CN207427469U - 新型压电陶瓷式高音扬声器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型压电陶瓷式高音扬声器，它包括壳体、压电陶瓷电声换能器、振动音膜、锥形盆和高频变压器，压电陶瓷电声换能器、振动音膜和高频变压器均设在壳体内，壳体上设有出音管筒，锥形盆设在壳体内相应于出音管筒的内端开口的位置，压电陶瓷电声换能器设在壳体的内腔内相应于锥形盆的位置；振动音膜设于锥形盆内，振动音膜与压电陶瓷电声换能器的压电陶瓷片连接，高频变压器用于将低电压进行升压处理并产生高频的高电压，以提高扬声器的输出功率并提高扬声器的输出音频频率。本实用新型结构简单、设计合理、质量轻、体积小、使用方便，它可在1000HZ至15KHZ的中、高频频段下响应，并具有高音质、低功耗、无杂音、无电磁干扰的优点。

Description

新型压电陶瓷式高音扬声器

技术领域

本实用新型涉及一种扬声器，具体来说，涉及一种压电陶瓷式高音扬声器。

背景技术

扬声器是一种常用的电声换能器件，而扬声器质量的好坏以及性能的高低直接影响音箱音质的好坏。一个比较好的扬声器要达到失真度一般少于百分之十，频率响应一般要达到几千HZ至十五KHZ，但是传统的电磁式扬声器通常很难达到此标准，并且因造价极高二导致价格昂贵。现有经典式的电磁式高频扬声器大都是做成动圈式永磁扬声器，由于动圈式扬声器的音圈和振动音膜的质量很难造得很轻，故往往造成其振动部分的惯性太大，导致高音部分衰减很大，幅度和相位失真也较高。同时，随着扬声器向着小型便携、薄型、高音质方向发展，对其的声学性能的要求也就随之提高，现有的动圈式扬声器的音圈只有一根漆包线绕制而成，发声过程中不论高音中音还是低音均通过该漆包线带动振膜的震动产生，从而导致声音在音量和音色的转换中受到振膜振动时惯性的影响及频率和电流的影响而导致声音产生一定程度的失真，限制了扬声器的音质提高，难以满足人们对更高音质的追求。

此外，因电磁式扬声器是家庭影院、多媒体音响、笔记本电脑等设备上常用的电声换能器件，但由于其工作中会产生电磁波，在一些对电磁干扰要求比较高的应用中会造成影响，因此需要设计一种结构简单、设计合理、质量轻、体积小、使用方便的压电式扬声器，它可在高、低频下响应，并具有高音质、低功耗、无杂音、无电磁干扰等特点。

实用新型内容

针对以上的不足，本实用新型提供了一种结构简单、设计合理、质量轻、体积小、使用方便的压电式扬声器，它可在1000HZ至15KHZ的中、高频频段下响应，并具有高音质、低功耗、无杂音、无电磁干扰的新型压电陶瓷式高音扬声器，它由振动系统、磁路系统、漆包线和辅助系统四部分组成，所述振动系统包括壳体、锥形盆、压电陶瓷电声换能器和振动音膜，所述磁路系统由非永久磁铁、场心柱、以及缠绕有漆包线的高频变压器组成，辅助系统包括用于连接锥形盆的盆架、电性连接的接线板和线路板，所述压电陶瓷电声换能器、振动音膜和高频变压器均设置在壳体的内腔中，所述壳体上设有与其内腔相连通的出音管筒；所述锥形盆用于将扬声器振动产生的声音朝着出音管筒的开口方向传播扩散，所述锥形盆固定设置在壳体的内腔内相应于出音管筒的内端开口的位置；所述压电陶瓷电声换能器用于通过压电效应将电压变化信号转化成振动的声波，所述压电陶瓷电声换能器固定设置在所述壳体的内腔内相应于所述锥形盆的位置；所述振动音膜用于将压电陶瓷电声换能器产生的声信号以机械能的振动声波方式进行传播扩散，所述振动音膜设置于所述锥形盆内，所述振动音膜与所述压电陶瓷电声换能器的压电陶瓷片连接；所述高频变压器用于将低电压进行升压处理并产生高频的高电压，以提高扬声器的输出功率并提高扬声器的输出音频频率，所述高频变压器的输出端与压电陶瓷电声换能器的输入端电性连接，所述高频变压器的输入端与电源电性连接。

