CN117221796A - 扬声器和相关的电子声音信号电路、声音系统和制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及扬声器和相关的电子声音信号电路、声音系统和制造方法。本发明涉及一种扬声器，其包括具有至少两个音圈的线圈装置、磁体系统和固定到线圈装置和磁体系统的振膜。振膜具有第一柔量，并且与线圈装置一起引起用于振膜的振动的第一谐振频率。此外，扬声器包括具有第二柔量的第二连接器，其互连音圈。第二连接器与音圈一起引起用于振膜的振动的更高的第二谐振频率。此外，本发明涉及一种电子声音信号电路，其被设计为输出具有频率相关相移的线圈信号。此外，本发明涉及一种包括电子声音信号电路和上述类型的扬声器的声音系统以及一种用于制造线圈装置的方法。

Description

扬声器和相关的电子声音信号电路、声音系统和制造方法

技术领域

本申请涉及具有改善的频率响应的扬声器和相关的电子声音信号电路、声音系统和制造方法。

背景技术

根据现有技术的扬声器，馈送到音圈的电声音输入信号在磁体系统的磁场中产生力，并引起线圈装置和磁体系统之间的运动。振膜又根据电声音输入信号移动。结果，对应于电声音输入信号的声音从振膜发出。

存在降低功耗和提高技术设备效率的一般愿望。这对于移动设备尤其如此，移动设备的操作时间基本上取决于内置系统的效率。因此，还希望降低功耗并提高声音系统的效率，尤其是移动设备的声音系统的效率。

发明内容

本发明涉及一种扬声器，所述扬声器包括具有至少两个音圈的线圈装置、磁体系统和振膜。每个音圈具有环形的电导体，该电导体围绕环形部分中的线圈轴线延伸。当在平行于线圈轴线的方向上观察时，音圈是环形的，每个音圈具有内圆周和外圆周，并且在所述方向上相互叠放。磁体系统被设计成产生横向于环形部分中的音圈的导体的磁场。振膜被固定到线圈装置并直接或间接地固定到磁体系统。振膜在线圈装置和磁体系统之间形成具有第一柔量的第一连接器，并且振膜与线圈装置一起引起振膜在平行于线圈轴线的方向上振动的第一谐振频率。

此外，本发明涉及一种电子声音信号电路，其包括被设计为接收声音输入信号的声音输入端，以及至少两个声音输出端，每个声音输出端被设计为将线圈信号馈送到扬声器的线圈装置的音圈之一。

此外，本发明涉及一种声音系统，其包括电子声音信号电路和上述类型的扬声器，其中，电子声音信号电路的声音输出端各自与线圈装置的音圈连接。

最后，本发明涉及一种制造线圈装置的方法，该方法包括以下步骤：

-提供至少两个音圈，其中，这些音圈中的每一个具有在一个环形部分中围绕一个线圈轴线延伸的呈环形状的一个电导体，其中，这些音圈当在平行于该线圈轴线的方向上观察时是环形的并且其中，每个音圈具有一个内圆周和一个外圆周，

-在该线圈装置的这些音圈中的至少一个上施加一个胶层或胶垫，

-在平行于所述线圈轴线的方向上将所述音圈相互叠放，

-通过使用所述胶层或胶垫将所述音圈粘结在一起而连接所述线圈装置的所述音圈，以及

-将所述音圈彼此移动直到在所述音圈之间获得期望的间隙。

因此，本发明的目的是提供更好的扬声器、更好的电子声音信号电路、更好的声音系统和更好的制造方法。特别地，应当提高声音系统的效率。

本发明的目的通过如上面段落中所限定的扬声器来解决，其中，所述扬声器还包括具有第二柔量的第二连接器，其中，所述第二连接器连接所述线圈装置的音圈，其中，所述第二连接器与所述线圈装置的音圈一起引起用于所述振膜在平行于所述线圈轴线的方向上振动的第二谐振频率，并且其中，所述第二谐振频率高于所述第一谐振频率。

此外，本发明的目的通过在上面段落中定义的电子声音信号电路来解决，其中，电子声音信号电路被设计成输出与声音输入信号在它们的时程方面相对应但彼此相移的线圈信号，其中，相移取决于声音输入信号的频率。

此外，本发明的目的通过一种声音系统来实现，该声音系统包括电子声音信号电路和上述类型的扬声器，其中，电子声音信号电路的声音输出端均与线圈装置的音圈相连。

最后，本发明的目的通过在上面段落中限定的制造方法来解决，其中，

-音圈彼此移动，直到在音圈之间获得期望的间隙。其中，在设置在所述音圈的内圆周上的期望胶珠的每个位置处，所述胶层或胶垫到达所述音圈的内圆周，并且在设置在所述音圈的外圆周上的期望胶珠的每个位置处，所述胶层或胶垫到达所述音圈的外圆周，并且其中

-另外，所述线圈装置的所述音圈通过在前述位置处将胶珠施加到所述音圈来连接。

通过上述措施，扬声器提供第二谐振频率，通过该第二谐振频率可以影响和改善扬声器的频率响应。第二谐振频率高于第一谐振频率，因此可以在更高的频率下改善扬声器的频率响应。为此，音圈接收线圈相移线圈信号。通过这样做，可以以频率响应在第二谐振频率处达到峰值的方式来调谐或设计声音系统。同时，在该第二谐振频率处降低了声音系统的功耗。因此，通过所提出的措施可以提高整体效率。此外，所提出的方法允许为上述类型的扬声器或声音系统提供有利的线圈装置。详细地，胶层或胶垫阻止胶珠到达音圈之间的间隙，这会降低输出声音的质量。

通常，第一谐振频率由音圈的共同运动产生，而第二谐振频率由音圈相对于彼此或分别以不同速度的运动产生。所讨论的振膜振动是指其活塞运动。还应当注意的是，不应排除影响第一谐振频率和第二谐振频率的附加因素，但是无论如何，第一谐振频率主要由振膜与线圈装置一起引起，而第二谐振频率主要由第二连接器与音圈一起引起。

所提出的措施通常适用于扬声器，特别是微型扬声器，其振膜面积小于600mm²和/或其后部容积在200mm³到2cm³的范围内。这种微型扬声器用于所有类型的移动设备，例如移动电话，移动音乐设备，膝上型电脑和/或耳机。在这一点上应当注意，微型扬声器不一定包括其自己的后部容积，而是可以使用扬声器内置的设备空间作为后部容积。这意味着，扬声器不必包括其自己的(封闭的)外壳，而可以仅包括(开放的)框架。这种扬声器内置的设备的后部容积通常小于10cm³。

音圈的电导体可以具有圆形横截面并形成线圈导线，或者可以是平的并形成线圈箔。微型扬声器的线圈导线的直径有利地为≤110μm。根据具体情况，电导体还可以包括金属芯上的(电绝缘)涂层。线圈箔可与其间的胶层堆叠以形成音圈。第二连接器还可以包括多个电连接线圈装置的音圈的导线。

有利地，当在平行于线圈轴线的方向上测量时，在处于相邻音圈的空闲位置时相邻音圈之间的距离或间隙(g)在5到150μm的范围内。这样，可以以良好的方式提高高频扬声器的效率。

所提出的措施特别适用于扬声器，其中，线圈装置包括安装到振膜的第一音圈和通过第二连接器连接到第一音圈的第二音圈。换言之，所提出的措施特别适用于仅具有两个音圈的扬声器，其中，线圈装置形成双质量弹簧系统。然而，所提出的措施也适用于具有多于两个彼此振动的音圈的更复杂的系统。这样的系统则具有大于第二谐振频率。因此，扬声器的频率响应会受到更多的影响。

在提出的扬声器、所提出的电子声音信号电路、所提出的声音系统电路、所提出的声音系统和所提出的制造方法的进一步细节和优点将变得显而易见。

有利地，第二谐振频率低于30kHz。以这种方式，在第二谐振频率处的扬声器的频率响应的峰值，被认为是足够宽的，可以到达可听声音的区域中，并且在非常高的频率处提高扬声器的效率。为了改善所述效果，第二谐振频率也可以低于25kHz，甚至低于20kHz。然而，应当注意，所提出的扬声器、所提出的电子声音信号电路、所提出的声音系统和所提出的制造方法原则上也适用于超声系统。

有利地，第二谐振频率比第一谐振频率高至少三倍，特别是比第一谐振频率高至少十倍。这样，第一谐振频率和第二谐振频率以及它们在扬声器的频率响应中的相关峰值被彼此相当大地间隔开。

有利地，以下等式中的变量K₁是在1.0·10^-8至6.5·10^-7的范围内，特别是在2.5·10^-8至1.5·10^-7的范围内，

K₁＝c₁·(m₁+m₂+m₃)

其中，c₁是第一连接器或振膜的第一柔量，m₁是第一音圈的质量，m₂是第二音圈的质量，并且m₃是振膜的刚性部分或圆顶的质量。这样，第一谐振频率可以被设置在200Hz到1.6kHz的范围内，特别是在410Hz到1kHz的范围内。

