入两个音圈中较大的一个(例如，第二音圈22)所包围的空间内。通过这种方式，在振动时，两个音圈能够相交，这样能有效地降低发声装置的厚度。

在其他示例中，也可以是，两个音圈的大小相同。第一环形间隙与第二环形间隙相对。在振动时，两个音圈互不相交。

在其他示例中，也可以是，第一磁路系统和第二磁路系统为各自独立的磁路系统。两个磁路系统用于驱动各自的振动系统振动。

在其他示例中，如图2-3所示，第一振膜12和第二振膜21的折环部朝向远离彼此的方向凸出。发声单体的整体呈长方体。在长边24上金属结构件形成镂空区26，在短边25上底部19a和支撑部18b相互连接，例如，通过侧壁19b连接。在镂空区26没有部件屏蔽磁感线，使得该处的磁感强度显著提高。

此外，镂空区26使得长边的磁间隙更小，磁感强度更大。

第一振动系统包括设置在第一振膜12的中心部的第一补强层11。第一定心支片14为两个，并且分别设置在两个短边25上。两个第一定心支片14连接在第一音圈13的下端面上。第二振动系统包括设置在第二振膜21的中心部的第二补强层20。第二定心支片23为整体结构。第二定心支片23连接在第二音圈22与第二振膜21之间。

由于发声装置为双面发声，并且两个发声单元的振动方向相反，故在振动过程中，发声装置容易产生整体振动，并带动发声装置所在的电子设备振动。

在本发明的一个具体实施方式中，定义第一发声单元的系数λ_A＝BL_A/R_A，其中，R_A为第一振动系统的直流电阻。第二发声单元的系数λ_B＝BL_B/R_B，其中，R_B为第二振动系统的直流电阻。直流电阻即在通直流电条件下测得的电阻。其中，λ_A与λ_B的差值与λ_A与λ_B中较小的一个的比值小于或等于0.3，即：abs(λ_A-λ_B)/min(λ_A,λ_B)≤0.3。

在发明实施例中，两个发声单元的声波的耦合更有效，发声装置的发音灵敏度更高。

此外，在上述范围内，发声装置的振动更平稳。这使得发声装置所在的电子设备的振动小。

在本发明的一个具体实施方式中，定义所述第一振动系统的有效辐射面积为Sd_A，所述第二振动系统的有效辐射面积为Sd_B；其中，0.5≤Sd_A/Sd_B≤1或者0.5≤Sd_B/Sd_A≤1。有效辐射面积是指振动系统有效辐射声波的面积。例如，有效辐射面积为振膜实际推动的气体的体积与所在音圈的位移之比。两个振动系统的有效辐射面积在上述范围内，两个发声单元的声波的耦合更有效，发声装置的发音灵敏度更高，发声效果良好。

在本发明的一个具体实施方式中，参考图4，所述第一振动系统和所述第二振动系统的至少一个的音圈的BL(x)位移曲线的对称中心位于相对于原点±0.15mm范围内。

其中，BL(x)-A曲线为第一发声单元的BL(x)位移曲线。BL(x)-B曲线为第二发声单元的BL(x)位移曲线。横坐标为振动系统的振动位移。纵坐标为音圈的BL值。两个曲线呈近似抛物线形。每条曲线的最高点处对应的横坐标为对称中心。原点即振动系统未通电时的点，即横坐标为0的点。

在该例子中，BL(x)-A曲线的对称中心为x＝0.04mm；BL(x)-B曲线的对称中心为x＝-0.07mm。两条曲线的对称中心均位于相对于原点±0.15mm范围内。两个发声单元的BL(x)位移曲线的对称中心在上述范围内，发声装置的发音灵敏度更高，发声效果良好，发声装置的整体振动小。

在本发明的一个具体实施方式中，所述第一振动系统和所述第二振动系统的至少一个的音圈在最大线性位移处的最小力电耦合系数(即BL(Xmax))与所述音圈的最大力电耦合系数(即max{BL(x))之比大于或等于60％。

即：min{BL(Xmax)}/max{BL(x)}≥60％。

参考图5，BL(x)-A曲线为第一发声单元的BL(x)位移曲线。BL(x)-B曲线为第二发声单元的BL(x)位移曲线。两个曲线呈不规则抛物线形。

由图5可见，最大线性位移是指振动系统相对于原点发生线性位移的最大值，例如，±0.5mm为最大线性位移。由于两个振动系统的振动并非完全对称，故在两个最大线性位移处对应的力电耦合系数(即BL值)是不同的。在此，取二者中较小的一个，即为音圈在最大线性位移处的最小力电耦合系数。

最大电力耦合系数是指BL(x)曲线的纵坐标的最大值，即对称中心对应的BL值。

由图5可见，第一振动系统的第一音圈13和第二振动系统的第二音圈22的最大力电耦合系数max{BL(x)}为1.35。第一音圈13的最大线性位移处的最小力电耦合系数BL(Xmax))为0.98。第二音圈22的最大线性位移处的最小力电耦合系数BL(Xmax)为0.77。第一振动系统的最大衰减幅度△A为0.3。第二振动系统的最大衰减幅度△B为0.42。两个振动系统的音圈在最大线性位移处的最小力电耦合系数(即BL(Xmax))与所述音圈的最大力电耦合系数(即max{BL(x)}之比均大于或等于60％。在该范围内，发声装置的发音灵敏度更高，发声效果良好。

