CN113365193A

CN113365193A - 包括连接到至少两个线圈的刚性膜片的扬声器

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Publication number: CN113365193A
Application number: CN202110241254.2A
Authority: CN
Inventors: 盖尔·达沃; 路易斯·贾利特; 洛伊克·克尔默
Original assignee: Devialet SA
Current assignee: Devialet SA
Priority date: 2020-03-06
Filing date: 2021-03-04
Publication date: 2021-09-07
Also published as: FR3108010A1; US20210281953A1; FR3108010B1; EP3879850A1; US11632631B2

Abstract

一种扬声器(10)，包括磁路(12)和沿着轴线(D)的移动组件(14)，该移动组件包括：‑刚性膜片(42)，该刚性膜片限定外径(D3)；‑第一线圈保持器(44)和第二线圈保持器(46)；‑至少第一线圈(22)和第二线圈(24)，该至少第一线圈和第二线圈分别位于磁路的第一气隙(18)和第二气隙(20)中。第一线圈保持器和第二线圈保持器与膜片形成第一接合部(54)和第二接合部(56)，这两个接合部同心并限定第一直径(D1)和大于第一直径的第二直径(D2)。第二直径：‑小于外径的97％，或‑大于或等于外径的97％，第一直径大于外径的40％。

Description

包括连接到至少两个线圈的刚性膜片的扬声器

【技术领域】

本发明涉及一种扬声器，该扬声器包括磁路和组件，该组件可相对于磁路沿着扬声器的轴线移动，该可移动组件包括适于发射声波的刚性膜片和设置在附接到膜片的线圈保持器上的线圈。该线圈位于由磁路限定的气隙中。当线圈被励磁电流穿过时，线圈在气隙中轴向振动，由此产生的振动经由线圈保持器传递到膜片。

【背景技术】

这种扬声器通常是令人满意的，但是有时膜片不均匀地振动。实际上，至少对于音频信号中包含的一些激励频率，发生的是，膜片具有至少一个区域，该至少一个区域以比膜片的另一区域更高或更低的声级发射波。这在由膜片发出的声音中产生失真。

【发明内容】

因此，本发明的目的是提供一种消除或减少由膜片发出的声音中的这些失真的扬声器。

为此，本发明的目的是一种扬声器，该扬声器包括磁路和组件，该组件可相对于磁路沿着扬声器的轴线移动，可移动组件包括：

-刚性膜片，该刚性膜片适于发射声波并且限定外径；

-至少第一线圈保持器和第二线圈保持器，这些线圈保持器附接到刚性膜片；

-至少第一线圈和第二线圈，该至少第一线圈和第二线圈分别附接到第一线圈保持器和第二线圈保持器，并且位于分别由磁路限定的第一气隙和第二气隙中，

该第一线圈保持器和第二线圈保持器分别与刚性膜片形成第一接合部和第二接合部，该第一接合部和第二接合部相对于轴线同心并且分别限定第一接合部直径和大于第一接合部直径的第二接合部直径，该第二接合部直径为：