此外，如果以下等式中的变量K₂是在1.0·10^-10至4.0·10^-10的范围内，特别是在2.0·10^-10至3.0·10^-10的范围内，则是有益的：

其中，c₁是该第一连接器或振膜的第一柔量，c₂是该第二连接器的第二柔量，m₁是该第一音圈的质量，m₂是该第二音圈的质量，并且m₃是该振膜的刚性部分或圆顶的质量。这样，第二谐振频率可以被设置在8kHz到16kHz的范围内，特别是在9.2kHz到11.2kHz的范围内。

有利地，第二连接器的刚度或弹簧常数可分别设定在0.01N/μm至0.1N/μm的范围内，或者第二连接器的柔量可设定在10μm/N至100μm/N的范围内。这些措施还支持扬声器在有用范围内的频率响应的峰值。

有利地，由第二连接器引起的第二谐振频率的品质因数在1到20的范围内。这些措施支持具有有利宽度的扬声器的频率响应的峰值，并且分别避免输出声音的失真。

在扬声器的一个实施方式中，第二连接器被实施为或包括在线圈装置的音圈之间的胶层。这里，胶层完全覆盖音圈的连接区域，该连接区域彼此面对并且垂直于线圈轴线定向。通过所提出的措施，获得了音圈的持久连接。

可替换地，第二连接器可以包括多个子部分，每个子部分被实施为或包括连接线圈装置的音圈的胶垫。胶垫部分地覆盖音圈的连接区域，所述连接区域彼此面对并且垂直于线圈轴线定向。通过所提出的措施，也获得了音圈的持久连接。然而，考虑到完全覆盖音圈的连接区域的相同材料的胶层，可以减小第二连接器的弹簧常数。

有利地，胶层或胶垫由肖氏硬度为00-5至A-20和/或撕裂伸长率大于100％的塑料制成。邵氏硬度是指示材料有多软或多硬的量度。邵氏00标度用于额外的软材料，邵氏A标度用于软材料，邵氏D标度用于半刚性和硬材料。因此，对于胶层或胶垫提出了相当的软材料，其对第二连接器的弹簧常数贡献不大。

应当注意，在本公开的上下文中的“胶层”或“胶垫”特别地包括以液体或糊状形式施加在音圈上的胶，以及在一面或两面上具有粘合剂层的条带或垫。所述条带或垫可以由连续或泡沫材料制成。因此，在本公开的上下文中的“胶层”或“胶垫”还包括“垫圈”(其密封功能在此不集中)。

在另一个实施方式中，第二连接器包括多个子部分，每个子部分被实施为或包括胶珠，所述胶珠在它们的内圆周或外圆周处连接该线圈装置的音圈。特别地，胶珠可以在平行于线圈轴线的方向上延伸。这样，音圈通过一种“胶柱”相互连接。通过改变胶珠的数量，横截面和材料，可以以非常好的方式影响第二连接器的弹簧常数。

有利地，胶珠由肖氏硬度为A-20至D-50和/或撕裂伸长率大于200％的塑料制成。这样，尽管第二连接器具有相对较小的横截面积，但是胶珠可相当大地有助于第二连接器的弹簧常数。

在又一个实施方式中，第二连接器包括多个子部分，每个子部分被实施为连接线圈装置的音圈的条带，并且其沿着所连接的音圈的内圆周或外圆周延伸并且被附接到所连接的音圈的内圆周或外圆周。“条带”是主体，其具有沿第一正交方向延伸的厚度，沿第二正交方向延伸的宽度和沿第三正交方向延伸的长度，其中，条带的宽度和长度基本上大于其厚度。在条带较长的情况下，长度可以基本上大于宽度，但是在条带较短的情况下，长度也可以与宽度相同。应当注意，沿着所连接的音圈的内圆周或外圆周延伸的条带可以得到具有不同总延伸的更复杂的空间形状，例如当它不是直线延伸而是沿着圆或角延伸时。然而，在小的部分内，上述保持真实。特别地，该条带可以具有粘合层，通过该粘合层将该条带连接到音圈。通过改变条带的数量，横截面和材料，也可以以非常好的方式影响第二连接器的弹簧常数。

有利地，所述条带可包括一个或更多个波纹。这样，可以通过给予相同的特殊形状来影响条带的柔量。特别地，波纹可以沿着线圈装置的音圈之间的间隙延伸。这样，可以获得拉伸(即，当音圈彼此远离移动时)和压缩(即，当音圈彼此相向移动时)的类似弹簧特性。

有利地，条带的厚度可以在5μm至50μm的范围内，特别是在5μm至20μm的范围内。通过这些措施，条带具有足够长的长期稳定性并在有用的范围内提供弹簧特性。

有利地，条带可由杨氏模量为2MPa至2Gpa的热塑性弹性体或杨氏模量为100MPa至12Gpa的热塑性塑料制成，或包括杨氏模量为2MPa至2Gpa的热塑性弹性体或杨氏模量为100MPa至12Gpa的热塑性塑料。通过这些措施，条带具有足够长的长期稳定性，并且还在有用的范围内提供弹簧特性。

在给定上下文中的“塑料”尤其可以是：

-热塑性塑料的组的任何成员。

-一层或更多层热塑性层与一层或更多层丙烯酸酯、聚氨酯、橡胶、硅氧烷或硅烷改性聚合物的任何组合。

-分别为热塑性弹性体(TPE)或热塑性橡胶的组的任何成员。

-一层或更多层热塑性弹性体层与一层或更多层丙烯酸酯、聚氨酯、橡胶、硅氧烷或硅烷改性聚合物的任何组合。

-热塑性弹性体的任何共混物。

-该组橡胶中的任何成员，并且特别是硅橡胶。

-一层或更多层硅橡胶与一层或更多层丙烯酸酯、氨基甲酸酯、橡胶、硅氧烷或硅烷改性聚合物的任何组合。

-热塑性塑料层和/或热塑性弹性体和/或硅橡胶和/或丙烯酸酯、聚氨酯、橡胶、硅酮或硅烷改性的聚合物层的任何组合。

在以上上下文中的“热塑性塑料”尤其可以是聚醚醚酮(PEEK、PEAK)、聚碳酸酯(PC)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。

在以上上下文中的“热塑性弹性体”或“热塑性橡胶”尤其可以是热塑性聚氨酯(TPU)或热塑性共聚酯(TPC、TPE-E)。

在硅橡胶的情况下，其可作为硅酮片提供或可被喷涂。

在又一个实施方式中，第二连接器可以包括多个子部分，每个子部分被实施为连接或联接线圈装置的音圈的第一弹簧臂，并且它们一起形成第一弹簧装置。特别地，第一弹簧臂可以由金属制成或包括金属。在给定的上下文中，“金属”特别可以是铝及其合金、铜及其合金和不锈钢。这样，对于第二连接器可以获得非常好的弹簧特性。

有利地，扬声器可以还包括第二弹簧臂的装置，每个第二弹簧臂具有第一端和第二端，其中，每个第二弹簧臂在其第一端处连接到第二音圈，在其第二端处连接到扬声器的框架，并且在从两端偏移的连接点处连接到第一弹簧装置的第一弹簧臂。这样，可以稳定线圈装置的运动，并且可以影响第一谐振频率和第二谐振频率。特别地，第二弹簧臂可用作悬架系统。第二弹簧臂也可以被看作线圈装置和公共框架之间的第三连接器，其增加了用于振膜在平行于线圈轴线的方向上振动的第一谐振频率，而无需进一步的措施。为了保持低的第一谐振频率，第一连接器应该根据第三连接器的增加的刚度而变得更软。特别地，第二弹簧臂可以由金属制成或包括金属。在给定的上下文中，“金属”也可以是铝及其合金、铜及其合金和不锈钢。

在非常有利的实施方式中，当在平行于线圈轴线的方向上观察时，音圈的形状可以像多边形，其中，子部分布置在多边形的拐角中，特别是排他地布置在多边形的拐角中。这意味着一个或更多个胶垫、一个或更多个胶珠、一个或更多个条带和/或一个或更多个第一弹簧臂可以被布置在多边形线圈的拐角中。以这种方式，子部件被布置在磁通量通常不是很高的区域中，因此无论如何对音圈的运动没有太大贡献。

在另一个有利的实施方式中，当在平行于线圈轴线的方向上观察时，音圈的形状像多边形，其中，子部分布置在多边形的纵向侧，特别是排他地布置在纵向侧。这意味着一个或更多个胶垫、一个或更多个胶珠、一个或更多个条带和/或一个或更多个第一弹簧臂可布置在多边形线圈的纵向侧处。以这种方式，特别是像条带的长子部分可以用于连接音圈。

通常，胶层或胶垫、胶珠、条带和第一弹簧臂可以以任何期望的组合单独使用。

例如，在非常有利的解决方案中，

-第二连接器包括在线圈装置的音圈之间的胶层或胶垫，并且

-第二连接器还包括胶珠，胶珠在其内圆周或外圆周处连接线圈装置的音圈。

通过这些措施，结合了胶层或胶垫和胶珠的有利特征。例如，胶层或胶垫可以由非常软的材料构成，而胶珠可以由更强的材料形成。

如果胶层或胶垫如下所限定的，则在上述上下文中是非常有利的：

-在布置在所述内圆周上的每个胶珠处到达音圈的内圆周，并且

-在布置在所述外圆周上的每个胶珠处到达音圈的外圆周。

在该实施方式中，胶层或胶垫阻碍胶珠到达音圈之间的间隙，这会降低输出声音的质量。在这一点上，还参考所提出的制造方法。

有利地，当沿平行于线圈轴线的方向观察时，音圈的形状类似多边形，并且胶垫和胶珠设置在多边形的拐角中。换句话说，当沿平行于线圈轴线的方向观察时，音圈的形状像多边形，其中，第二连接器包括在线圈装置的音圈之间设置在多边形的拐角中的胶层或胶垫，并且其中，第二连接器还包括胶珠，胶珠在其内圆周或外圆周处连接线圈装置的音圈，并且胶珠设置在多边形的拐角中。同样，以这种方式，给定的子部件被布置在磁通量通常不是很高的区域中，因此无论如何对音圈的运动没有太大贡献。

