CN201054779Y - 薄型驻极体静电式扬声器放大装置 - Google Patents

薄型驻极体静电式扬声器放大装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型是有关于一种薄型驻极体静电式扬声器放大装置，由一声音放大器、至少一第一升压变压器及驻极体静电式扬声器所组成，其中前述声音放大器电连接一产生音频信号的声音输入装置及驱动声音放大器所需电压的直流电源供应器，且该声音放大器将前述声音输入装置所产生的音频信号放大，并输出一音频放大信号，而前述至少一第一升压变压器电连接前声音述放大器，以将该声音放大器输出的音频放大信号进行升压，且输出一差动式音频信号至前述驻极体静电式扬声器，以驱动驻极体静电式扬声器内部驻极体振膜，并产生推拉效应的振动以发出声音。

Description

薄型驻极体静电式扬声器放大装置
技术领域
本实用新型有关于一种放大器，尤指一种具高效率、宽频域、低失真及可携式、扁平化的薄型驻极体静电式扬声器放大装置。
背景技术
目前扬声器的再生方式，主要由动圈式扬声器来主宰整个市场。但是随着近几年来人们对于感官质量的日益需求，以及3C产品在追求短小、轻薄的前提下，一种省电、轻薄、透明、高再生质量的电声扬声器，不管是搭配家庭剧院的大尺寸的平面电视、还是小到随身电子产品如手机、PDA等产品，未来将会大量的被需要与急迫性的被发展。
目前电声扬声器分类主要区分为直接(号角)、间接辐射型，而驱动方式分为动圈式、压电式及静电式扬声器。动圈式扬声器目前使用最广，技术成熟，被大量运用在各式电视、音响、耳机及手机上，不过由于其先天结构的缺点，并无法将体积扁平化及透明化，使得面对于3C产品越来越小及家庭剧院扁平化的趋势，将不符合需求。而传统静电式扬声器的放大装置200，如图8所示，由一声音放大器70、升压变压器(Step-up Transformer)80及静电式扬声器90所组成，且其中前述声音放大器70电连接一产生音频信号的声音输入装置60，该声音放大器70将前述声音输入装置60所产生的音频信号放大，并输出一音频放大信号，而前述升压变压器80电连接前述声音放大器70，以将该声音放大器70输出的音频放大信号进行升压，并将升压后的音频放大信号传送至前述静电式扬声器90，且同时需提供一高直流偏压电源91给静电式扬声器的振膜，使振膜振动发出声音。由于静电式扬声器需要直流偏压(1500～2000Volts)，因此成本高昂不适合可携式产品的应用。
实用新型内容
因此为解决上述静电式扬声器的缺点发展出一种驻极体扬声器，该驻极体扬声器具有轻薄、高效率、高频宽、低失真、可软性、可透明的功能，且目前市面上没有一种驻极体扬声器使用声音放大器，故本实用新型提供一种驻极体静电式扬声器放大装置，无需直流(DC)偏压输出且具有高效率、宽频域、低失真兼具可携化的功能。
本实用新型的目的在于提供一种具高效率、宽频域、低失真及具可携式的薄型驻极体静电式扬声器放大装置。
本实用新型的另一目的在于提供一种可扁平化的薄型驻极体静电式扬声器放大装置。
达到上述目的的薄型驻极体静电式扬声器放大装置，由一声音放大器、至少一第一升压变压器及驻极体静电式扬声器所组成，其中前述声音放大器电连接一产生音频信号的声音输入装置及驱动声音放大器所需电压的直流电源供应器，且该声音放大器将前述声音输入装置所产生的音频信号放大，并输出一音频放大信号，而前述至少一第一升压变压器电连接前述声音放大器，以将该声音放大器输出的音频放大信号进行升压，且输出一差动式音频信号至前述驻极体静电式扬声器，以驱动驻极体静电式扬声器内部驻极体振膜，并产生推拉效应的振动以发出声音。
前述声音放大器为A类、B类、AB类及D类放大器的其中一者。
前述声音放大器为运算放大器。
前述声音放大器具有1瓦至100瓦的功率。
前述声音输入装置为一可携式数字多媒体影音产品。
前述声音输入装置为一MP3播放器、CD播放器、i-Pod及具有播放器的行动电话的其中一者。
前述直流电源供应器具有1伏至20伏的电压。
前述第一升压变压器具有一次侧电感线圈及二次侧电感线圈，且该一次侧电感线圈电连接于前述声音放大器，而该二次测电感线圈电连接于前述驻极体静电式扬声器。
前述一次侧电感线圈及二次侧电感线圈的圈数比为1∶5至1∶100。
前述圈数比的值依前述驻极体静电式扬声器所需放大的倍数作适当的配置。