-小于外径的97％，或

-大于或等于外径的97％，第一接合部直径则大于外径的40％。

根据特定实施方式，扬声器包括以下特性中的一个或多个，这些特性单独采取或根据所有技术上可以的组合来采取：

-刚性膜片是平坦的，或者形成球体或锥体的一部分；

-刚性膜片限定以轴线为中心并且径向延伸超过第一接合部的开口；

-第一线圈保持器和第二线圈保持器具有围绕轴线的大体旋转形状；

-扬声器包括电连接到第一线圈和第二线圈的单个激励源；

-第一线圈和第二线圈并联地电连接到激励源；

-第一线圈和第二线圈串联地电连接到激励源；

-扬声器包括至少第一激励源和第二激励源，该至少第一激励源和第二激励源彼此分离，并且被配置为分别向第一线圈和第二线圈发送第一电信号和第二电信号；

-第一电信号和第二电信号分别具有其间具有预定相移的频率分量；并且

-磁路包括相对于轴线径向地定位在第一气隙与第二气隙之间的永磁体。

【附图说明】

本发明将在阅读以下描述时更佳地理解，该以下描述仅被给出为示例，并且参照附图来进行，附图中：

图1是根据本发明的扬声器的示意图，为沿着穿过扬声器轴线的径向平面的截面；

图2是图1所示的扬声器的第一变型的局部剖视图；

图3是与图1类似的视图并且示出了图1所示扬声器的第二变型；

图4是与图1和图3类似的视图，并且示出了图1所示扬声器的第三变型；以及

图5是示意性地示出了由图4所示的扬声器的激励源发送的信号的频率分量的图。

【具体实施方式】

参照图1，描述了根据本发明的扬声器10。

扬声器10包括磁路12和可移动组件14，该可移动组件14可围绕平衡位置(图1所示)沿着扬声器的轴线D平移。在所示的示例中，扬声器10包括电连接到可移动组件14的单个激励源16。

磁路12相对于可移动组件14轴向地限定扬声器10的后侧。

在所示的示例中，磁路12限定分别从可移动组件14接收第一线圈22和第二线圈24的第一气隙18和第二气隙20。

在未示出的变型中，磁路12限定多于两个的气隙，例如三个，并且这些气隙中的每一个从可移动组件14接收线圈。

在所示的示例中，磁路12具有可绕D轴旋转的大体形状。

第一气隙18和第二气隙20例如是环形且同心的。

磁路12包括磁导引器26、环28和例如有利地是永久的磁体30。

如图1中可以看到的，磁导引器26具有围绕D轴的“U”形。“U”轴向地向前开口。

磁路26具有与环28一起限定第一气隙18的径向内支腿32。磁导向器26具有与环28一起限定第二气隙20的径向外支腿34。

磁导向器26和环28由适于传导磁场线36、38的金属材料制成，这些磁场线由磁体30产生并在磁路12中形成环路。

在所示的示例中，磁导向器26形成扬声器10的框架。

磁体30是本领域技术人员本身已知的类型。有利地，磁体30轴向地位于环28与由磁导向器26形成的“U”形的基部40之间。

有利地，磁体30径向地位于第一气隙18与第二气隙20之间。换言之，磁体30的径向延伸小于或等于环28的径向延伸，磁体径向地延伸既不超过环28也不低于环28。这简化了磁路12。

磁体30适于生成磁场线36(图1中仅示出了其中之一)，该磁场线穿过环28的一部分、第一气隙18、磁导引器26的腿部32以及磁导引器的基部40的一部分。磁体30还适于生成磁场线38(图1中仅示出了其中之一)，该磁场线穿过环28的另一部分、第二气隙20、磁到引起26的支腿34以及基部40的另一部分。

在未示出的变型中，磁路12具有与图1、图3和图4所示布置不同的布置。例如，磁体30位于磁路12上的不同位置。在另一示例中，磁路12具有若干磁体。

如图1中看到的，除了第一线圈22和第二线圈24之外，可移动组件14还包括刚性膜片42、第一线圈22附接到的第一线圈保持器44、以及第二线圈24附接到的第二线圈保持器46。