在另一个有利的实施方式中，第二连接器还可以包括连接线圈装置的音圈的多个条带，所述多个条带在多边形的纵向侧面处沿着所连接的音圈的内圆周或外圆周延伸并且附接到所连接的音圈的内圆周或外圆周。这样，可以提高线圈装置的稳定性。特别地，可以使用波纹条带，使得波纹条带提供类似的拉伸和压缩特性。

在另一有利实施方式中，

-当沿平行于所述线圈轴线的方向观察时，所述音圈的形状像多边形，

-所述第二连接器包括在所述线圈装置的所述音圈之间设置在所述多边形的拐角中的胶层或胶垫，以及

-第二连接器还包括多个连接该线圈装置的音圈的条带，这些音圈在该多边形的纵向侧边处沿着所连接的音圈的内圆周或外圆周延伸并且附接到所连接的音圈的内圆周或外圆周。

通过这些措施，胶层或胶垫和胶条带的有利特征被组合。例如，胶层或胶垫可以由非常软的材料构成，而条带可以由更强的材料形成。

通常，音圈可以相同或不同。如果它们是相同的，则可以容易地制造线圈装置。如果它们不同，则可以进一步影响扬声器的频率响应。例如，音圈可以由不同的材料制成，可以具有不同数量的绕组，可以具有不同的质量和/或可以具有不同的高度。

有利地，在阈值频率以下电子声音信号电路中的相移可以<5°，然后在阈值频率以上可以上升。因此，支持在第二谐振频率处扬声器的频率响应中产生相当大的峰值。

此外，如果阈值频率在第一谐振频率和第二谐振频率之间，则是有益的。因此，也支持在第二谐振频率处扬声器的频率响应中产生相当大的峰值。例如，阈值频率可以在3kHz到6kHz的范围内。

有利地，电子声音信号电路可以包括电子移相器，其被提供来执行线圈信号的相移。这样，使用已证实的装置来执行期望的相移。例如，电子移相器可以实现为全通滤波器，其可以通过无源或有源模拟电路以及数字电路来实现。非相移线圈信号可以被延迟电路延迟以考虑电子移相器的与相位无关的延迟(即，也存在于0°相移的延迟)。

在电子声音信号电路的有利实施方式中，由电子声音信号电路输出的最大线圈信号小于线圈信号，这导致线圈装置的音圈之间的主体接触。通过这些措施，输出声音的质量不会由于音圈的主体接触而恶化。

在一个实施方式中，电子声音信号电路的至少两个声音输出端每个都可以由每个音圈的两个导线形成。详细地，电子声音信号电路的第一放大器可以通过两个导线连接到第一音圈，并且电子声音信号电路的第二放大器可以通过另外的两个导线连接到第二音圈。

在电子声音信号电路的另一个非常有利的实施方式中，至少两个声音输出中的每一个由每个音圈的第一单个导线和在两个音圈之间共享的第二公共导线形成。因此，根据上述实施方式，可以节省一个声音输出和一个电线。例如，每个具有两个串联晶体管的三个半桥可以连接到电子声音信号电路的声音输出。在本文中应当注意，连接到公共声音输出端或公共导线的半桥所承载的负载或电流可以达到其他半桥所承载的负载或电流的两倍。因此，公共半桥可以由晶体管构成，其允许比其它半桥的晶体管更高的电流。还可以对所有半桥使用相同的晶体管，并使公共半桥加倍。那就意味着存在两个平行的公共半桥。因此，可以容易地生产电子声音信号电路。使用相同晶体管的另一种可能性是使连接到单个输出或线的半桥的晶体管超尺寸。

附图说明

本发明的这些和其他方面、特征、细节、效用和优点将从以下详细描述，所附权利要求书和附图中变得更加完全显而易见，其中，这些附图示出了根据本发明的示例性实施方式的特征，并且其中：

图1以分解图示出了扬声器的示例；

图2示出了图1的扬声器的截面图；

图3示出了从下面看的图1的扬声器的倾斜横截面图；

图4示出了具有振膜的一部分和被实施为胶层的第二连接器的线圈装置的详细截面图；

图5与图4类似，但具有一个第二连接器，该第二连接器被实施为一个条带；

图6示出了由扬声器形成的振动系统的示意图；

图7示出了示例性声音信号电路的示意电路图；

图8示出了扬声器的阻抗对频率的曲线图；

图9示出了线圈信号之间在频率上的相移的曲线图；

图10示出了扬声器的声压级相对于频率的曲线图；

图11示出了扬声器的功耗对频率的曲线图；

图12示出了振动系统的等效电路；

图13示出了线圈装置的详细截面图，该线圈装置具有振膜的一部分以及被实施为波纹条带的第二连接器；

图14与图5类似，但在音圈之间具有附加胶层；

图15是具有第二连接器的线圈装置的斜视图，该第二连接器被实施为在这些音圈的纵向侧上的波纹条带；

图16是在音圈的拐角处具有胶垫和胶珠的线圈装置的斜视图；

图17与图16类似，但在音圈的纵向侧上具有附加的波纹条带；

图18是音圈的俯视图，胶层完全覆盖音圈的连接面；

图19为音圈的俯视图，音圈的连接面上条带有胶垫；

图20是在音圈的外圆周上具有连接条带的线圈装置的顶视图；

图21与图20类似，但在音圈的内圆周上具有连接条带；

图22是在音圈的外部纵向侧上具有连接条带的线圈装置的顶视图；

图23与图22类似，但在音圈的内纵向侧上具有连接条带；

图24是在音圈的拐角处具有连接条带的线圈装置的顶视图；

图25与图24类似，但在音圈的内纵向侧上具有附加的连接条带；

图26是在音圈的每个拐角中具有多个连接条带的线圈装置的顶视图；

图27是具有被实施为第一曲折状弹簧臂的第二连接器的线圈装置的侧视图；

图28是在音圈的拐角中具有第一弹簧臂的线圈装置的侧视图；

图29是图28的装置的俯视图；

图30是具有连接到第二弹簧装置的突出部的第一弹簧臂的线圈装置的俯视图；

图31与图28类似，但在音圈之间具有胶垫；

图32是具有3线接口的示例性放大器的示意性电路图；以及

图33示出了在具有不同质量的音圈的情况下扬声器的声压级相对于频率的曲线图。

在几个视图中，相同的附图标记表示相同或等同的部件。

具体实施方式

本文针对各种设备描述了各种实施方式。阐述了许多具体细节以提供对如说明书中所描述和附图中所说明的实施方式的总体结构、功能、制造和使用的透彻理解。然而，所属领域的技术人员将了解，可在没有所述特定细节的情况下实践所述实施方式。在其它情况下，没有详细描述公知的操作、组件和元件，以免模糊本说明书中描述的实施方式。所属领域的技术人员将了解，本文所描述和说明的实施方式是非限制性示例，且因此可了解，本文所揭示的特定结构和功能细节可为代表性的且未必限制实施方式的范围，所述实施方式的范围仅由所附权利要求书界定。

在整个说明书中对“各种实施方式”、“一些实施方式”、“一个实施方式”或“实施方式”等的引用意味着结合该实施方式描述的特定特征，结构或特性被包括在至少一个实施方式中。因此，短语“在各种实施方式中”、“在一些实施方式中”、“在一个实施方式中”或“在实施方式中”等在整个说明书中的地方的出现不一定都指同一实施方式。此外，特定特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合在一个或更多个实施方式中。因此，结合一个实施方式示出或描述的特定特征、结构或特性可以全部或部分地与一个或更多个其它实施方式的特征、结构或特性组合，而没有限制，只要这种组合不是不合逻辑的或非功能性的。

必须注意的是，如本说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指示物，除非内容另外清楚地指明。

说明书和权利要求中的术语“第一”、“第二”等，如果有的话，用于区分相似的元件，而不一定用于描述特定的顺序或时间顺序。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，使得在此描述的本发明的实施方式例如能够以与在此示出或以其他方式描述的顺序不同的顺序操作。此外，术语“包括”、“具有”及其任何变型旨在涵盖非排他性的包含，使得包括一系列要素的过程、方法、物品或装置不必限于这些要素，而是可以包括未明确列出的或此类过程、方法、物品或装置固有的其他要素。

所有方向参考(例如，“正”、“负”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“左”、“右”、“向左”、“向右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“之上”、“之下”、“上方”、“下方”、“垂直”、“水平”、“顺时针”和“逆时针”)仅用于标识目的以帮助读者理解本公开，并且不产生限制，特别是关于本公开的任何方面的位置、取向或使用。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，使得在此描述的本发明的实施方式例如能够在除了在此示出或以其他方式描述的那些取向之外的其他取向上操作。

