CN204948356U - 用于检测扬声器振动位移的结构和声电互转的双效装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于检测扬声器振动位移的结构，包括振动系统和位于振动系统下方的磁路系统，振动系统包括振膜和位于振膜下方的音圈，磁路系统包括华司和磁铁；用于检测扬声器振动位移的检测电容包括相对设置的可动极板和固定极板，可动极板附着于振膜上，华司的上表面设有驻极体薄膜，驻极体薄膜为固定极板。本实用新型还公开了一种声电互转的双效装置，还包括与电容连接的阻抗变换器，阻抗变换器包括场效应管和二极管。本实用新型将电容的可动极板设置在振动系统上，固定极板设置在振动系统之下并且位置固定，当振动系统振动时检测电容的变化即可计算出振动系统的实际位移。

Description

用于检测扬声器振动位移的结构和声电互转的双效装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于检测扬声器振动位移的结构和一种声电互转的双效装置。

背景技术

现有技术中，无论是对于微型扬声器还是大型喇叭，在工作于低频条件下时，限制产品最大功率应用的问题主要在于：

大功率下，工作于低频条件下的音圈产生过大的位移，而过大的位移会导致失真急剧升高，甚至出现明显的音圈与磁路系统的擦碰问题，这些都会造成产品系统的机械损伤。

对于这一问题，目前的解决方案是采用智能功放控制单元控制扬声器产品的功率，根据输入的信息(如电压)和监控的信息(如电流)以及扬声器的物理参数“推算”出扬声器振动系统的实际位移，在实际位移超出预定程度时降低扬声器产品的功率。

但是，智能功放控制单元对于实际位移的推算仍然是建在在假设的理论模型上进行的，这种理论模型与实际的产品仍然具有一定的差异。另外，对于批量生产的微型扬声器，扬声器的物理参数总是存在着一些偏差，不能做到100％的一致。上述原因就决定了智能功放控制单元对实际位移的推算很难做到精确实时反应每一个扬声器产品的真实位移。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种检测扬声器装置振动位移的新技术方案。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种用于检测扬声器振动位移的结构，包括所述扬声器和用于检测所述扬声器振动位移的检测电容；所述扬声器包括振动系统和位于所述振动系统下方的磁路系统，所述振动系统包括振膜和位于振膜下方的音圈，所述磁路系统包括华司和磁铁；所述用于检测所述扬声器振动位移的检测电容包括相对设置的可动极板和固定极板，所述可动极板附着于所述振膜上，所述华司的上表面设有驻极体薄膜，所述驻极体薄膜为固定极板。

优选地，所述驻极体薄膜的材质为下列任一：聚四氟乙烯材质、聚二氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚醚酰亚胺、聚乙烯对苯二甲酯。

优选地，所述振膜为硅胶或者硅橡胶材质。

优选地，所述可动极板为金属层或者中间带有金属层的柔性线路板层。

优选地，所述金属层或者中间带有金属层的柔性线路板层附着于振膜的上方或者下方。

优选地，所述振膜包括位于中间的平面部、位于平面部边缘的折环部、以及位于最外围的固定部；所述金属层或者中间带有金属层的柔性线路板层仅覆盖于所述平面部。

优选地，所述振膜包括位于中间的平面部、位于平面部边缘的折环部、以及位于最外围的固定部；所述中间带有金属层的柔性线路板层包括中心部、包围所述中心部的环状部、以及连接所述中心部和所述环状部的连接部，所述环状部覆盖所述振膜的固定部，所述中心部覆盖所述振膜的平面部并且延伸至所述折环部的下方。

优选地，所述振膜包括位于中间的平面部、位于平面部边缘的折环部、以及位于最外围的固定部；所述固定部的上方设置有电连接结构。

优选地，所述电连接结构为金属环。

根据本实用新型的第二方面，提供了一种声电互转的双效装置，包括如前所述的结构，以及与所述检测电容连接的阻抗变换器，所述阻抗变换器包括场效应管和二极管。

本实用新型的发明人发现，在现有技术中还没有通过检测电容的变化来检测振动系统的实际位移的技术方案，因此，这种解决问题的方向是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本实用新型是一种新的技术方案。

