CN1946249B - 一种肤触式电容振动拾音器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种肤触式电容振动拾音器，包括金属外壳、垫环、振动部件、绝缘垫圈、背极板、背极座、导电连接环和线路板组，其振动部件采用背面固定有配重块的金属薄板或通过悬臂结构固定的金属薄板，说话时喉部的振动传递至振动部件，利用金属薄板的惯性振动改变振动部件与背极板之间的电容量的变化，再通过线路板组转化为随振动而变化的交变信号电压输出。由于金属薄板的厚度约为振动膜片的一千倍，受声波影响时不会发生振动，噪音对它不起作用。且本发明的外壳无需开设声孔，进一步起到了隔音作用。本发明与现有技术相比，由于不受噪声的影响，具有抗噪性高、通话质量高、适用范围广的优点。

Description

一种肤触式电容振动拾音器

技术领域

本发明属于通讯电声领域技术，具体涉及一种肤触式电容振动拾音器。

背景技术

对于通讯技术领域来说，在消防火场、军事战场及各种高噪声环境中如何进行清晰有效的通讯联络，一直是个迫切需要解决的难题。在这一通讯领域，目前主要采用的电声换能器件为接触式振动拾音器，其主要换能原理为电磁式及压电式，此两类换能器在通话清晰度及输出灵敏度以及抗噪性能方面均存在一些不尽人意的问题。

随着科技的发展，电容式测量原理的应用日益广泛。物体间的电容量与其结构参数密切相关，通过改变结构参数而改变物体间的电容量而实现对被测物理量的检测，就是电容式测量原理。由物理学的基本理论可知：物体间的电容量与构成电容元件的两个极板的形状、大小、相互位置以及极板间的介电常数有关，通常可以写为：

C＝εS/δ

式中：δ------------平行极板间距离(m)；

      S------------极板间相互覆盖的面积(m²)；

      ε------------平行极板间介质的介电常数(F/m)。

因此，人们根据改变电容两个极板之间的间隙可以测量微小振动位移的原理而设计出电容式拾音器，电容拾音器，是将接受声波的薄金属膜片，作为电容器的一个极板(振动板)，将对着膜片的一个有圆沟的固定厚金属板作为电容的固定极板(背极板)，在振动板与背极板之间设有一起绝缘作用的有机材料薄膜垫片，从而使振动板与背极板之间形成一具有空气介质层的电容器件。薄金属膜片的弹性结构可在捡拾到外界声波的振动后产生微小轴向位移，从而改变振动板与背极板之间的空气间隙，其结果便引起上述两极板所构成的电容器之电荷容量的变化。两极板间的距离减小时，电容量增加；距离增大时，电容量减小。声压变化引起的电容量变化使输出电压发生改变，从而得到特定的大小和方向的电流。电容式拾音器的优点是频率响应好、噪声低、失真小。缺点是由于电容话筒的两个极板上的电荷要靠一个外加极化电源(直流高压)来维持，体积较大，无法做到微型化，适用范围较小。且其输出的交变电压大小直接受薄金属膜片遇到的声波大小的影响，抗噪性较低，在一些杂音较多环境使用时则会产生较多噪音，拾取的声音不清晰，从而导致通话质量下降。

某些电介质当受了很高的外电场作用之后，即使除去了外电场，但电介质表面仍保持正和负的表面电荷。人们把这种特性称为电介质的驻极体现象，而把这种电介质称为驻极体。近年来，由于长寿命驻极体现象的新的合成塑料薄膜不断出现，人们也就很自然地把这些材料应用到制作电容拾音器了。驻极体电容拾音器，是一种利用驻极体材料做成的电容拾音器，其主要结构形式有两种：一种是用驻极体高分子薄膜材料作振膜；另一种是用驻极体材料做背极板。因为驻极体本身带电，所以这种电容拾音器无须外部笨重的极化电源，两极板所构成的电容器即可产生随间隙变化而产生交变电荷变化，将此电荷变化经由专用IC电路便可转化为随振动而变化的交变信号电压输出，简化了电容拾音器的结构。驻极体拾音器电声性能较好，抗振能力强，价格低，容易小型化，因此被广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。