如本文所使用的，短语“被配置为”、“被配置为用于”和类似短语表示本设备、装置或系统被设计和/或构造(例如，通过适当的硬件、软件和/或组件)为满足一个或更多个特定目的，而不是本设备、装置或系统仅能够执行该目的。

连接参考(例如，“附接”、“联接”、“连接”等)应被广义地解释，并且可包括元件的连接之间的中间构件和元件之间的相对运动。同样地，连接参考不一定意味着两个元件直接连接并且彼此成固定关系。包含在以上描述中或在附图中示出的所有内容应被解释为仅是说明性的而非限制性的。在不脱离所附权利要求所限定的本发明的精神的情况下，可以对细节或结构进行改变。

在说明书和权利要求书中使用的表示测量值等的所有数字应理解为在所有情况下由术语“约”或“基本上”修饰，其特别是指偏离参考值10％。

通过使用图1至图3公开了扬声器1的示例。图1示出了扬声器1的分解图，图2示出了扬声器1的横截面图，图3示出了扬声器1的从下面看的倾斜横截面图。

扬声器1包括具有至少两个音圈3a、3b的线圈装置2，其中，音圈3a、3b中的每一个具有环形的电导体，该电导体在环形部分中围绕线圈轴线A延伸，其中，当在平行于线圈轴线A的方向上观察时，音圈3a、3b是环形的，其中，音圈3a、3b中的每一个具有内圆周和外圆周，并且其中，音圈3a、3b在所述方向上相互叠放。例如，音圈3a、3b的电导体的金属芯的直径可以是≤100μm和/或电导体还可以包括在金属芯上的(电绝缘)涂层。或者，金属箔也可用作电导体。在这个例子中，当从平行于线圈轴线A的方向观察时，音圈3a、3b的形状像多边形。特别地，音圈3a、3b是矩形的。然而，其它形状也是可能的。例如，音圈3a、3b可以是椭圆形或圆形，或者可以具有不同数量的角。

此外，扬声器1包括磁体系统4，该磁体系统4被设计成产生横向于环形部分中的音圈3a、3b的导体的磁场B。该示例中的磁体系统4包括中心磁体5和外部磁体6以及由软铁制成的中心顶板7，由软铁制成的外部顶板8和由软铁制成的底板9。中心磁体5安装在底板9和中心顶板7上，外部磁体6安装在底板9和外部顶板8上。

此外，扬声器1包括振膜10，在该示例中，振膜10包括板形的柔性振膜部分11和刚性振膜部分12。然而，刚性振膜部分12只是可选的并且可以省略。在这种情况下，振膜10仅包括柔性振膜部分11或整体分别是柔性的。振膜10固定到线圈装置2和磁体系统4。因此，振膜10形成线圈装置2和磁体系统4之间的第一连接器，并具有基于其柔性振膜部分11的第一柔量。更详细地，振膜10在其背面固定到线圈装置2和磁体系统4。在振膜10的背面，可以像图1至图3的示例中的情况那样形成可选的后部容积F。

在该示例中，扬声器1包括可选的框架13，振膜10(具体地其柔性振膜部分11)经由该框架13固定到磁体系统4。因此，在该示例中，振膜10间接地固定到磁体系统4。然而，在可选实施方式中，振膜10也可以直接固定到磁体系统4。在后一种情况下，可以省略框架13。

此外，扬声器1包括第二连接器14a，该第二连接器14a连接线圈装置2的音圈3a、3b并且具有第二柔量。由于其柔量，第二连接器14a允许音圈3a、3b在平行于线圈轴线A的偏移方向C上相对彼此运动。

在该实施方式中，第二连接器14a被实施为线圈装置2的音圈3a、3b之间的柔性胶层。然而，存在实施连接器14a的各种可能性，这将在后面详细公开。例如，第二连接器通常可以由或者可以包括胶垫、条带、胶珠和第一弹簧臂来实施，所述第一弹簧臂连接或联接音圈3a、3b并且形成第一弹簧臂装置。

最后，扬声器1包括可选的第二弹簧臂装置15，第二弹簧臂装置15包括连接线圈装置2和磁体系统4的多个第二弹簧臂(或腿或杠杆)16，并且类似于柔性振膜部分11，第二弹簧臂装置15允许线圈装置2和所述磁体系统4之间在平行于线圈轴线A的偏移方向C上的相对运动。在该示例中，第二弹簧臂装置15包括两个弹簧臂子装置，每个弹簧臂子装置具有两个第二弹簧臂16。可替代地，可以使用单个第二弹簧臂16或具有甚至更多(例如四个)第二弹簧臂16的弹簧臂子布置。特别地，第二弹簧臂16可用作悬架系统。

在该示例中，振膜10(详细地，其柔性振膜部分11)、外部磁体6、外部顶板8和底板9安装到框架13。然而，框架13的形状可以不同于所描绘的形状并且可以将一组不同的部件保持在一起。例如，它可以只连接到外部磁体6或外部顶板8。还应当注意，第二弹簧臂装置15不一定直接连接线圈装置2和磁体系统4，而是也可以例如经由框架13(间接地)连接它们。

图4示出了具有振膜10的一部分和胶层14a的线圈装置2的详细截面图。注意，没有可选的第二弹簧臂装置15。图4还明确地示出了两个音圈3a、3b之间的间隙g。

图5示出了线圈装置2的详细截面图，该线圈装置2具有振膜10的一部分和可选的第二连接器17a，该第二连接器17a在该示例中被实施为柔性条带，并沿连接的音圈3a、3b的圆周延伸并连接到连接的音圈3a、3b的圆周。注意，也没有可选的第二弹簧臂装置15。

图6示出了振动系统的示意图，该振动系统由以下部件形成：质量m₁的第一音圈3a、质量m₃的刚性振膜部分12或圆顶(如果有一个)、质量m₂的第二音圈3b、第一柔量c₁和第一阻尼因子D₁的第一连接器或振膜10、以及第二柔量c₂和第二阻尼因子D₂的第二连接器14a、17a。如上所述，第一柔量c₁和第一阻尼因子D₁在该示例中基本上由柔性振膜部分11引起。同样不存在可选的第二弹簧臂装置15。

振膜10(详细地，其柔性振膜部分11)与线圈装置2一起引起用于(尤其)振膜10在平行于线圈轴线A的方向上振动的第一谐振频率fres₁。第二连接器14a、17a与线圈装置2的音圈3a、3b一起产生用于(尤其)振膜10在平行于线圈轴线A的方向上振动的第二谐振频率fres₂(也参见图8至图11)。

第一谐振频率fres₁由音圈3a、3b的共同移动产生，而第二谐振频率fres₂由音圈3a、3b相对于彼此的移动产生。所讨论的振膜振动是指其活塞运动，因此主要是指刚性振膜部分12或圆顶的振动。

有利地，第二连接器14a、17a的柔量c₂在10μm/N至100μm/N的范围内，或者其刚度或弹簧常数分别在0.01N/μm至0.1N/μm的范围内。

图7示出了示例性声音信号电路18，其包括被设计为接收声音输入信号SI的声音输入端19和至少两个声音输出端20a、20b，每个声音输出端被设计为将线圈信号SO1、SO2馈送到扬声器1的线圈装置2的音圈3a、3b之一。具体地，第一声音输出端20a连接到第一音圈3a，第二声音输出端20b连接到第二音圈3b。因此，第一线圈信号SO1被馈送到第一音圈3a，而第二线圈信号SO1被馈送到第二音圈3b。声音信号电路18和扬声器1一起形成声音系统。

电子声音信号电路18被设计成输出线圈信号SO1、SO2，所述线圈信号SO1、SO2与声音输入信号SI在它们的时程方面相对应，它们彼此相移。这意味着第一线圈信号SO1就其形状或时程而言等于第二线圈信号SO2，但是第一线圈信号SO1和第二线圈信号SO2彼此相移。详细地，第一线圈信号SO1和第二线圈信号SO2之间的相移取决于声音输入信号SI的频率。

在该实施方式中，声音输入端19连接到延迟电路21和下游第一放大器22a，并连接到电子移相器23和下游第二放大器22b。移相器23提供第一线圈信号SO1和第二线圈信号SO2之间的所述相移，即，它相对于第一线圈信号SO1延迟第二线圈信号SO2。例如，移相器23可以实现为全通滤波器，其可以由无源或有源模拟电路以及数字电路来实现。

延迟电路21提供恒定延迟以考虑移相器23的与相位无关的延迟。换句话说，即使在相移时，移相器23也延迟第二线圈信号SO2。该延迟是由延迟电路21提供的延迟。放大器(例如，第一放大器22a、第二放大器22b)仅放大声音输入信号SI，并且如果有的话，对于第一线圈信号SO1和第二线圈信号SO2引起相同的延迟。因此，放大器(例如，第一放大器22a、第二放大器22b)对相移/>没有影响。

通常，由电子声音信号电路18输出的最大线圈信号SO1、SO2应小于线圈信号SO1、SO2，线圈信号SO1、SO2引起线圈装置2的音圈3a、3b之间的主体接触。否则，扬声器1的声学性能可能劣化。特别地，当在平行于线圈轴线A的方向上测量时，在处于相邻音圈3a、3b的空闲位置时相邻音圈3a、3b之间的距离或间隙g可以在5μm到150μm的范围内。这样，扬声器1不仅可用于可听声音，而且可用于超声应用。