前述第一升压变压器的二次侧电感线圈具有0.1毫亨至100毫亨的电感。
前述电感的值依前述驻极体静电式扬声器所需的频宽作适当配置。
前述升压变压器的一次侧电感线圈具有1欧母至50欧母的阻抗，且前述声音放大器具有一输出阻抗。
前述升压变压器的一次侧电感线圈阻抗的值依前述声音放大器的输出阻抗作适当的匹配。
前述驻极体静电式扬声器放大装置进一步包含复数个第二升压变压器。
前述复数个第二升压变压器各具有一次侧电感线圈及二次侧电感线圈，且前述复数个第二升压变压器的一次侧电感线圈与前述第一升压变压器的二次侧电感线圈电性串接，而前述复数个第二升压变压器的二次侧电感线圈则与前述驻极体静电式扬声器电性串接。
前述薄型驻极体静电式扬声器放大装置进一步包含复数个第三升压变压器。
前述复数个第三升压变压器各具有一次侧电感线圈及二次侧电感线圈，且前述复数个第三升压变压器的一次侧电感线圈与前述第一升压变压器的二次侧电感线圈电性并接，而前述复数个第三升压变压器的二次侧电感线圈则与前述驻极体静电式扬声器电性串接。
本实用新型薄型驻极体静电式扬声器放大装置无需直流(DC)偏压输出高电压正反相差动声音信号声放大器，具有高效率、宽频域、低失真兼具可携化的功能，适合于无需直流偏压的驻极体扬声器使用，若增加直流偏压亦可应用于静电式扬声器，且本实用新型驻极体静电式扬声器放大装置的放大器因无需直流(DC)偏压输出，因此可以应用电池推动，于搭配D类放大器可已达成轻小设计，成本低廉非常适合大量生产可适用可携式产品的应用。
附图说明
图1显示本实用新型薄型驻极体静电式扬声器放大装置的电路方块图。
图2显示本实用新型薄型驻极体静电式扬声器放大装置的第一实施例的等效电路图。
图3显示本实用新型薄型驻极体静电式扬声器放大装置的第二实施例的等效电路图。
图4显示本实用新型薄型驻极体静电式扬声器放大装置的第三实施例的等效电路图。
图5显示本实用新型薄型驻极体静电式扬声器放大装置的第三实施例的声音放大器频率响应图。
图6显示本实用新型薄型驻极体静电式扬声器放大装置的第三实施例的升压变压器串接后频率响应图。
图7显示本实用新型薄型驻极体静电式扬声器放大装置的第三实施例的驻极体静电式扬声器声音频率响应图。
图8显示现有静电式扬声器放大装置的电路方块图。
附图标号：
100---驻极体静电式扬声器放大装置
10---声音输入装置(交流电压信号源)
20---声音放大器(差动放大器)
30---直流电源供应器
40---升压变压器(第一升压变压器)
41---第二升压变压器
42---第三升压变压器
50---驻极体静电式扬声器(负载电容)
具体实施方式
请参考图1，显示本实用新型薄型驻极体静电式扬声器放大装置的电路方块图。本实用新型薄型驻极体静电式扬声器放大装置100，由一声音放大器20、第一升压变压器40及驻极体静电式扬声器50所组成，其中前述声音放大器20电连接一产生音频信号的声音输入装置10及驱动声音放大器20所需电压的直流电源供应器30，且该声音放大器20将前述声音输入装置10所产生的音频信号放大，并输出一音频放大信号，而前述至少一第一升压变压器40电连接前述声音放大器20，以将该声音放大器20输出的音频放大信号进行升压，且输出一差动式音频信号至前述驻极体静电式扬声器50，以驱动驻极体静电式扬声器50内部的驻极体振膜，并产生推拉效应的振动以发出声音。
在本实施例中，前述声音放大器20为A类、B类、AB类及D类放大器或运算放大器(0P放大器)，且前述声音输入装置10为一可携式数字多媒体影音产品，例如MP3播放器、CD播放器、i-Pod、个人计算机或具有播放器的行动电话等等。
请配合参考图2，显示本实用新型薄型驻极体静电式扬声器放大装置的第一实施例的等效电路图。在本实施例中，前述声音放大器20为一差动放大器，而驻极体静电式扬声器50为一负载电容，且前述声音输入装置10为一交流电压信号源，而前述第一升压变压器40具有一次侧电感线圈、二次侧电感线圈及一共通磁芯(图未示)，且二次侧电感线圈的线圈数高于一次侧电感线圈的线圈数，而前述差动放大器20由前述交流电压信号源10输入一交流电压信号，且同时输入一直流电压信号30至前述差动放大器20，通过前述差动放大器20将二输入电压信号相减放大，且将前述差动放大器20放大的电压信号传送至前述第一升压变压器40的一次侧电感线圈，并通过前述共通的磁芯改变磁通量，而使前述二次侧电感线圈产生一感应电压信号，且因前述二次侧电感线圈数高于一次侧电感线圈数，使前述二次侧电感线圈所输出的感应电压信号高于一次侧电感线圈所输入放大的电压信号，而使前述差动放大器20放大的电压信号放大N倍，以达到升压的效果，且将升压后的电压信号电性连接前述负载电容50，即完成本实用新型薄型驻极体静电式扬声器放大装置100。