本实用新型设计了用于检测振动系统实际位移的电容结构，将电容的可动极板设置在振动系统上，固定极板设置在振动系统之下并且位置固定，当振动系统振动时检测电容的变化即可计算出振动系统的实际位移，这样就可以在振动系统的实际位移超出安全阈值时降低扬声器装置的功率。对于采用这种扬声器结构的电子设备，可以在电子设备系统端实现对每一只扬声器产品的位移进行实时检测。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型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实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型用于检测扬声器振动位移的结构的第一实施例的示意图。

图2是本实用新型用于检测扬声器振动位移的结构的第二实施例的示意图。

图3是第二实施例的中间带有金属层的柔性线路板层的结构示意图。

附图标记说明

11平面部、12折环部、13固定部、2音圈、3华司、4磁铁、5盆架、6电连接结构、8场效应管、9内磁间隙；

100金属层、200中间带有金属层的柔性线路板层、300驻极体薄膜。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型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实用新型的范围。

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，决不作为对本实用新型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和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术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。

本实用新型设计了用于检测扬声器振动系统实际振动位移的电容结构，检测电容由可动极板和与可动极板相对设置的固定极板组成，其中，可动极板为振动系统的一部分随振动系统一起振动，固定极板设置于振动系统之下并且相对于扬声器的外壳位置固定。当振动系统振动时可动极板随之振动，两个极板的距离产生变化导致电容发生变化，直接监控该电容的数值变化或者间接监控与该电容相连的电路的电流变化即可计算出振动系统的实际位移。

参考图1介绍本实用新型用于检测扬声器振动位移的结构的第一实施例，扬声器的振动系统包括振膜和位于振膜下方的音圈2，振膜包括位于中间的平面部11、位于平面部11边缘的折环部12、以及位于最外围的固定部13，固定部13用于将振膜固定在扬声器装置中。扬声器的磁路系统位于振动系统的下方，从上至下依次包括华司3、磁铁4和盆架5。

华司3的上表面设有驻极体薄膜300，驻极体薄膜300为固定极板。为了能让振膜与华司3之间保持均压，振膜和华司3之间存在内磁间隙9。

该驻极体薄膜300可以由驻极体材料经过极化形成，该驻极体薄膜300可以覆盖华司3的上表面的全部区域。驻极体薄膜300的材质为下列任一：聚四氟乙烯材质、聚二氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚醚酰亚胺、聚乙烯对苯二甲酯。驻极体薄膜300的材质优选为聚四氟乙烯材质，通过极化后带有电荷。

可以利用振膜形成可动极板，第一本实施例中可动极板为金属层100，从图1中可以看出，金属层100仅附着于振膜的平面部11的上方，这是为了尽量减小金属层100对振膜的折环部12的顺性的影响。在其它实施例中，金属层100还可以同时附着于振膜的固定部13的上方。在其它的实施例中，金属层100还可以附着于振膜的下方。

振膜的材料优选为硅胶或者硅橡胶材质，这两种材料都能够耐受140℃的高温，以免温度较高时造成产品性能下降。为了改善振膜的弹性特性，振膜还可以包括常规的塑料薄膜层(单层薄膜或多层复合薄膜)。

当通电的音圈2在磁路系统的作用下振动时，音圈2带动振膜振动，振膜的振动会导致可动极板和固定极板组成的检测电容的容值发生变化，由于驻极体薄膜300带有稳定的电荷，通过监控该检测电容的变化数值就可以计算出振动系统的实际位移，也可以间接监控与该电容相连的电路的电流变化计算出振动系统的实际位移。

在本实用新型的应用中，可以监控振动系统的实际位移是否超出预设的安全阈值，如果超出就降低扬声器的输入功率。也可以监控该电容的变化数值是否超出预设的安全阈值，如果超出就降低扬声器的输入功率。也可以监控与该电容相连的电路的电流变化是否超出预设的安全阈值，如果超出就降低扬声器的输入功率。

本实用新型可以利用智能功放控制单元与该电容相连，以监控振动系统的实际位移并在需要时减小扬声器的输入功率，保护扬声器不会过于失真或者受到物理损伤。

参考图2介绍本实用新型用于检测扬声器振动位移的结构的第二实施例，和第一实施例的区别在于可动极板的设置方式不同，第二实施例中可动极板为中间带有金属层的柔性线路板层200，中间带有金属层的柔性线路板层200附着于振膜的下方。