图8示出了线圈装置2的阻抗Z在频率f上的图。粗线示出了第一音圈3a的阻抗Z，虚线示出了第二音圈3b的阻抗Z，其中，第一线圈信号SO1和第二线圈信号SO2同相(没有相移)。图8清楚地示出了振膜10在平行于线圈轴线A的偏移方向C上振动的第一谐振频率fres₁，其(主要)由第一音圈3a的质量m₁、第二音圈3b的质量m₂和可选的刚性振膜部分12或圆顶的质量m₃以及第一连接器或振膜10的第一柔量c₁产生。

图8还示出了振膜10在平行于线圈轴线A的偏移方向C上振动的第二谐振频率fres₂，其(主要)由第一音圈3a的质量m₁、第二音圈3b的质量m₂和第二连接器14a、17a的第二柔量c₂产生。第二谐振频率fres₂高于第一谐振频率fres₁，特别地，第二谐振频率fres₂可以低于30kHz。在其它实施方式中，第二谐振频率fres₂甚至可以低于25kHz或20kHz。有利地，第二谐振频率fres₂比第一谐振频率fres₁高至少三倍，特别是比第一谐振频率fres₁高至少十倍。

图9示出了频率f上的相移图。图9示出了在大频率范围上的相移/>为零或几乎为零，然后急剧上升。具体地，在阈值频率fthr以下相移/>可以<5°并且在阈值频率fthr以上可以上升。更具体地，阈值频率fthr可以在第一谐振频率fres₁和第二谐振频率fres₂之间。例如，阈值频率fthr可以在3kHz到6kHz的范围内。

图10示出了扬声器1的声压级p在频率f上的图。同样，第二谐振频率fres₂清晰可见。

最后，图11示出了扬声器1的功率P在频率f上的图。虚线表示具有相移的路线，粗线表示没有相移/>可以容易地看出，功耗在第一谐振频率fres₁和第二谐振频率fres₂的区域中急剧下降。

图12示出了与图6所示的振动系统等效的电路。具体地，第一线圈m₁'对应于第一质量m₁，第二线圈m₂'对应于第二质量m₂，第一电容c₁'对应于第一柔量c₁，第二电容c₂'对应于第二柔量c₂，第一电阻器D₁'对应于第一连接器或振膜10的阻尼，并且第二电阻器D₂'对应于第二连接器14a、17a的阻尼。另外，图12通过使用两个回转器来象征性地示出第一线圈信号SO1和第二线圈信号SO2被馈送到系统中的位置。在这一点上应当注意，电等效电路基于力-电压-模拟，这意味着图6所示的振动系统中的力对应于图12的电路中的电压。

阻抗Z1和Z2以及总阻抗Z可以计算如下：

因此，第一谐振频率fres₁和第二谐振频率fres₂可以近似地计算如下：

其中，c_par是来自c₁和c₂的并联电路的所得柔量，并且其中，m_par是来自m₁、m₂和m₃的并联电路的所得质量：

基于图12的等效电路，可以导出以下有利条带件：

有利地，以下等式中的变量K₁是在1.0·10^-8(对应于第一谐振频率fres₁＝1.6kHz)至6.5·10^-7(对应于fres₁＝200Hz)的范围内，特别是在2.5·10^-8(对应于fres₁＝1kHz)至1.5·10^-7(对应于fres₁＝410Hz)的范围内，

K₁＝c₁·(m₁+m₂+m₃)

其中，c₁是第一连接器或振膜10的第一柔量，m₁是第一音圈3a的质量，m₂是第二音圈3b的质量，m₃是可选的刚性振膜部分12或圆顶的质量。

此外，如果下面等式中的变量K₂在1.0·10^-10(对应于第二谐振频率fres₂＝16kHz)至4.0·10^-10(对应于fres₂＝8kHz)的范围内，特别是在2.0×10^-10(对应于fres₂＝11.2kHz)至3.0×10^-10(对应于fres₂＝9.2kHz)的范围内，则是有益的：

其中，c₂是第二连接器14a、17a的第二柔量。

由第二连接器14a、17a特别是由第二连接器14a、17a或第二电阻器D₂'的阻尼分别引起的第二谐振频率fres₂的品质因数有利地可以在1到20的范围内。

在设计声音系统时，尤其可以采取以下步骤：

-限定音圈3a、3b之间的间隙g(例如100μm)。

-导出第二谐振频率fres₂，其中，音圈3a、3b之间的实际距离不超过给定间隙g。换句话说，音圈3a、3b彼此不接触。

-执行声压级p(或具有取决于声压级p的参数的a)的测量，并且同时改变相移并且找到声压级p的最大值。

图13现在示出了类似于图5的布置。相反，条带17b包括波纹，在本例中，该波纹沿着音圈3a、3b之间的间隙g延伸。通过这些措施，对于张力(即，当音圈3a、3b彼此远离地移动时)和压缩(即，当音圈3a、3b彼此朝向地移动时)都可以获得类似的特性。

图14示出了一种装置，其基本上是图4和5的装置的组合，并且都包括胶层14a和条带17a。因此，第二连接器包括多个子部件以及多个不同类型的子部件。

图15示出了线圈装置2的斜视图，其音圈3a、3b通过图13中公开类型的多个条带17b互连。因此，在该实施方式中，第二连接器包括多个子部分，每个子部分被实施为连接音圈3a、3b的条带17b，并且其沿着所连接的音圈3a、3b的内圆周或外圆周延伸并连接到所连接的音圈3a、3b的内圆周或外圆周。在图15的例子中，在音圈3a、3b之间没有胶层14a。然而，也可以有如图14所示的这种胶层14a。

图16示出了可替换的实施方式，其中，线圈装置2的音圈3a、3b通过胶珠24在其内圆周和外圆周处连接，在该实施方式中每个胶珠24在平行于线圈轴线A的方向上延伸。此外，在音圈3a、3b的拐角处，胶垫14b设置在音圈3a、3b之间。因此，第二连接器同样包括多个子部件以及多个不同类型的子部件。

图17示出了一种装置，其基本上是图15和图16的装置的组合。除了图16的布置之外，图17的布置包括连接音圈3a、3b的多个条带17b。因此，第二连接器的子部件的种类甚至更大。

图18示出了第二音圈3b上的顶视图，其完全被胶层14a覆盖。在生产过程中，第一音圈3a放置在胶层14a的顶部以互连音圈3a、3b。因此，在该实施方式中，第二连接器被实施为或包括在音圈3a、3b之间的胶层14a。胶层14a完全覆盖音圈3a、3b的连接区域，这些连接区域彼此面对并且垂直于线圈轴线A定向。

图19与图18类似，但相反，在第二音圈3b的角上有胶垫14b。通常，第二连接器包括多个子部分，在该实施方式中，每个子部分被实施为或包括连接音圈3a、3b的胶垫14b。胶垫14b部分地覆盖音圈3a、3b的连接区域，这些连接区域彼此面对并且垂直于线圈轴线A定向。

图20至图26示出了条带17或连接音圈3a、3b的条带17的不同布置的顶视图。图20示出了条带17位于音圈3a、3b的外圆周上并且条带17沿整个圆周延伸的布置。图21与图20非常相似，但是与之相反，该条带设置在音圈3a、3b的内圆周上。图22示出了一个实施方式，其中，多个条带17设置在多边形音圈3a、3b的外纵向侧上。图23与图22非常相似，但是与之相反，条带17设置在多边形音圈3a、3b的内纵向侧上。图24示出了一种布置，其中，多个条带17布置在多边形音圈3a、3b的外角上。图25是结合了图23和图24的特征的混合实施方式。图26最后示出了类似于图24的实施方式。相反，在多边形音圈3a、3b的每个外角上设置多个较小的条带17。

应当注意，尽管以上描述涉及条带17，但是本技术公开同样适用于胶珠24。这意味着可以提供一个或更多个胶珠24来代替图20至图26的布置中的条带17。例如，胶珠24可以设置在多边形音圈3a、3b的内部纵向侧上，而不是设置在条带17上。

条带17和胶珠24的混合实施方式也是可能的。另外，可以提供胶层14a或胶垫14b。还应当注意，胶垫14b也可以设置在多边形音圈3a、3b的纵向侧上(不仅在拐角处)。

图27示出了具有两个音圈3a、3b和曲折状的第一弹簧臂25a的装置，第一弹簧臂25a连接线圈装置2的音圈3a、3b。第一弹簧臂25a是第二连接器的子部件，并且一起形成第一弹簧装置。此外，图27的装置包括多个导线26，其将线圈装置2的音圈3a、3b电连接到如图7所示的电子声音信号电路18，具体地连接到其声音输出端20a、20b。通常，这样的导线26以不严重影响扬声器1的性能的方式制成。然而，它们增加了系统的刚度和阻尼，因此导线26也可以被认为是第二连接器的子部件。

图28和图29示出了具有两个音圈3a、3b的另一布置，音圈3a、3b具有不同的第一弹簧臂25b，第一弹簧臂25b联接线圈装置2的音圈3a、3b。同样，第一弹簧臂25b是第二连接器的子部件，并且一起形成第一弹簧装置。图28示出了该装置的侧视图，图29示出了俯视图。