膜片42通过柔性接头48连接到附接于磁路12的部分50。

膜片42例如由金属、金属合金制成，由未填充或有利地填充的注射塑料、石墨烯、纸或任何基于碳纤维或玻璃纤维的材料制成。

刚性膜片42有利地具有大于1GPa(吉帕斯卡)的杨氏模量。例如，刚性膜片42具有0.02至5mm之间的厚度。

刚性膜片42具有限定外径D3的径向外边缘49。

在图1所示的示例中，刚性膜片42是平坦的。而且，在该示例中，刚性膜片42形成垂直于轴线D的圆盘。

根据图2所示的变型，膜片42不是平坦的，而是形成以D轴为中心的球体的一部分。另外，图2所示的刚性膜片42限定了例如以D轴为中心的开口50。

在图2中，开口50由刚性膜片42的径向内边缘52界定，该边缘例如为圆形。

在未示出的另一变型中，刚性膜片42形成锥体或锥体的一部分，诸如截锥体。

在另外的变型中，刚性膜片42有利地是凸面的，具有面向前的凸面。例如，膜片42形成球形帽。

在另外的变型中，刚性膜片42是凹面的，具有面向前的凹面。

第一线圈保持器44和第二线圈保持器46在图中示意性地示出为简单的圆柱体。实际上，第一线圈保持器44和第二线圈保持器46可以具有更复杂的形状，诸如格子形状。

第一线圈保持器44和第二线圈保持器46分别与刚性膜片42形成第一接合部54和第二接合部56。

第一接合部54和第二接合部56相对于D轴同心，并且分别限定第一接合部直径D1和大于第一接合部直径D1的第二接合部直径D2。

在限定接合部直径中存在模糊性的情况下，接合部的径向外表面被认为是限定接合部直径。

在图1所示的示例中，第二接合部直径D2小于外径D3的97％。

第一接合部直径D1则采用以mm计的大于或等于0且小于第二接合部直径D2的任何值。

根据未示出的变型，第二接合部直径D2大于或等于外径D3的97％，即，第二接合部56在径向上非常靠近膜片42的边缘49。在这种情况下，第一接合部直径D1大于外径D3的40％。

有利地，第一接合部直径D1是第二接合部直径D2的60％至95％，优选85％至95％。

有利地，第二接合部直径D2是外径D3的55％至100％，优选75％至100％。

在图1中，激励源16电连接到彼此并联的第一线圈22和第二线圈24。

对于由第一线圈22和第二线圈24构成的组件，该并联配置使得可以对于适度的总力因子(与施加在刚性膜片42上的总力成比例)获得适度的总电阻抗(在非常低的频率的情况下与电阻相当)。实际上：

整体阻抗为：

Z＝(Z1xZ2)/(Z1+Z2)

并且总力因子(overall force factor)为：

B＝(B1xZ2-B2xZ1)/(Z1+Z2)

其中，

Z1是第一线圈22的阻抗，

Z2是第二线圈24的阻抗，

B1是第一线圈22的力因子(force factor)，并且

B2是第二线圈24的力因子。

在这种情况下，激励源16适于向第一线圈22和第二线圈24发送相同的信号S。

根据图3中所示的变型，第一线圈22和第二线圈24串联地电连接到激励源16。

与并联配置相比，该配置具有以高总电阻抗为代价获得非常高的总力因子的优点。

实际上，在该串联配置中：

Z＝Z1+Z2，并且

B＝B1+B2

在图4所示的变型中，扬声器10包括被配置为向第一线圈22发送第一电信号S1的第一激励源16A、以及与第一激励源16A分离的被配置为向第二线圈24发送第二电信号S2的第二激励源16B。

有利地，这使得能够在第一接合部54和第二接合部56处调节由第一线圈保持器44和第二线圈保持器46传递到刚性膜片42的机械应力。

例如，如果刚性膜片42在共振频率下具有节点N(图4)，该节点N径向地位于第一接合部54与第二接合部56之间，则变得可以对刚性膜片42的相对于节点N在径向外部的部分58和相对于节点N在径向内部的部分60施加不同的应力。

有利地，第一电信号S1和第二电信号S2至少在给定的持续时间内分别包括其间具有预定相移的频率分量。例如，这些频率分量是同相的(0°相移)，或者相反地是反相的(180°相移)。

根据特定实施方式，相移具有在0°与360°之间的另一值。

这在图5中示出。例如，第一信号S1包括频率分量f1，第二信号S2包括频率分量f2，该频率分量f2具有与频率分量f1相同的频率，但是与频率分量f1反相。

在另一示例中，第二信号S2包括频率分量f2'，该频率分量具有与频率分量f1相同的频率，但是具有预定相移62。

有利地，所施加的相移仅与某些频率相关，例如包括刚性膜片42的共振频率的频率范围。

根据特定实施方式，施加于频率分量的相移取决于频率。

由此，可以通过向两个部分58、60发送彼此同相的、有利地成比例的振幅的两个信号，使这两个部分的运动更接近同相运动，来增加刚性膜片42的总声级(overall soundlevel)。