在本实施例中，前述该声音放大器20具有1瓦至100瓦的功率，且该声音放大器20具有一输出阻抗；而前述直流电源供应器30具有1伏至20伏的电压；且前述一次侧电感线圈及二次侧电感线圈的圈数比为1∶5至1∶100；而前述升压变压器40的一次侧电感线圈具有1欧母至50欧母的阻抗，较佳地，前述第一升压变压器40的一次侧电感线圈阻抗的值依前述声音放大器20的输出阻抗作适当的匹配；而前述第一升压变压器40的二次侧电感线圈具有0.1毫亨至100毫亨的电感，较佳地，前述电感的值依前述驻极体静电式扬声器50所需的频宽作适当配置。
请参考图3，显示本实用新型薄型驻极体静电式扬声器放大装置的第二实施例的等效电路图。本实施例的电路结构大致同于第一实施例的电路结构，不同之处在于本实施例进一步包含复数个第二升压变压器41，该复数个第二升压变压器41各具有一次侧电感线圈及二次侧电感线圈，且前述复数个第二升压变压器41的一次侧电感线圈与前述第一升压变压器40的二次侧电感线圈电性串接，而前述复数个第二升压变压器41的二次侧电感线圈则与前述驻极体静电式扬声器50电性串接。
当前述声音输入装置10所产生的音频信号为例如i-Pod或Mp3等数字可携式电子产品的音频信号时，首先降低前述直流电压信号30的电压，并透过前述声音放大器20放大该音频信号的电压后，利用前述第一升压变压器40，将该放大的音频信号的电压升压放大至N1倍后，再通过串接于前述第一升压变压器40的复数个第二升压变压器41，将前述放大N1倍的音频信号的电压升压放大至N2倍，使前述放大信号可达到N1×N2倍，再提供至负载电容50，以驱动前述驻极体静电式扬声器50，且通过设置复数个第二升压变压器41使变压器的体积可扁平化变薄，且可增加升压的倍数，使便于应用于数字可携式电子产品。
请参考图4，显示本实用新型薄型驻极体静电式扬声器放大装置的第三实施例的等效电路图。本实施例的电路结构大致同于第一实施例的电路结构，不同之处在于本实施例进一步包含复数个第三升压变压器42，该复数个第三升压变压器42各具有一次侧电感线圈及二次侧电感线圈，且前述复数个第三升压变压器42的一次侧电感线圈与前述第一升压变压器40的一次侧电感线圈电性并接，而前述复数个第三升压变压器42的二次侧电感线圈则与前述第一升压变压器40的二次侧电感线圈及前述驻极体静电式扬声器50电性串接。
当前述声音输入装置10所产生的音频信号为例如i-Pod或Mp3等数字可携式电子产品的音频信号时，首先降低前述直流电压信号30的电压，并透过前述声音放大器20放大该音频信号的电压后，通过前述第一升压变压器40的一次侧电感线圈与前述复数个第三升压变压器42并接，再串接复数个第三升压变压器42的二次侧电感线圈与前述第一升压变压器40的二次侧电感线圈，使该放大的音频信号的电压分段升压，再提供至负载电容50，以驱动前述驻极体静电式扬声器50，且通过设置复数个第三升压变压器42使变压器的体积可扁平化，且可增加升压的倍数，使便于应用于数字可携式电子产品。
请配合参考图5至图7，显示本实用新型薄型驻极体静电式扬声器放大装置的第三实施例的声音放大器、升压变压器串接后及驻极体静电式扬声器的频率响应图。在本实施例中，前述声音放大器的功率值为3瓦，其频率响应如图5所示，且由图中可知，其声音信号放大的频率响应达16dB(分贝)；而前述第一升压变压器及复数个第三升压变压器的圈数比为1∶50，且前述一次侧电感线圈的阻抗值为3欧母，将前述第一升压变压器的二次侧电感线圈及复数个第三升压变压器的二次侧电感线圈串接后，其频率响应如图6所示，且由图中可知，通过变压器的升压，其声音信号放大的频率响应达43dB；而前述驻极体静电式扬声器的1KHz电容值为4000PF，而电阻值为370K欧母，经测试后其声音频率响应如图7所示，且由图中可知当声压值1m距离时，其频率响应可达100dB以上，由此可知，本实用新型薄型驻极体静电式扬声器放大装置可获得较高的声压位准(Sound Pressure Level，SPL)频率响应。