此外，图28和图29的装置包括第二弹簧臂16的第二弹簧臂装置15a，每个弹簧臂具有第一端E1和第二端E2。每个第二弹簧臂16在其第一端E1连接到第二音圈3b，在其第二端E2连接到框架13，并且在从两端E1、E2偏移的连接点连接到第一弹簧装置的第一弹簧臂25b。因此，音圈3a、3b可以相对于框架13移动，但也可以相对于彼此移动。

图30示出了与图28和图29所示的布置类似的布置的俯视图。相反，第一弹簧臂25b连接到第二弹簧臂装置15b的单独突起27。因此，与图28和图29的实施方式相反，第一弹簧装置与第二弹簧臂16的第二弹簧臂装置15b分离。图30还清楚地描述了导线26的接触焊盘28。

通常，第二弹簧臂16可以被看作线圈装置2和公共框架13之间的第三连接器，其增加了第一谐振频率fres₁而无需进一步的措施。为了保持低的第一谐振频率fres₁，第一连接器或振膜10可以根据由第三连接器增加的刚度而变得更软。如果扬声器1具有后部容积F(见图2)，这也增加了第一谐振频率fres₁而没有进一步的措施，则类似的考虑也适用。因此，为了保持低的第一谐振频率fres₁，第一连接器或振膜10和/或第三连接器可以根据由后部容积F增加的刚度而变得更软。

在第一弹簧臂25a、25b的情况下“连接”音圈3a、3b意味着音圈3a、3b直接互连，如图27所示的例子中的情况。在第一弹簧臂25a、25b的上下文中“联接”音圈3a、3b意味着音圈3a、3b间接地互连，如图28到图31中所示的示例中的情况。

通常，第一弹簧臂25a、25b和/或第二弹簧臂16可以由金属制成或包括金属。在给定的上下文中，“金属”特别可以是铝及其合金，铜及其合金和不锈钢。

第二弹簧臂16是曲折状的，每个具有两个弓形。然而，第二弹簧臂16可以看起来不同。例如，第二弹簧臂16可具有不同数量的弓形件，并且也可由直的连接段形成。类似的考虑适用于图27的第一弹簧臂25a。

应当注意，导线26仅桥接音圈3a、3b和第二弹簧臂16的第一端E1之间的小距离。因此，第二弹簧臂16电连接导线26和声音信号电路18的两个声音输出端20a、20b(见图7)。因此，在该实施方式中，第二弹簧臂16具有机械功能和电功能，严格地说，声音输出端20a、20b和音圈3a、3b之间的电连接由第二弹簧臂16和导线26形成。然而，在可选实施方式中，导线26也可以直接连接声音输出端20a、20b和音圈3a、3b。在这种情况下，导线26较长并通向框架13。

图31示出了类似于图28至图30所示的布置。相反，图31的布置包括音圈3a、3b之间的胶垫14b。

现在再次参考声音信号电路18。在实施方式中，至少两个声音输出端20a、20b(见图7)中的每一个可以由每个音圈3a、3b的两个导线26形成。换句话说，图7的声音信号电路18仅在信号电平上示出，但是在电气上每个音圈3a、3b有两个连接导线26。详细地，第一放大器22a可以借助于两个导线26连接到第一音圈3a，并且第二放大器22b可以借助于进一步的两个导线26连接到第二音圈3b。

然而，这不是唯一的可能性。图32示出声音信号电路18的放大器22的实施方式，其中，至少两个声音输出端20a、20b每个由每个音圈3a、3b的第一单个导线26a、26a'和在两个音圈3a、3b之间共享的第二公共导线26b形成。详细地，这里的放大器22具有三个半桥BRa..BRc，每个半桥包括两个串联晶体管Ta₁..Tc₂，并且由源电压V_DD供电。半桥BRa..BRc的输出通过使用第一单个导线26a、26a'和第二公共导线26b连接到音圈3a、3b。在这一点上应当注意，音圈3a、3b由图32中的电感L3a、L3b表示。

通过将移相器23和延迟电路21连接或联接到晶体管Ta₁..Tc₂的控制输入端，可以产生线圈信号SO1、SO2。可以通过测量电流Ia和Ic以及电压Va..Vc来控制放大器22的输出功率，进而实现放大器22的过载保护。也可以测量第三电流Ib，或者可以通过公式Ib＝Ic-Ia计算第三电流Ib。

注意，在上述公开中，仅考虑导线26、26a、26b来连接声音输出端20a、20b和音圈3a、3b。然而，如上所述，根据具体情况，第二弹簧臂16也可以具有电功能。

还应当注意，由第一半桥BRa承载的负载或电流Ia可以达到由第二半桥BRb和第二半桥BRc承载的负载或电流Ib、Ic的两倍。因此，第一半桥BRa可以由晶体管Ta₁、Ta₂构成，晶体管Ta₁、Ta₂允许比第二和第三半桥BRb、BRc的晶体管Tb1..Tc₂更高的电流。还可以将相同的晶体管Ta₁..Tc₂用于半桥BRa..BRc，并使第一半桥BRa加倍。那就意味着存在两个平行的第一半桥BRa。因此，可以容易地制造放大器22。使用相同的晶体管Ta₁..Tc₂的另一种可能性是使第二和第三半桥BRb、BRc的晶体管Tb₁..Tc₂尺寸过大。

通常，第二连接器14、17、17a、17b、24、25a、25b及其子部件可以具有不同的第二柔量c₂和不同的第二阻尼因子D₂。这样，可以广泛地影响振动特性。尽管柔量和阻尼在实际材料中表现为一对，但是第二连接器14、17、17a、17b、24、25a、25b及其子部件可以在弹簧侧上更多或者在阻尼侧上更多。

有利地，胶层14a或胶垫14b可由肖氏硬度为00-5至A-20和/或撕裂伸长率大于100％的塑料制成。因此，胶层14a或胶垫14b非常软并且不具有相当大的弹簧常数。原因是胶层14a或胶垫14b由于其相当大的有效面积而对振动特性具有相当大的影响。

胶珠24有利地由肖氏硬度为A-20至D-50和/或撕裂伸长率大于200％的塑料制成。因此，胶珠24具有相当大的弹簧常数。

条带17a、17b的数量相同，条带17a、17b有利地由杨氏模量为2MPa至2Gpa的热塑性弹性体或杨氏模量为100MPa至12Gpa的热塑性塑料制成，或包括杨氏模量为2MPa至2Gpa的热塑性弹性体或杨氏模量为100MPa至12Gpa的热塑性塑料，并因此主要用作弹簧。优选地，条带17a、17b的厚度在5μm至50μm的范围内，特别是在5μm至20μm的范围内。

类似地，第一弹簧臂25a、25b也主要用作弹簧。

在扬声器1的非常有利的实施方式中，胶层14a或胶垫14b：

-在布置在所述内圆周上的每个胶珠24处到达音圈3a、3b的内圆周，并且

-在布置在所述外圆周上的每个胶珠24处到达音圈3a、3b的外圆周。

在本文中，非常有利的是，制造线圈装置2的方法包括以下步骤：

-提供至少两个音圈3a、3b，

-在音圈3a、3b中的至少一个上施加胶层14a或胶垫14b，

-在平行于线圈轴线A的方向上将音圈3a、3b相互叠放，

-通过使用胶层14a或胶垫14b将音圈3a、3b胶合在一起而连接音圈3a、3b，

-音圈3a、3b相对彼此移动，直到在它们之间获得期望的间隙g，其中，胶层14a或胶垫14b在布置在音圈3a、3b的内圆周上的期望的胶珠24的每个位置处到达音圈3a、3b的内圆周，并且在布置在音圈3a、3b的外圆周上的期望的胶珠24的每个位置处到达音圈3a、3b的外圆周，并且

-通过在前述位置处将胶珠24施加到音圈3a、3b来连接音圈3a、3b。

通过上述措施，避免了相当硬的胶珠24进入音圈3a、3b之间的间隙g并阻碍或甚至阻挡音圈3a、3b之间的相对运动的风险。替代地，胶层14a或胶垫14b填充间隙g，胶珠24在该间隙g中稍后被施加。

影响振动系统的振动特性的另一种可能性是改变音圈3a、3b的质量m₁、m₂和刚性振膜部分12或圆顶的质量m₃。在上述例子中，音圈3a、3b被认为是相同的，因此被认为具有相同的质量m₁、m₂。然而，这不是强制性的条带件，并且音圈3a、3b也可以被不同地设计。特别地，音圈3a、3b可以由不同的材料制成，可以具有不同数量的绕组，可以具有不同的高度和/或可以具有不同的质量m₁、m₂。

在本文中，图33示出了对于相同的音圈3a、3b(实线，相同质量、相同数量的绕组)和对于非常重的第二音圈3b(虚线，总质量的90％和总绕组的90％)与轻的第一音圈3a(总质量的10％，总绕组的10％)的声压级p在频率f上的曲线图。虚线最后示出了没有第二谐振频率fres₂的参考扬声器的声压级p。

在上述公开内容中，描述了基于线圈装置2的双质量弹簧系统，其包括安装到振膜10的第一音圈3a和通过第二连接器14、17、17a、17b、24、25a、25b连接到第一音圈3a的第二音圈3b。然而，上述考虑也适用于具有多于两个彼此振动的音圈3a、3b的更复杂的系统。这样的系统则具有大于第二谐振频率fres₂。因此，扬声器1的频率响应会受到更多的影响。