中国发明专利200510044718.1就公开了一种驻极体电容传声器，如图1所示，包括金属壳体1’，所述壳体1’具有圆柱形侧面部分1a’和声音入口部分1c’，所述声音入口部分1c’位于所述圆柱形侧面部分1a’的一端且与所述圆柱形侧面部分1a’构成一体，所述声音入口部分1c’设有声孔1d’，所述声音入口部分1c’的外侧面固设有防止灰尘从所述声孔1d’进入到传声器内部的防尘网6’，其特征是：还包括背极板支撑部件1g’，其位于所述声音入口部分1c’的内侧且成环状，用于支撑背极板2’，并作为背极板2’和金属壳体1’的电连接部件；背极板2’，包括呈圆片状的金属体2a’，所述金属体2a’的一侧结合有驻极体薄膜2b’，所述金属体2a’另一侧紧靠在所述背极板支撑部件1g’上，且所述金属体2a’和驻极体薄膜2b’组成的结合体上也设有声音入口2c’；所述背极板2’的直径略小于所述金属壳体1’的内径；绝缘垫片3’，呈环状，位于背极板2’和振动膜片4c’之间，用于保持背极板2’和振动膜片4c’之间的距离；所述绝缘垫片3’的外径略小于所述金属壳体1’的内径；振动膜片4c’，位于绝缘垫片3’和极环4a’之间，包括圆片状非金属模体4c1’，圆片状非金属模体4c1’的一侧面覆有一层金属层4c2’，圆片状非金属模体4c1’的另一侧面与绝缘垫片3’接触；极环4a’为导电体；振动膜片4c’和极环4a’通过导电粘结剂粘结在一起，振动膜片4c’和极环4a’的外径小于金属壳体1’圆柱形内腔的内径；极环4a’的外圆柱面喷涂一层绝缘漆层4b’；极环4a’附着有绝缘漆层4b’后绝缘漆层4b’的外径略小于所述金属壳体1’的内径；印刷线路板5’，位于极环4a’后，且与金属壳体1’构成圆柱形外壳空间；印刷线路板5’位于外壳空间的内侧面上设有与极环4a’接触的导电带5d’，印刷线路板5’位于外壳空间的外侧面上设有可供传声器与其它印刷线路板贴装的贴片电极5a’、5b’，其中，一个电极为位于圆柱形印刷线路板5’圆心位置的中心电极5b’，另一个电极为环绕中心电极设置且呈与中心电极同心的环状电极5a’；所述环状电极5a’具有与金属壳体1’电连接的延伸5f’；所述金属壳体1’的开口端径向向内弯向印刷线路板5’并将所述的背极板支撑部件1g’、背极板2’、绝缘垫片3’、振动膜片4c’和极环4a’、印刷线路板5’之间保持固定接触；所述金属壳体1’的弯折边1b’的端面低于贴片电极5a’、5b’的高度。但这种驻极体电容传声器同样是由于输出的交变电压大小直接受振动膜片遇到的声波大小的影响，同样具有抗噪性较低、通话质量较低的缺点，不适用于各种高噪声环境中，适用范围较小。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗噪性高、通话质量高、适用范围广的肤触式电容振动拾音器。

为实现上述之目的，本发明采取如下技术方案：一种肤触式电容振动拾音器，包括具有容置空腔的金属外壳、垫环、振动部件、绝缘垫圈、背极板、背极座、导电连接环和线路板组，上述垫环、上述振动部件、上述绝缘垫圈和上述背极座依次平放入上述金属外壳的空腔内，上述背极板嵌设于上述背极座内，上述绝缘垫圈垫设于上述背极板与上述振动部件之间，上述导电连接环置于上述背极座内一端面与上述背极板相接触进行电性连接，上述导电连接环的另一端面与上述线路板组相接触进行电连接，上述线路板组的外沿与上述金属外壳的空腔开口并适配，上述金属外壳通过上述线路板组配合成一柱形外壳空间，上述金属壳体的开口端径向向内弯向上述线路板组并将上述垫环、振动部件、绝缘垫圈、背极板、背极座、导电连接环之间保持固定接触；上述振动部件包括金属薄板和配重块，上述配重块固定于上述金属薄板面向上述垫环的一侧面。

上述线路板组设有两个分别与上述背极板和上述振动部件分别电连接的偏置电压输出端。

上述背极板与上述振动部件相对应的一侧面贴覆有驻极体薄膜。

上述金属外壳为圆形，上述垫环、振动部件、绝缘垫圈、背极板、背极座、导电连接环和线路板组为相应的圆形。

上述金属外壳为方形，上述垫环、振动部件、绝缘垫圈、背极板、背极座、导电连接环和线路板组为相应的方形。

一种肤触式电容振动拾音器，包括具有容置空腔的金属外壳、垫环、振动部件、绝缘垫圈、背极板、背极座、导电连接环和线路板组，上述垫环、上述振动部件、上述绝缘垫圈和上述背极座依次平放入上述金属外壳的空腔内，上述背极板嵌设于上述背极座内，上述绝缘垫圈垫设于上述背极板与上述振动部件之间，上述导电连接环置于上述背极座内一端面与上述背极板相接触进行电性连接，上述导电连接环的另一端面与上述线路板组相接触进行电连接，上述线路板组的外沿与上述金属外壳的空腔开口并适配，上述金属外壳通过上述线路板组配合成一柱形外壳空间，上述金属壳体的开口端径向向内弯向上述线路板组并将上述垫环、振动部件、绝缘垫圈、背极板、背极座、导电连接环之间保持固定接触；上述振动部件包括支座和金属薄板，此金属薄板通过一悬臂结构固定于上述支座上。