实施例：

一种具有双面发声功能的发声装置。该发声装置包括壳体和设置在壳体内的两个发声单元。两个发声单元为侧出声发声方式。每个发声单元包括振膜、音圈、补强层和定心支片。第一发声单元的力电耦合系数BL_A为1.35，第二发声单元的力电耦合系数BL_B为1.2，BL_B/BL_A为0.89。

第一发声单元的第一振动系统的直流电阻R_A为7.5Ω。第二发声单元的第二振动系统的直流电阻R_B为6.9Ω。第一发声单元的系数λ_A为0.180。第二发声单元的系数λ_A为0.174。其中，abs(λ_A-λ_B)/min(λ_A,λ_B)＝0.034。

第一振动系统的有效辐射面积为Sd_A为：350mm²。第二振动系统的有效辐射面积为Sd_B为：350mm²。Sd_A/Sd_B为：1。

第一振动系统的第一音圈13的BL(x)位移曲线的对称中心的坐标为x＝0.04mm。第二振动系统的第二音圈22的BL(x)位移曲线的对称中心的坐标为x＝-0.07mm。

第一振动系统的第一音圈13的最大力电耦合系数max{BL(x)}为1.35。第二振动系统的第二音圈22的最大力电耦合系数max{BL(x)}为1.2。第一音圈13的最大线性位移处的最小力电耦合系数BL(Xmax)为0.98。第二音圈22的最大线性位移处的最小力电耦合系数BL(Xmax)为0.78。

第一振动系统的第一音圈13在最大线性位移处的最小力电耦合系数BL(Xmax)与所述音圈的最大力电耦合系数max{BL(x)}之比为0.73。第二振动系统的第二音圈22在最大线性位移处的最小力电耦合系数BL(Xmax)与所述音圈的最大力电耦合系数max{BL(x)}之比为0.65。

该发声装置的听音灵敏度高，发声效果良好，在工作时的振动小。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims

1.一种发声装置，其特征在于：包括：

壳体，在所述壳体的内部形成腔体；

设置在所述腔体内的第一发声单元，所述第一发声单元包括第一振动系统和与所述第一振动系统配合的第一磁路系统；以及

设置在所述腔体内的第二发声单元，所述第二发声单元包括第二振动系统和与所述第二振动系统配合的第二磁路系统；

定义所述第一发声单元的力电耦合系数为BL_A，所述第二发声单元的力电耦合系数为BL_B，其中，0.6≤BL_A/BL_B≤1或者0.6≤BL_B/BL_A≤1。

2.根据权利要求1所述的发声装置，其特征在于：定义第一发声单元的系数λ_A＝BL_A/R_A，其中，R_A为第一振动系统的直流电阻；第二发声单元的系数λ_B＝BL_B/R_B，其中，R_B为第二振动系统的直流电阻；其中，λ_A与λ_B的差值与λ_A与λ_B中较小的一个的比值小于或等于0.3。

3.根据权利要求1所述的发声装置，其特征在于：定义所述第一振动系统的有效辐射面积为Sd_A，所述第二振动系统的有效辐射面积为Sd_B；其中，0.5≤Sd_A/Sd_B≤1或者0.5≤Sd_B/Sd_A≤1。

4.根据权利要求1所述的发声装置，其特征在于：所述第一振动系统和所述第二振动系统的至少一个的音圈的BL(x)位移曲线的对称中心位于相对于原点±0.15mm范围内。

5.根据权利要求1所述的发声装置，其特征在于：所述第一振动系统和所述第二振动系统的至少一个的音圈在最大线性位移处的最小力电耦合系数与所述音圈的最大力电耦合系数之比大于或等于60％。

6.根据权利要求1-5中的任意一项所述的发声装置，其特征在于：所述第一发声单元和所述第二发声单元为侧出声发声方式或者正出声发声方式。

7.根据权利要求1-5中的任意一项所述的发声装置，其特征在于：在振动时，所述第一振动系统和所述第二振动系统的振动方向相反。

8.根据权利要求1-5中的任意一项所述的发声装置，其特征在于：所述第一磁路系统和所述第二磁路系统为同一个磁路系统，所述第一振动系统和所述第二振动系统分别被设置在所述磁路系统的相对的两侧。

9.根据权利要求1-5中的任意一项所述的发声装置，其特征在于：所述第一振动系统包括第一音圈，所述第二振动系统包括第二音圈，所述第一音圈和所述第二音圈交错设置，在振动时，所述第一音圈和所述第二音圈中较小的一个能插入两个音圈中较大的一个所包围的空间内。

10.根据权利要求1-5中的任意一项所述的发声装置，其特征在于：所述第一振动系统和所述第二振动系统中的至少一个包括连接在一起的振膜、音圈和定心支片。