为了进一步实现本发明，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体内部形成有开口朝下的第一凹腔，所述上壳体的上表面沿其轴向方向设有向上延伸的出音管筒，且该出音管筒与上壳体的第一凹腔相连通；所述下壳内部形成有开口朝上的第二凹腔，当上壳体与下壳体相互卡接闭合后，第一凹腔与第二凹腔组合形成壳体的内腔。

为了进一步实现本发明，所述出音管筒内设有沿其轴向延伸的导音柱，所述导音柱对经由出音管筒传出的声音起到良好的导引作用，以增强高音扬声器的导音效果。

为了进一步实现本发明，所述第二凹腔的底表面的居中位置设有用于容纳并安装所述高频变压器的容置槽。

为了进一步实现本发明，所述锥形盆呈两端开口的喇叭状设计。

为了进一步实现本发明，所述锥形盆的大端开口正对出音管筒的内端开口，以便于声音朝着出音管筒的轴向方向传播扩散。

为了进一步实现本发明，所述压电陶瓷电声换能器主要由音膜、金属导电贴片、压电陶瓷片和轻、重两种金属固定圆片组成，其在一定的温度下经极化处理后，具有压电效应，所述压电陶瓷电声换能器固定设置在壳体的内腔内相应于锥形盆的小端开口的位置，所述金属固定圆片的正反两面分别通过胶水粘贴有压电陶瓷片，所述金属导电贴片分别粘贴在位于金属固定圆片正反两面的压电陶瓷片银电极上。

为了进一步实现本发明，所述壳体外形呈圆柱形。

为了进一步实现本发明，所述壳体采用质量轻、耐高温、耐腐蚀的环保的塑料材质制成。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型的新型压电陶瓷式高音扬声器，结构简单、设计合理，质量轻、体积小巧，其采用以软磁作为磁芯的高频变压器进行升压变频处理，利用压电陶瓷电声换能器代替电磁式高频扬声器的动圈式永磁铁与结构复杂的永磁铁、音圈、振动音膜，既克服了动圈式扬声器的音圈和振动音膜的质量很难造得很轻，往往造成其振动部分的惯性太大，导致高音部分衰减很大，幅度和相位失真也较高的诸多缺陷，又符合高音扬声器向着小型便携、薄型、高音质方向发展的需求。本实用新型的新型压电陶瓷式高音扬声器，当处于有音频电流通过时，就产生随音频电流变化的磁场，这一磁场和非永久磁铁的磁场发生相互作用，使音频频率变化电流大小，由于喇叭结构简单、低音丰满、音质柔和、频带宽，但能耗较低。

2、本实用新型的新型压电陶瓷式高音扬声器，采用压电陶瓷片的压电陶瓷电声换能器，并采用无线圈的轻质振动音膜、锥形盆、出音管筒和导音柱的结构进行配合，解决现有的扬声器的音圈只有一根漆包线绕制而成，发声过程中不论高音中音还是低音均通过该根漆包线带动振膜的震动产生，从而导致声音在音量和音色的转换中受到振膜振动时惯性的影响及频率和电流的影响而导致声音产生一定程度的失真，限制了扬声器的音质提高，难以满足人们对更高音质的追求的缺陷，减小了声音在音量和音色的转换中受到振膜振动时惯性的影响及频率和电流的影响，扬声器发出声音的音质得到明显提高。即本实用新型使得扬声器在保证失真度小于百分之十、频率响应达到1000HZ至15KHZ的前提下，声音功率更大，声音清脆悦耳，传输距离远，发声效率高，与传统的高音扬声器相比，功耗低，声级高，节能环保。

3、本实用新型的新型压电陶瓷式高音扬声器，采用以软磁作为磁芯的高频变压器进行升压变频处理，利用压电陶瓷电声换能器代替电磁式高频扬声器的动圈式永磁铁结构的扬声器，其只是在工作通电的过程产生微弱的电磁波，克服传统动圈式永磁铁结构的扬声器在工作过程中或者非工作过程中都会产生电磁波，在一些对电磁干扰要求比较高的应用中会造成影响的缺陷，从而可达到无电磁干扰或者减少电磁干扰的目的。

4、本实用新型的新型压电陶瓷式高音扬声器，其壳体采用上、下壳体配合结构，安装更简单快捷；壳体采用无公害的塑料材料制成，成本低，低碳环保。

附图说明

图1为本实用新型的剖视结构示意图；

图2为本实用新型的立体结构示意图；

图3为本实用新型的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步阐述，其中，本实用新型的方向以图1为标准。