上述线路板组设有两个分别与上述背极板和上述振动部件分别电连接的偏置电压输出端。

上述背极板与上述振动部件相对应的一侧面贴覆有驻极体薄膜。

上述金属外壳为圆形，上述垫环、绝缘垫圈、背极板、背极座、导电连接环和线路板组为相应的圆形，上述支座为一圆形框，上述金属薄板为通过一悬臂结构固定于此圆环框内的圆形板。

上述圆形框与上述圆形板为一体结构。

上述金属外壳为方形，上述垫环、绝缘垫圈、背极板、背极座、导电连接环和线路板组为相应的方形，上述支座为一方形框，上述金属薄板为通过一悬臂结构固定于此方形框内的方形板。

上述方形框与上述方形板为一体结构。

采用上述方案后，本发明的肤触式电容振动拾音器，振动部件采用背面固定有配重块的金属薄板或通过悬臂结构固定的金属薄板，说话时喉部的振动传递至振动部件，利用金属薄板的惯性振动改变振动部件与背极板之间的电容量的变化，再通过线路板组转化为随振动而变化的交变信号电压输出。由于金属薄板的厚度约为振动膜片的一千倍，受声波影响时不会发生振动，噪音对它不起作用。且本实用新型的外壳无需开设声孔，进一步起到了隔音作用。本发明与现有技术相比，由于不受噪声的影响，具有抗噪性高、通话质量高、适用范围广的优点。

附图说明

图1是习用的驻极体电容传声筒的结构示意图；

图2是本发明实施例一的立体分解图；

图3是图2中振动部件的结构示意图；

图4是本发明实施例一的剖视图；

图5是本发明实施例二的立体分解图；

图6是图5中振动部件的结构示意图；

图7是本发明实施例二的剖视图；

图8是本发明的线路板组结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步描述。

本发明的实施例一如图2、图3、图4、图8所示，一种肤触式电容振动拾音器，包括金属外壳1、垫环2、振动部件3、绝缘垫圈4、背极板5、背极座6、金属连接环7和线路板组8，金属外壳1为一端面呈开口状的圆柱形盒体结构。垫环2呈圆环形，垫环2的外径与金属外壳1的内径相适配，垫环2平放于金属外壳1内与金属外壳1的内底面相接触。振动部件3包括圆形金属薄板31和圆形配重块32，配重块32固定于金属薄板31的一侧面，金属薄板31直径与金属壳体1的内径相适配，金属薄板31固定有配重块32的一侧面平放于垫环2上，且配重块32与垫环2的圆形空腔相对应设置，通过垫环2将金属薄板31和配重块32撑离金属壳体1的内底面。绝缘垫圈4平放于金属薄板31上，绝缘垫圈4的外径与金属外壳1的内径相适配；背极座6平放于绝缘垫圈4上，背极座6为空心圆柱结构，其外径与金属外壳1的内径相适配，背极板5为一圆形金属板，背极板5的一侧面贴覆有驻极体薄膜，背极板5的直径与背极座6的内径相适配，背极板5嵌设于背极座6内且背极板5贴覆有驻极体薄膜的一侧面与绝缘垫圈4相接触，通过绝缘垫圈4使驻极体薄膜与金属薄板31之间保持一定的距离。金属连接环7为空心圆柱结构，其外径与背极座6的内径相适配，金属连接环7嵌设于背极座6内且金属连接环7的一端面与背极板5相接触，与背极板5保持电性连接。线路板组8包括圆形线路板81和固定于线路板81一侧面的专用芯片82，线路板81固定有专用芯片82的一侧面与金属连接环7的另一端面相接触，与金属连接环7保持电性连接。线路板81的外径与金属外壳1的内径相适配，金属外壳1通过线路板81配合成一圆柱形外壳空间，金属壳体1的开口端径向向内弯向线路板81并将垫环2、金属薄板31、绝缘垫圈4、背极板5、背极座6、金属连接环7之间保持固定接触。