从图3中可以看出，中间带有金属层的柔性线路板层200包括中心部201、包围中心部201的环状部202、以及连接中心部201和环状部202的连接部203，环状部202覆盖振膜的固定部11，中心部201覆盖振膜的平面部11并且延伸至折环部12的下方。需要说明的是，第一实施例的金属层100的形状和设置方式可以和第二实施例的中间带有金属层的柔性线路板层200的形状和设置方式想同。

参考图1和图2所示，振膜的固定部13的上方设置有电连接结构6，电连接结构6可以为金属环或者其它电连接结构，检测电容的可动极板可以通过该电连接结构6接地或者连接至外部电路。由于磁铁4和盆架5均为导电体，固定极板可以通过盆架5的底部连接外部电路。

由于磁铁4和盆架5均为导电体，固定极板可以通过盆架5的底部与阻抗变换器相连接，阻抗变换器包括一个场效应管8和一个二极管(图中没有示出)，阻抗变换器再与系统端的放大器相连接。进一步的，放大器可以与智能功放控制单元连接，智能功放控制单元用于检测该检测电容的容值的变化并计算出振动系统的实际位移以控制扬声器装置的输入功率。

由于具有了阻抗变换器的扬声器具备了电容麦克风的所有核心零部件，所以还可以作为电容麦克风使用，所以本实用新型还提供了一种声电互转的双效装置，包括：具有可动极板的振动系统；磁路系统；设置于振动系统之下并且与可动极板相对的固定极板，可动极板和固定极板组成电容；以及与电容连接的阻抗变换器，阻抗变换器包括场效应管8和二极管。该双效装置可以作为扬声器或麦克风使用。

虽然已经通过例子对本实用新型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，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种用于检测扬声器振动位移的结构，其特征在于，包括所述扬声器和用于检测所述扬声器振动位移的检测电容；

所述扬声器包括振动系统和位于所述振动系统下方的磁路系统，所述振动系统包括振膜和位于振膜下方的音圈(2)，所述磁路系统包括华司(3)和磁铁(4)；

所述用于检测所述扬声器振动位移的检测电容包括相对设置的可动极板和固定极板，所述可动极板附着于所述振膜上，所述华司(3)的上表面设有驻极体薄膜(300)，所述驻极体薄膜(300)为固定极板。

2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述驻极体薄膜(300)的材质为下列任一：聚四氟乙烯材质、聚二氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚醚酰亚胺、聚乙烯对苯二甲酯。

3.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述振膜为硅胶或者硅橡胶材质。

4.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述可动极板为金属层(100)或者中间带有金属层的柔性线路板层(200)。

5.根据权利要求4所述的结构，其特征在于，所述金属层(100)或者中间带有金属层的柔性线路板层(200)附着于振膜的上方或者下方。

6.根据权利要求4所述的结构，其特征在于，所述振膜包括位于中间的平面部(11)、位于平面部(11)边缘的折环部(12)、以及位于最外围的固定部(13)；所述金属层(100)或者中间带有金属层的柔性线路板层(200)仅覆盖于所述平面部(11)。

7.根据权利要求4所述的结构，其特征在于，所述振膜包括位于中间的平面部(11)、位于平面部(11)边缘的折环部(12)、以及位于最外围的固定部(13)；所述中间带有金属层的柔性线路板层(200)包括中心部(201)、包围所述中心部(201)的环状部(202)、以及连接所述中心部(201)和所述环状部(202)的连接部(203)，所述环状部(202)覆盖所述振膜的固定部(11)，所述中心部(201)覆盖所述振膜的平面部(11)并且延伸至所述折环部(12)的下方。

8.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述振膜包括位于中间的平面部(11)、位于平面部(11)边缘的折环部(12)、以及位于最外围的固定部(13)；所述固定部(13)的上方设置有电连接结构(6)。

9.根据权利要求8所述的结构，其特征在于，所述电连接结构(6)为金属环。

10.一种声电互转的双效装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的结构，以及与所述检测电容连接的阻抗变换器，所述阻抗变换器包括场效应管(8)和二极管。