如图1至3图所示，本实用新型的新型压电陶瓷式高音扬声器，它由振动系统、磁路系统、漆包线和辅助系统四部分组成，振动系统包括壳体1、锥形盆2、压电陶瓷电声换能器3和振动音膜4，磁路系统由非永久磁铁、场心柱、以及缠绕有漆包线的高频变压器5组成，辅助系统包括用于连接锥形盆的盆架、电性连接的接线板和线路板。本实用新型的新型压电陶瓷式高音扬声器，当处于有音频电流通过时，就产生随音频电流变化的磁场，这一磁场和非永久磁铁的磁场发生相互作用，使音频频率变化电流大小，由于喇叭结构简单、低音丰满、音质柔和、频带宽，但能耗较低。

壳体1外形呈圆柱形，壳体1采用质量轻、耐高温、耐腐蚀的环保的塑料材质制成，壳体1呈纵向设置(轴向方向为垂直方向，径向方向为水平方向)，壳体1包括上壳体11和下壳体12，上壳体11内部形成有开口朝下的第一凹腔13，上壳体11的上表面沿其轴向方向设有向上延伸的出音管筒14，且该出音管筒14与上壳体11的第一凹腔13相连通。出音管筒14内设有沿其轴向延伸的导音柱141，该导音柱141对经由出音管筒14传出的声音起到良好的导引作用，以增强高音扬声器的导音效果。下壳体12内部形成有开口朝上的第二凹腔15，当上壳体11与下壳体12相互卡接闭合后，第一凹腔13与第二凹腔15组合形成壳体1的内腔；位于第二凹腔15的底表面的居中位置设有用于容纳并安装高频变压器6的容置槽121。此外，出音管筒14的外围套设有设置外螺纹的安装接口142，便于扬声器的安装使用。

锥形盆2用于将扬声器振动产生的声音朝着出音管筒14的开口方向传播扩散，锥形盆2呈两端开口的喇叭状设计，锥形盆2固定设置在壳体1的内腔内相应于出音管筒14的内端开口的位置，且锥形盆2的大端开口正对出音管筒14的内端开口，以便于声音朝着出音管筒14的轴向方向传播扩散。

压电陶瓷电声换能器3用于通过压电效应将电压变化信号转化成振动的声波，压电陶瓷电声换能器3采用现有技术实现，本实施例的压电陶瓷电声换能器3主要由金属导电贴片、压电陶瓷片和轻、重两种金属固定圆片组成，其在一定的温度下经极化处理后，具有压电效应。压电陶瓷电声换能器3固定设置在壳体1的内腔内相应于锥形盆2的小端开口的位置。金属固定圆片的正反两面分别通过胶水粘贴有压电陶瓷片，金属导电贴片分别粘贴在位于金属固定圆片正反两面的压电陶瓷片银电极上。

振动音膜4用于将压电陶瓷电声换能器3产生的声信号以机械能的振动声波方式进行传播扩散，振动音膜4采用现有技术实现。振动音膜4设置于锥形盆2内，振动音膜4与压电陶瓷电声换能器3的压电陶瓷片连接。

高频变压器5用于将低电压进行升压处理并产生高频的高电压，以提高扬声器的输出功率并提高扬声器的输出音频频率，高频变压器5的输出端与压电陶瓷电声换能器3的输入端电性连接，高频变压器5的输入端与电源电性连接。高频变压器5采用现有技术实现，高频变压器5包括硅钢矩形框架、绝缘接线板，若干个接线柱、软磁芯和包裹饶设在铁芯上的线圈绕组，绝缘接线板固定设置在硅钢矩形框架内，接线柱53设置绝缘接线板上，接线柱包括输入接线柱和输出接线柱，包裹饶设在铁芯上的线圈绕组设置在硅钢矩形框架内相应于绝缘接线板的位置。线圈绕组包括初级线包和次级线包，压器绕线采用了高频多股漆包线，采用纳米晶软磁铁作为高频变压器的磁芯，不同功率的变压器通过改变初级线包和次级线包的线圈匝数比来实现，在本实用新型中，当初级线包加上交流信号后，初级线包将产生交变磁场；交变磁场通过铁芯感应到次级线包上，于是在次级线包中产生感应电压，该感应电压的频率与初级线包外加信号相同,而电压值则取决于初、次级线包的线圈匝数(圈数)的多少，输出功率则决定于外接负载和初级线包输入信号的功率。为了保证绕组之间的绝缘，变压器绕线采用漆包线，漆包线外层套一层绝缘塑膜，双层绝缘，能有效的是导体和铁芯间绝缘。另绕组线圈在磁环上均匀分布，且绕线之间保持足够的距离，以降低绕组间的耦合程度，使漏感减小，从而降低了变压器的损耗。

