CN205305105U - 一种能够防止压电素子的电极变色的扬声器单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种能够防止压电素子的电极变色的扬声器单元，包括支架、高频扬声器以及低音扬声器，其中所述支架用于支撑所述高频扬声器和低音扬声器，所述低音扬声器包括纸盆以及线圈，所述高频扬声器包括振动板以及压电素子，所述压电素子采用将多个两侧均设有电极的压电元件进行叠层而形成的叠层型结构，其底面尺寸比振动板的尺寸小，所述压电素子的底面与所述振动板相连接，所述电极含银，在所述压电素子上表面的电极上设有材料涂层。本实用新型所涉及的扬声器单元能够防止压电素子的电极变色，并且能够得到良好的频率特性。

Description

一种能够防止压电素子的电极变色的扬声器单元

技术领域

本实用新型涉及电声领域，尤其涉及一种能够防止压电素子的电极变色的扬声器单元。

背景技术

音频扬声器一般情况下均包括高频扬声器以及低音扬声器，另外，有的时候也包括中音扬声器。这些不同的扬声器通过增强电子信号的振幅，来产生可听域的音波（可以简单地解释为声音）。这些声音相互重合，成为能听到的声音。

在现有技术的扬声器中，一般采用永久磁石和音圈作为振动装置。这种结构的扬声器需要很多零部件以致体型偏大偏重。高音用的高频扬声器因将压电素子作为振动装置来使用，因此具有小型轻便的特点。

压电素子由两面都设有电极的1个或2个以上的压电元件构成。压电素子的最外侧和振动板相连接，其它面暴露在空气中，因此导致设置于其他侧面的最外侧的电极表面因为接触空气产生变色。因为压电素子的电极包含了银（多采用银或者银钯），和空气中的硫化氢反应会产生硫化现象。在一般普通环境下，电极表面的变色很难联想到使其电子的特性显著恶化，但是在环境污染严重的地区，可以预见因长期使用会导致电子抵抗值上升，因此变色会给音压特性带来影响。另外，因为严重的变色会影响美观。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种能够防止压电素子的电极变色的扬声器单元，以便防止压电素子的电极变色，并且能够得到良好的频率特性。

为了实现上述目的，本实用新型提出了一种能够防止压电素子的电极变色的扬声器单元，包括支架、高频扬声器以及低音扬声器，其中所述支架用于支撑所述高频扬声器和低音扬声器，所述低音扬声器包括纸盆以及线圈，所述高频扬声器包括振动板以及压电素子，所述压电素子采用将多个两侧均设有电极的压电元件进行叠层而形成的叠层型结构，其底面尺寸比振动板的尺寸小，所述压电素子的底面与所述振动板相连接，所述电极含银，在所述压电素子上表面的电极上设有材料涂层。

优选的是，所述压电素子的侧面也涂有材料涂层。

优选的是，所述材料涂层采用乳胶树脂。

优选的是，未与所述压电素子相接触的振动板上也涂有材料涂层。

优选的是，所述振动板上材料涂层的平均厚度大于所述压电素子上材料涂层的平均厚度。

本实用新型的该方案的有益效果在于上述扬声器单元能够防止压电素子的电极变色，并且能够得到良好的频率特性。

附图说明

图1示出了本实用新型所涉及的扬声器单元的第一实施例的结构示意图。

图2示出了第一实施例中的频率特性曲线对比图。

图3示出了本实用新型所涉及的扬声器单元的第二实施例的结构示意图。

图4示出了第二实施例中的频率特性曲线对比图。

图5示出了第二实施例中的音压变化的曲线图。

图6示出了第二实施例中的涂层顺序说明图。

图7示出了第二实施例中的涂层厚度的测定点的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型所涉及的扬声器单元1包括支架10、高频扬声器20以及低音扬声器30。

所述支架10用于支撑所述高频扬声器20和低音扬声器30。所述支架10采用金属、树脂等材料制成，并形成具有一定厚度的圆筒状。当然，所述支架10的形状并不一定为圆筒状，根据振动板22、纸盆32的形状，或者它们的频率特性，所述支架10可以设计成任意形状。所述支架10内设有第一沟槽12a以及第二沟槽12b，其中所述第一沟槽12a用于固定所述高频扬声器20，所述第二沟槽12b用于固定所述低音扬声器30。

所述低音扬声器30是产生低音的音频单元，其包括纸盆32以及线圈34。所述纸盆32通过所述第二沟槽12b进行固定。

所述高频扬声器20是产生高音的音频单元，其包括振动板22以及压电素子24。所述振动板22是振动发声的部件，其由金属、树脂等富有一定弹性的材料制成，所述振动板22通过将其侧面嵌入所述支架10的第一沟槽12a，从而达到由所述支架10支撑的目的。

所述压电素子24起到加强振动板22振动强度的功能。所述压电素子由锆钛酸铅（PZT）等陶瓷制品构成，所述压电素子24采用的是叠层型结构，也就是将多个两侧均设有电极的压电元件进行叠层而形成。所述压电素子24底面的尺寸比振动板22的尺寸小，所述压电素子24的底面与所述振动板22相连接，其余面均暴露于空气中。

在所述压电素子24的上表面设有电极，该电极由金属材料制成，用于对压电素子24施加电压。在本实施例中，电极是银质的，银由于空气的硫化作用，容易变色。因此在电极的上表面设有材料涂层26，材料涂层26的设置能够使设置在所述压电素子24上表面的电极，即使暴露在空气中，也能防止它因为空气的硫化作用而产生的变色。所述材料涂层26适宜采用乳胶树脂。乳胶树脂传播的音速比金属小，通常情况下是金属材料的2分之1以下。