本技术公开特别适用于具有振膜10的小扬声器1和/或具有后部容积F的扬声器1，当在平行于线圈轴线A的方向上观察时，振膜10具有小于600mm²的面积，后部容积F在200mm³至2cm³的范围内。后部容积F通常是在振膜10“后面”的容积，并且可以是由扬声器1的外壳包围的容积。

应当注意，本发明不限于上述实施方式和示例性工作示例。进一步的发展，修改和组合也在本专利权利要求的范围内，并且被本领域技术人员从上述公开内容中获知。因此，在此描述和说明的技术和结构应该被理解为是说明性的和示例性的，而不限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求限定，包括在提交本申请时已知的等同物和不可预见的等同物。尽管以上以一定程度的特殊性描述了本发明的许多实施方式，但是本领域的技术人员可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下对所公开的实施方式进行许多改变。

还应当注意，附图不必按比例绘制，并且所描绘的部分实际上可以更大或更小。

标号列表

1 扬声器

2 线圈装置

3a、3b 音圈

4 磁体系统

5 中心磁体

6 外部磁体

7 中心顶板

8 外部顶板

9 底板

10 振膜/第一连接器

11 柔性振膜部分

12 刚性振膜部分

13 框架

14a、14b 胶层(第二连接器的实施方式)

15 第二弹簧臂装置

16 第二弹簧臂

17、17a、17b 条带(第二连接器的实施方式)

18 声音信号电路

19 声音输入端

20a、20b 声音输出端

21 延迟电路

22、22a、22b 放大器

23 电子移相器

24 胶珠(第二连接器的实施方式)

25a、25b 第一弹簧臂(第二连接器的实施方式)

26、26a..26b 导线

27 突起

28 接触垫

A 线圈轴线

B 磁场

C 偏移方向

E1、E2 第二弹簧臂的端部

F 后部容积

g 间隙

c₁ 第一连接器或振膜的第一柔量

c₂ 第二连接器的第二柔量

D₁ 第一连接器或振膜的第一阻尼因子

D₂ 第二连接器的第二阻尼因子

m₁ 第一音圈的质量

m₂ 第二音圈的质量

m₃ 刚性振膜部分或圆顶的质量

c₁' 第一电容

c₂' 第二电容

D₁' 第一电阻器

D₂' 第二电阻器

m₁' 第一线圈

m₂' 第二线圈

f 频率

fres₁ 第一谐振频率

fres₂ 第二谐振频率

fthr 阈值频率

p 声压级

P 功率

Z、Z1、Z2 振动系统的阻抗

相移

SI 声音输入信号

SO1、SO2 线圈信号

BRa..BRc 半桥

L3a、L3b 电感

Ta₁..Tc₂ 晶体管

Ia..Ic 电流

Va..Vc 电压

V_DD 源极电压。

Claims (39)

1.一种扬声器(1)，所述扬声器包括：

-线圈装置(2)，所述线圈装置具有至少两个音圈(3a、3b)，其中，所述至少两个音圈(3a、3b)中的每一个具有在环形部分中围绕线圈轴线(A)延伸的环形形状的电导体，其中，当在平行于所述线圈轴线(A)的方向上观察时，所述至少两个音圈(3a、3b)是环形的，所述至少两个音圈(3a、3b)中的每一个具有内圆周和外圆周，并且其中，所述至少两个音圈(3a、3b)在所述方向上相互叠放，

-磁体系统(4)，所述磁体系统被设计成产生横向于所述至少两个音圈(3a、3b)的在所述环形部分中的电导体的磁场(B)，以及

-振膜(10)，所述振膜被固定到所述线圈装置(2)和所述磁体系统(4)，其中，所述振膜(10)在所述线圈装置(2)与所述磁体系统(4)之间形成具有第一柔量(c₁)的第一连接器，并且其中，所述振膜(10)与所述线圈装置(2)一起引起用于所述振膜(10)在平行于所述线圈轴线(A)的方向上振动的第一谐振频率(fres₁)，其中，

-所述扬声器(1)还包括具有第二柔量(c₂)的第二连接器(14、17、17a、17b、24、25a、25b)，其中，所述第二连接器(14、17、17a、17b、24、25a、25b)连接所述线圈装置(2)的所述至少两个音圈(3a、3b)，其中，所述第二连接器(14、17、17a、17b、24、25a、25b)与所述线圈装置(2)的所述至少两个音圈(3a、3b)一起引起用于所述振膜(10)在平行于所述线圈轴线(A)的方向上振动的第二谐振频率(fres₂)，并且其中，所述第二谐振频率(fres₂)高于所述第一谐振频率(fres₁)。

2.根据权利要求1所述的扬声器(1)，其中，所述第二谐振频率(fres₂)低于30kHz。

3.根据权利要求1所述的扬声器(1)，其中，所述第二谐振频率(fres₂)比所述第一谐振频率(fres₁)高至少三倍，特别是比所述第一谐振频率(fres₁)高至少十倍。

4.根据权利要求1所述的扬声器(1)，其中，所述线圈装置(2)包括：第一音圈(3a)，所述第一音圈(3a)安装到所述振膜(10)；以及第二音圈(3b)，所述第二音圈(3b)通过所述第二连接器(14、17、17a、17b、24、25a、25b)连接到所述第一音圈(3a)。

5.根据权利要求4所述的扬声器(1)，其中，以下等式中的变量K₁是在1.0·10^-8至6.5·10^-7的范围内，特别是在2.5·10^-8至1.5·10^-7的范围内，

K₁＝c₁·(m₁+m₂+m₃)，

其中，(c₁)是所述第一柔量，(m₁)是所述第一音圈(3a)的质量，(m₂)是所述第二音圈(3b)的质量，并且(m₃)是所述振膜(10)的刚性振膜部分(12)或圆顶的质量。

6.根据权利要求4所述的扬声器(1)，其中，以下等式中的变量K₂是在1.0·10^-10至4.0·10^-10的范围内，特别是在2.0·10^-10至3.0·10^-10的范围内，

其中，(c₁)是所述第一柔量，(c₂)是所述第二柔量，(m₁)是所述第一音圈(3a)的质量，(m₂)是所述第二音圈(3b)的质量，并且(m₃)是所述振膜(10)的刚性振膜部分(12)或圆顶的质量。

7.根据权利要求1所述的扬声器(1)，其中，所述第二连接器(14、17、17a、17b、24、25a、25b)的刚度或弹簧常数分别在0.01N/μm至0.1N/μm的范围内或者所述第二连接器(14、17、17a、17b、24、25a、25b)的柔量(c₂)在10μm/N至100μm/N的范围内。

8.根据权利要求1所述的扬声器(1)，其中，由所述第二连接器(14、17、17a、17b、24、25a、25b)引起的所述第二谐振频率(fres₂)的品质因数在1到20的范围内。

9.根据权利要求1所述的扬声器(1)，其中，所述第二连接器(14、17、17a、17b、24、25a、25b)被实施为胶层(14a)或包括胶层(14a)，所述胶层在所述线圈装置(2)的所述至少两个音圈(3a、3b)之间。

10.根据权利要求1所述的扬声器(1)，其中，所述第二连接器(14、17、17a、17b、24、25a、25b)包括多个子部分，每个子部分被实施为胶垫(14b)或包括胶垫(14b)，所述胶垫(14b)连接所述线圈装置(2)的所述至少两个音圈(3a、3b)。

11.根据权利要求9或10所述的扬声器(1)，其中，所述第二连接器(14、17、17a、17b、24、25a、25b)由肖氏硬度为00-5至A-20和/或撕裂伸长率大于100％的塑料制成。

12.根据权利要求1所述的扬声器(1)，其中，所述第二连接器(14、17、17a、17b、24、25a、25b)包括多个子部分，每个子部分被实施为胶珠(24)或包括胶珠(24)，所述胶珠(24)在所述线圈装置(2)的所述至少两个音圈(3a、3b)的内圆周或外圆周处连接所述至少两个音圈(3a、3b)。

13.根据权利要求12所述的扬声器(1)，其中，所述第二连接器(14、17、17a、17b、24、25a、25b)由肖氏硬度为A-20至D-50和/或撕裂伸长率大于200％的塑料制成。

14.根据权利要求1所述的扬声器(1)，其中，所述第二连接器(14、17、17a、17b、24、25a、25b)包括多个子部分，每个子部分被实施为条带(17、17a、17b)，所述条带(17、17a、17b)连接所述线圈装置(2)的所述至少两个音圈(3a、3b)，并且所述条带(17、17a、17b)沿着所连接的音圈(3a、3b)的内圆周或外圆周延伸并附接到所连接的音圈(3a、3b)的内圆周或外圆周。

15.根据权利要求14所述的扬声器(1)，其中，所述条带(17、17a、17b)包括一个或更多个波纹。

16.根据权利要求14所述的扬声器(1)，其中，所述条带(17、17a、17b)的厚度在5μm到50μm的范围内，特别是在5μm到20μm的范围内。

17.根据权利要求14所述的扬声器(1)，其中，所述条带(17、17a、17b)由杨氏模量为2MPa至2Gpa的热塑性弹性体或杨氏模量为100MPa至12Gpa的热塑性塑料制成，或包括杨氏模量为2MPa至2Gpa的热塑性弹性体或杨氏模量为100MPa至12Gpa的热塑性塑料。