还可以通过向部分58、60中的一个发送有利地与其自然运动成比例且异相的振幅应力通过减慢该部分的运动来降低声级。

由于上述特征，特别是存在与刚性膜片的接合部具有上述直径的两个线圈保持器，扬声器10具有减小的声音失真。

实际上，即使刚性膜片具有其自身的对应于对扬声器的音质有害的某些频率的共振模式，通过这两个接合部将机械应力传递到膜片的事实也使得可以通过将这些共振模式的出现频率推向高频来限制共振的影响。由此，这些模式将不太可能被扬声器的操作激励。

而且，如果扬声器可选地包括分别连接到第一线圈和第二线圈的至少两个不同的激励源，则该“无源”稳定效应与“有源”稳定效应耦合，该“有源”稳定效应在于调制第一电信号S1和第二电信号S2，以便限制或者相反地增加由膜片的部分58、60发射的声级。

Claims

1.一种扬声器(10)，包括磁路(12)和可相对于所述磁路(12)沿着所述扬声器的轴线(D)移动的组件(14)，所述可移动组件(14)包括：

-刚性膜片(42)，所述刚性膜片适于发射声波并且限定外径(D3)；

-至少第一线圈保持器(44)和第二线圈保持器(46)，所述至少第一线圈保持器(44)和第二线圈保持器(46)附接到所述刚性膜片(42)；

-至少第一线圈(22)和第二线圈(24)，所述至少第一线圈(22)和第二线圈(24)分别附接到所述第一线圈保持器(44)和所述第二线圈保持器(46)，并且分别位于由所述磁路(12)限定的第一气隙(18)和第二气隙(20)中，

所述第一线圈保持器(44)和所述第二线圈保持器(46)分别与所述刚性膜片(42)形成第一接合部(54)和第二接合部(56)，所述第一接合部(54)和所述第二接合部(56)相对于所述轴线(D)同心并且分别限定第一接合部直径(D1)和大于所述第一接合部直径(D1)的第二接合部直径(D2)，所述第二接合部直径(D2)为：

-小于所述外径(D3)的97％，或

-大于或等于所述外径(D3)的97％，所述第一接合部直径(D1)则大于所述外径(D3)的40％。

2.根据权利要求1所述的扬声器(10)，其中，所述刚性膜片(42)是平坦的，或者形成球体或锥体的一部分。

3.根据权利要求1所述的扬声器(10)，其中，所述刚性膜片(42)限定以所述轴线(D)为中心并且径向延伸超过所述第一接合部(54)的开口(50)。

4.根据权利要求1所述的扬声器(10)，其中，所述第一线圈保持器(44)和所述第二线圈保持器(46)具有围绕所述轴线(D)的大体旋转形状。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的扬声器(10)，包括电连接到所述第一线圈(22)和所述第二线圈(24)的同一激励源(16)。

6.根据权利要求5所述的扬声器(10)，其中，所述第一线圈(22)和所述第二线圈(24)并联地电连接到所述激励源(16)。

7.根据权利要求5所述的扬声器(10)，其中，所述第一线圈(22)和所述第二线圈(24)串联地电连接到所述激励源(16)。

8.根据权利要求1至4中任意一项所述的扬声器(10)，包括至少第一激励源(16A)和第二激励源(16B)，所述至少第一激励源(16A)和第二激励源(16B)彼此分离，并且被配置为分别向所述第一线圈(22)和所述第二线圈(24)发送第一电信号(S1)和第二电信号(S2)。

9.根据权利要求8所述的扬声器(10)，其中，所述第一电信号(S1)和所述第二电信号(S2)分别包括其间具有预定相移(62)的频率分量(f1、f2)。

10.根据权利要求1至4中任意一项所述的扬声器(10)，其中，所述磁路(12)包括相对于所述轴线(D)径向地定位在所述第一气隙(18)与所述第二气隙(20)之间的永磁体(30)。