本发明的实施例二，如图5、图6、图7、图8所示，其与实施例一的区别仅在于振动部件3不同，本实施例的振动部件3包括圆环形支座33和通过悬臂结构固定于圆环形支座33上的圆形金属薄板34，金属薄板34的直径小于圆环形支座33的内径，且金属薄板34位于圆环形支座33的圆形空腔内。金属薄板34、悬臂结构和圆环形支座33可通过一圆形金属板一体冲压成型。

本发明不仅适用于实施例一、二所示的驻极体电容拾音器，同样适用于普通电容拾音器，当用于普通电容拾音器时，只需通过线路板对振动部件和背极板之间引入偏置电压即可。

本发明设计重点在于由一个振动板与背极板组成的可变间隙电容器，通过拾外界轻微的振动而输出一种交电压，其适用于消防火场、军事战场及各种高噪声环境中。本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同结构形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种肤触式电容振动拾音器，包括具有容置空腔的金属外壳、垫环、振动部件、绝缘垫圈、背极板、背极座、导电连接环和线路板组，上述垫环、上述振动部件、上述绝缘垫圈和上述背极座依次平放入上述金属外壳的空腔内，上述背极板嵌设于上述背极座内，上述绝缘垫圈垫设于上述背极板与上述振动部件之间，上述导电连接环置于上述背极座内一端面与上述背极板相接触进行电性连接，上述导电连接环的另一端面与上述线路板组相接触进行电连接，上述线路板组的外沿与上述金属外壳的空腔开口并适配，上述金属外壳通过上述线路板组配合成一柱形外壳空间，上述金属壳体的开口端径向向内弯向上述线路板组并将上述垫环、振动部件、绝缘垫圈、背极板、背极座、导电连接环之间保持固定接触；其特征在于：上述振动部件包括金属薄板和配重块，上述配重块固定于上述金属薄板面向上述垫环的一侧面。

2.根据权利要求1所述的一种肤触式电容振动拾音器，其特征在于：上述线路板组设有两个分别与上述背极板和上述振动部件分别电连接的偏置电压输出端。

3.根据权利要求1所述的一种肤触式电容振动拾音器，其特征在于：上述背极板与上述振动部件相对应的一侧面贴覆有驻极体薄膜。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种肤触式电容振动拾音器，其特征在于：上述金属外壳为圆形，上述垫环、振动部件、绝缘垫圈、背极板、背极座、导电连接环和线路板组为相应的圆形。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种肤触式电容振动拾音器，其特征在于：上述金属外壳为方形，上述垫环、振动部件、绝缘垫圈、背极板、背极座、导电连接环和线路板组为相应的方形。

6.一种肤触式电容振动拾音器，包括具有容置空腔的金属外壳、垫环、振动部件、绝缘垫圈、背极板、背极座、导电连接环和线路板组，上述垫环、上述振动部件、上述绝缘垫圈和上述背极座依次平放入上述金属外壳的空腔内，上述背极板嵌设于上述背极座内，上述绝缘垫圈垫设于上述背极板与上述振动部件之间，上述导电连接环置于上述背极座内一端面与上述背极板相接触进行电性连接，上述导电连接环的另一端面与上述线路板组相接触进行电连接，上述线路板组的外沿与上述金属外壳的空腔开口并适配，上述金属外壳通过上述线路板组配合成一柱形外壳空间，上述金属壳体的开口端径向向内弯向上述线路极组并将上述垫环、振动部件、绝缘垫圈、背极板、背极座、导电连接环之间保持固定接触；其特征在于：上述振动部件包括支座和金属薄板，此金属薄板通过一悬臂结构固定于上述支座上。

7.根据权利要求6所述的一种肤触式电容振动拾音器，其特征在于：上述线路板组设有两个分别与上述背极板和上述振动部件分别电连接的偏置电压输出端。

8.根据权利要求6所述的一种肤触式电容振动拾音器，其特征在于：上述背极板与上述振动部件相对应的一侧面贴覆有驻极体薄膜。

9.根据权利要求6或7或8所述的一种肤触式电容振动拾音器，其特征在于：上述金属外壳为圆形，上述垫环、绝缘垫圈、背极板、背极座、导电连接环和线路板组为相应的圆形，上述支座为一圆形框，上述金属薄板为通过一悬臂结构固定于此圆环框内的圆形板。

10.根据权利要求6或7或8所述的一种肤触式电容振动拾音器，其特征在于：上述金属外壳为方形，上述垫环、绝缘垫圈、背极板、背极座、导电连接环和线路板组为相应的方形，上述支座为一方形框，上述金属薄板为通过一悬臂结构固定于此方形框内的方形板。

Images