在详细说明本实用新型的较佳实施例之后，熟悉本领域技术的人士可清楚的了解，在不脱离权利要求范围与精神下进行各种变化与改变，且本实用新型亦不受限于说明书中所举实施例的实施方式。

Claims (18)

1.一种薄型驻极体静电式扬声器放大装置，其特征在于，所述的薄型驻极体静电式扬声器放大装置由一声音放大器、至少一第一升压变压器及一驻极体静电式扬声器所组成，其中前述声音放大器电连接一产生音频信号的声音输入装置及一驱动前述声音放大器所需电压的直流电源供应器，且所述的声音放大器将前述声音输入装置所产生的音频信号放大，并输出一音频放大信号，而前述至少一第一升压变压器电连接前述声音放大器，以将所述的声音放大器输出的音频放大信号进行升压，且输出一差动式音频信号至前述驻极体静电式扬声器，以驱动前述驻极体静电式扬声器内部的驻极体振膜，并产生推拉效应的振动以发出声音。
2.如权利要求1所述的薄型驻极体静电式扬声器放大装置，其特征在于，前述声音放大器为A类、B类、AB类及D类放大器的其中一者。
3.如权利要求1所述的薄型驻极体静电式扬声器放大装置，其特征在于，前述声音放大器为运算放大器。
4.如权利要求2或3所述的薄型驻极体静电式扬声器放大装置，其特征在于，前述声音放大器具有1瓦至100瓦的功率。
5.如权利要求1所述的薄型驻极体静电式扬声器放大装置，其特征在于，前述声音输入装置为一可携式数字多媒体影音产品。
6.如权利要求1所述的薄型驻极体静电式扬声器放大装置，其特征在于，前述声音输入装置为一MP3播放器、CD播放器、i-Pod、个人计算机及具有播放器的行动电话的其中一者。
7.如权利要求1所述的薄型驻极体静电式扬声器放大装置，其特征在于，前述直流电源供应器具有1伏至20伏的电压。
8.如权利要求1所述的薄型驻极体静电式扬声器放大装置，其特征在于，前述第一升压变压器具有一次侧电感线圈及二次侧电感线圈，且所述的一次侧电感线圈电连接于前述声音放大器，而所述的二次测电感线圈电连接于前述驻极体静电式扬声器。
9.如权利要求8所述的薄型驻极体静电式扬声器放大装置，其特征在于，前述一次侧电感线圈及二次侧电感线圈的圈数比为1∶5至1∶100。
10.如权利要求9所述的薄型驻极体静电式扬声器放大装置，其特征在于，前述圈数比的值依前述驻极体静电式扬声器所需放大的倍数作适当的配置。
11.如权利要求8所述的薄型驻极体静电式扬声器放大装置，其特征在于，前述第一升压变压器的二次侧电感线圈具有0.1毫亨至100毫亨的电感。
12.如权利要求11所述的薄型驻极体静电式扬声器放大装置，其特征在于，前述电感的值依前述驻极体静电式扬声器所需的频宽作适当配置。
13.如权利要求8所述的薄型驻极体静电式扬声器放大装置，其特征在于，前述升压变压器的一次侧电感线圈具有1欧母至50欧母的阻抗，且前述声音放大器具有一输出阻抗。
14.如权利要求13所述的薄型驻极体静电式扬声器放大装置，其特征在于，前述升压变压器的一次侧电感线圈阻抗的值依前述声音放大器的输出阻抗作适当的匹配。
15.如权利要求1所述的薄型驻极体静电式扬声器放大装置，其特征在于，所述的薄型驻极体静电式扬声器放大装置进一步包含复数个第二升压变压器。
16.如权利要求15所述的薄型驻极体静电式扬声器放大装置，其特征在于，前述复数个第二升压变压器各具有一次侧电感线圈及二次侧电感线圈，且前述复数个第二升压变压器的一次侧电感线圈与前述第一升压变压器的二次侧电感线圈电性串接，而前述复数个第二升压变压器的二次侧电感线圈则与前述驻极体静电式扬声器电性串接。
17.如权利要求1所述的薄型驻极体静电式扬声器放大装置，其特征在于，所述的薄型驻极体静电式扬声器放大装置进一步包含复数个第三升压变压器。
18.如权利要求17所述的薄型驻极体静电式扬声器放大装置，其特征在于，前述复数个第三升压变压器各具有一次侧电感线圈及二次侧电感线圈，且前述复数个第三升压变压器的一次侧电感线圈与前述第一升压变压器的一次侧电感线圈电性并接，而前述复数个第三升压变压器的二次侧电感线圈则与前述第一升压变压器的二次侧电感线圈及前述驻极体静电式扬声器电性串接。
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