根据所述振动板22的大小以及它传播音速的不同，共振频率（以及反共振频率）会不同。在没有使用材料涂层26的情况下，其影响会直接显现出来，频率特性也不会呈现平坦的特征。与此相对的是，在使用了材料涂层26的情况下，共振频率（以及反共振频率）也会随着材料涂层26传播音速的不同而变化。从整体上来看，共振频率被分散开，频率特性将趋近于平坦。如果使用乳胶树脂做材料涂层26的话，振动板22和材料涂层26的音速将产生极大差异，从而使共振频率被准确地分散开。而且共振频率的Q值也会降低，频率特性变平坦，音质提高。

图2示出了上述实施例中的频率特性曲线对比图。具体显示的是将上述实施例中的扬声器单元安装进耳机专用的声耦合器中，使用材料涂层26和不使用材料涂层26时频率特性的实验结果对比图。在这里，使用乳胶树脂的材料涂层26用喷雾器将醋酸乙烯进行涂层。硬化后的树脂平均厚度为50μm。在图2中，以实线表示使用了材料涂层26的情况，以虚线表示没有使用材料涂层26的情况。从图中可以看出，使用了材料涂层26的情况下频率特性更平坦。特别是20kHz以上的音域更为平坦。

为了更好的防止因电极暴露于空气中而引起压电素子的变色，所述压电素子24侧面电极的外表面也可以涂覆材料涂层26。

图3示出了本实用新型所涉及的扬声器单元的第二实施例的结构示意图。和图1进行比较可以看出，在本实施例中设置了多个材料涂层，具体的在所述压电素子24上表面电极的外侧设置了第一材料涂层26a，在所述振动板22上设置了第二材料涂层26b。本实施例中其余结构与第一实施例中的相同，在此不做赘述。将所述压电素子24上的第一材料涂层26a的厚度设为tp，将所述振动板22上的第二材料涂层26b的厚度设为tm。

图4示出了第二实施例中的频率特性曲线对比图。具体显示的是将上述实施例中的扬声器单元安装进耳机专用的声耦合器中，使用材料涂层和不使用材料涂层时频率特性的实验结果对比图。在图4中，以细的虚线表示没有使用涂层的情况，以粗的虚线表示使用了tp=40μm、tm=21μm的材料涂层的情况，以实线表示使用了tp=21μm、tm=40μm的材料涂层的情况。没有使用涂层的情况下，20kHz以上的音域中频率特性呈现不平坦的特性，由于使用了材料涂层，频率特性变得趋于平坦，而且与使用了tp=40μm、tm=21μm材料涂层的情况相比，使用了tp=21μm、tm=40μm材料涂层的情况下频率特性更平坦。

现将tm>tp时，频率特性更平坦的原因做以下说明，所述振动板22的Q值通过来表示。在这里r表示机械抵抗、s表示弹性柔软度、m表示质量。在使用了材料涂层后，r变大从而使Q值减小。为了使频率特性较平坦，将振动板22的机械抵抗加大比较好。若将作为振动源的压电素子24的机械抵抗增强，为了音响（振动）的传播，不一定是件好事。

图5示出了第二实施例中的音压变化的曲线图。具体显示的是假设tp=21μm不变的情况下，使tm变化，得到在tp/tm和20kHz上音压变化的值。在图中，纵轴的刻度以1dB为单位。因为3dB以上的音压下降不适宜计量，所以当tp/tm极小时（tm极大）不进行测定。当tp/tm<1时，也就是tm>tp的情况比较适宜。

图6示出了第二实施例中的涂层顺序说明图。首先，如图6（A）中所示一样，用丝网印刷将乳胶树脂涂于压电素子24和振动板22的上表面。这时，tm=tp。之后，如图6（B）所示，只在振动板22上用丝网印刷涂覆乳胶树脂材料，可以将tm增大。

图7示出了第二实施例中的涂层厚度的测定点的示意图。因为是求平均涂层厚度的近似值，所以在振动板22上取图中的黑点12个点，涂上极薄的涂层，用激光测长器来测定；在压电素子24上取图中的白点13个点，涂上极薄的涂层，用激光测长器来测定。

本实施例中的扬声器单元1，通过在所述振动板22上涂覆较厚的第二材料涂层26b，在所述压电素子24上涂覆较薄的第一材料涂层26a，在高音域形成了良好的频率特性。

本实用新型所涉及的扬声器单元能够防止压电素子的电极变色，并且能够得到良好的频率特性。

Claims (5)

1.一种能够防止压电素子的电极变色的扬声器单元，包括支架、高频扬声器以及低音扬声器，其中所述支架用于支撑所述高频扬声器和低音扬声器，所述低音扬声器包括纸盆以及线圈，所述高频扬声器包括振动板以及压电素子，其特征在于：所述压电素子采用将多个两侧均设有电极的压电元件进行叠层而形成的叠层型结构，其底面尺寸比振动板的尺寸小，所述压电素子的底面与所述振动板相连接，所述电极含银，在所述压电素子上表面的电极上设有材料涂层。

2.根据权利要求1所述的能够防止压电素子的电极变色的扬声器单元，其特征在于：所述压电素子的侧面也涂有材料涂层。

3.根据权利要求1或2所述的能够防止压电素子的电极变色的扬声器单元，其特征在于：所述材料涂层采用乳胶树脂。

4.根据权利要求1或2所述的能够防止压电素子的电极变色的扬声器单元，其特征在于：未与所述压电素子相接触的振动板上也涂有材料涂层。

5.根据权利要求4所述的能够防止压电素子的电极变色的扬声器单元，其特征在于：所述振动板上材料涂层的平均厚度大于所述压电素子上材料涂层的平均厚度。