18.根据权利要求1所述的扬声器(1)，其中，所述第二连接器(14、17、17a、17b、24、25a、25b)包括多个子部件，每个子部件被实施为第一弹簧臂(25a、25b)，所述第一弹簧臂(25a、25b)连接或联接所述线圈装置(2)的所述至少两个音圈(3a、3b)，并且一起形成第一弹簧装置。

19.根据权利要求18所述的扬声器(1)，所述扬声器还包括第二弹簧臂(16)的第二弹簧臂装置(15)，所述第二弹簧臂各自具有第一端(E1)和第二端(E2)，其中，所述第二弹簧臂(16)中的每一个在所述第二弹簧臂的所述第一端(E1)处连接至所述第二音圈(3b)，在所述第二弹簧臂的所述第二端(E2)处连接至所述扬声器(1)的框架(13)，并且在从两端点(E1、E2)偏移的连接点处连接至所述第一弹簧装置的第一弹簧臂(25a、25b)。

20.根据权利要求18或19所述的扬声器(1)，其中，所述第一弹簧臂(25a、25b)和/或所述第二弹簧臂(15)由金属制成或包括金属。

21.根据权利要求10所述的扬声器(1)，其中，当在平行于所述线圈轴线(A)的方向上观察时，所述至少两个音圈(3a、3b)的形状像多边形，并且其中，所述多个子部分布置在所述多边形的拐角中，特别是排他地布置在所述多边形的拐角中。

22.根据权利要求10所述的扬声器(1)，其中，当在平行于所述线圈轴线(A)的方向上观察时，所述至少两个音圈(3a、3b)的形状像多边形，并且其中，所述多个子部分布置在所述多边形的纵向侧，特别是排他地布置在所述纵向侧。

23.根据权利要求1所述的扬声器(1)，其中，

-所述第二连接器(14、17、17a、17b、24、25a、25b)包括胶层(14a)或胶垫(14b)，所述胶层(14a)或所述胶垫(14b)在所述线圈装置(2)的所述至少两个音圈(3a、3b)之间，并且其中，

-所述第二连接器(14、17、17a、17b、24、25a、25b)还包括胶珠(24)，所述胶珠(24)在所述线圈装置(2)的所述至少两个音圈(3a、3b)的内圆周或外圆周处连接所述至少两个音圈(3a、3b)。

24.根据权利要求23所述的扬声器(1)，其中，所述胶层(14a)或所述胶垫(14b)：

-在设置在所述内圆周上的所述胶珠(24)中的每一个处到达所述至少两个音圈(3a、3b)的所述内圆周，并且

-在设置在所述外圆周上的所述胶珠(24)中的每一个处到达所述至少两个音圈(3a、3b)的所述外圆周。

25.根据权利要求23所述的扬声器(1)，其中，当在平行于所述线圈轴线(A)的方向上观察时，所述至少两个音圈(3a、3b)的形状像多边形，并且其中，所述胶垫(14b)和所述胶珠(24)布置在所述多边形的拐角中。

26.根据权利要求25所述的扬声器(1)，其中，所述第二连接器(14、17、17a、17b、24、25a、25b)还包括多个条带(17、17a、17b)，所述多个条带连接所述线圈装置(2)的所述至少两个音圈(3a、3b)，所述多个条带在所述多边形的纵向侧沿着所连接的音圈(3a、3b)的内圆周或外圆周延伸并且附接到所述内圆周或所述外圆周。

27.根据权利要求1所述的扬声器(1)，其中，

-当在平行于所述线圈轴线(A)的方向上观察时，所述至少两个音圈(3a、3b)的形状像多边形，其中，

-所述第二连接器(14、17、17a、17b、24、25a、25b)包括胶层(14a)或胶垫(14b)，所述胶层(14a)或所述胶垫(14b)在所述线圈装置(2)的所述至少两个音圈(3a、3b)之间设置在所述多边形的拐角中，并且其中，

-所述第二连接器(14、17、17a、17b、24、25a、25b)还包括多个条带(17，17a、17b)，所述多个条带连接所述线圈装置(2)的所述至少两个音圈(3a、3b)，所述多个条带在所述多边形的纵向侧处沿着所连接的音圈(3a、3b)的内圆周或外圆周延伸并且附接到所连接的音圈(3a、3b)的内圆周或外圆周。

28.根据权利要求1所述的扬声器(1)，其中，所述第二连接器(14、17、17a、17b、24、25a、25b)还包括多个导线(26、26a、26b)，所述多个导线(26、26a、26b)电连接所述线圈装置(2)的所述至少两个音圈(3a、3b)。

29.根据权利要求1所述的扬声器(1)，其中，所述至少两个音圈(3a、3b)相同或不同。

30.根据权利要求1所述的扬声器(1)，其中，当在平行于所述线圈轴线(A)的方向上测量时，在处于相邻音圈(3a、3b)的空闲位置时相邻音圈(3a、3b)之间的距离或间隙(g)在5至150μm的范围内。

31.一种电子声音信号电路(18)，所述电子声音信号电路包括：声音输入端(19)，所述声音输入端被设计成接收声音输入信号(SI)；以及至少两个声音输出端(20a、20b)，所述至少两个声音输出端中的每一个被设计成将线圈信号(SO1、SO2)馈送到扬声器(1)的线圈装置(2)的音圈(3a、3b)中的一个，所述扬声器(1)特别是根据权利要求1至30中任一项所述的扬声器，

其中，所述电子声音信号电路(18)被设计成输出线圈信号(SO1、SO2)，所述线圈信号(SO1、SO2)与所述声音输入信号(SI)在它们的时程方面相对应，但是彼此相移，其中，所述相移取决于所述声音输入信号(SI)的频率(f)。

32.根据权利要求31所述的电子声音信号电路(18)，其中，在阈值频率(fthr)以下所述相移并且在所述阈值频率(fthr)以上上升。

33.根据权利要求32所述的电子声音信号电路(18)，其中，所述阈值频率(fthr)在所述第一谐振频率(fres₁)和所述第二谐振频率(fres₂)之间。

34.根据权利要求31所述的电子声音信号电路(18)，所述电子声音信号电路包括电子移相器(23)，所述电子移相器被提供以执行所述线圈信号(SO1、SO2)的相移。

35.根据权利要求31所述的电子声音信号电路(18)，其中，由所述电子声音信号电路(18)输出的最大线圈信号(SO1、SO2)小于线圈信号(SO1、SO2)，所述线圈信号(SO1、SO2)引起所述线圈装置(2)的所述至少两个音圈(3a、3b)之间的主体接触。

36.根据权利要求31所述的电子声音信号电路(18)，其中，所述至少两个声音输出端(20a、20b)中的每一个由每个音圈(3a、3b)的两个导线(26)形成。

37.根据权利要求31所述的电子声音信号电路(18)，其中，所述至少两个声音输出端(20a、20b)中的每一个由每个音圈(3a、3b)的第一单个导线(26a、26a’)和在两个音圈(3a、3b)之间共享的第二公共导线(26b)形成。

38.一种声音系统，所述声音系统包括根据权利要求31至37中任一项所述的电子声音信号电路(18)和根据权利要求1至30中任一项所述的扬声器(1)，其中，所述电子声音信号电路(18)的所述声音输出端(20a、20b)中的每一个与所述线圈装置(2)的音圈(3a、3b)连接。

39.一种制造线圈装置(2)的方法，所述方法包括以下步骤：

-提供至少两个音圈(3a、3b)，其中，所述至少两个音圈(3a、3b)中的每一个具有环形形状的电导体，所述电导体在环形部分中围绕线圈轴线(A)延伸，并且其中，所述至少两个音圈(3a、3b)在平行于所述线圈轴线(A)的方向上观察时是环形的，每个音圈具有内圆周和外圆周，

-在所述线圈装置(2)的所述至少两个音圈(3a、3b)中的至少一个音圈上施加胶层(14a)或胶垫(14b)，

-在平行于所述线圈轴线(A)的方向上将所述至少两个音圈(3a、3b)相互叠放，

-通过使用所述胶层(14a)或所述胶垫(14b)将所述线圈装置(2)的所述至少两个音圈(3a、3b)胶合在一起，来连接所述线圈装置(2)的所述至少两个音圈(3a、3b)，

-将所述至少两个音圈(3a、3b)彼此移动，直到在所述至少两个音圈(3a、3b)之间获得所希望的距离或间隙(g)，其中，在设置在所述至少两个音圈(3a、3b)的内圆周上的期望胶珠(24)的每个位置处，所述胶层(14a)或所述胶垫(14b)到达所述至少两个音圈(3a、3b)的内圆周，并且在设置在所述至少两个音圈(3a、3b)的外圆周上的期望胶珠(24)的每个位置处，所述胶层(14a)或所述胶垫(14b)到达所述至少两个音圈(3a、3b)的外圆周，以及

-通过在前述位置处将胶珠(24)施加到所述线圈装置(2)的所述至少两个音圈(3a、3b)，来另外连接所述线圈装置(2)的所述至少两个音圈(3a、3b)，3b)。