本实用新型的基本工作原理：将本实用新型的高音扬声器接通交流电源后，扬声器不同功率的输出，通过改变高频变压器5的初级线包和次级线包的线圈匝数比来实现，当初级线包加上交流信号后，初级线包将产生交变磁场；交变磁场通过铁芯感应到次级线包上，于是在次级线包中产生感应电压，该感应电压的频率与初级线包外加信号相同,而电压值则取决于初、次级线包的线圈匝数(圈数)的多少，输出功率则决定于外接负载和初级线包输入信号的功率。本实施例的高频变压器5将低电压进行升压处理并产生高频的高电压，以提高扬声器的输出功率并提高扬声器的输出音频频率，经高频变压器5升压处理后的高频电压电流信号输入压电陶瓷电声换能器3的接收端，压电陶瓷电声换能器3的压电陶瓷片压电陶瓷片产生压电效应，即当高频电压电流信号加在压电陶瓷片上时则产生高频声信号(机械震动)，高频声信号声信号则通过音膜以机械能形式的振动声波进行传播扩散，并在锥形盆2的作用下沿着出音管筒14的方向集中朝向一个方向传播，从而有效提高了扬声器的功率，使得扬声器具有高音质、低功耗、无杂音、无电磁干扰的优点。

对本实施例测试结果如下：高频响应：1000HZ至15KHZ；灵敏度(2.83V/m)105dB；失真度：≤1％。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明并不局限于上述实施方式，在实施过程中可能存在局部微小的结构改动，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，且属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (9)

1.一种新型压电陶瓷式高音扬声器，它由振动系统、磁路系统、漆包线和辅助系统四部分组成，其特征在于：所述振动系统包括壳体、锥形盆、压电陶瓷电声换能器和振动音膜，所述磁路系统由非永久磁铁、场心柱、以及缠绕有漆包线的高频变压器组成，辅助系统包括用于连接锥形盆的盆架、电性连接的接线板和线路板，所述压电陶瓷电声换能器、振动音膜和高频变压器均设置在壳体的内腔中，所述壳体上设有与其内腔相连通的出音管筒；所述锥形盆用于将扬声器振动产生的声音朝着出音管筒的开口方向传播扩散，所述锥形盆固定设置在壳体的内腔内相应于出音管筒的内端开口的位置；所述压电陶瓷电声换能器用于通过压电效应将电压变化信号转化成振动的声波，所述压电陶瓷电声换能器固定设置在所述壳体的内腔内相应于所述锥形盆的位置；所述振动音膜用于将压电陶瓷电声换能器产生的声信号以机械能的振动声波方式进行传播扩散，所述振动音膜设置于所述锥形盆内，所述振动音膜与所述压电陶瓷电声换能器的压电陶瓷片连接；所述高频变压器用于将低电压进行升压处理并产生高频的高电压，以提高扬声器的输出功率并提高扬声器的输出音频频率，所述高频变压器的输出端与压电陶瓷电声换能器的输入端电性连接，所述高频变压器的输入端与电源电性连接。

2.根据权利要求1所述的新型压电陶瓷式高音扬声器，其特征在于：所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体内部形成有开口朝下的第一凹腔，所述上壳体的上表面沿其轴向方向设有向上延伸的出音管筒，且该出音管筒与上壳体的第一凹腔相连通；所述下壳内部形成有开口朝上的第二凹腔，当上壳体与下壳体相互卡接闭合后，第一凹腔与第二凹腔组合形成壳体的内腔。

3.根据权利要求1或2所述的新型压电陶瓷式高音扬声器，其特征在于：所述出音管筒内设有沿其轴向延伸的导音柱，所述导音柱对经由出音管筒传出的声音起到良好的导引作用，以增强高音扬声器的导音效果。

4.根据权利要求2所述的新型压电陶瓷式高音扬声器，其特征在于：所述第二凹腔的底表面的居中位置设有用于容纳并安装所述高频变压器的容置槽。

5.根据权利要求1所述的新型压电陶瓷式高音扬声器，其特征在于：所述锥形盆呈两端开口的喇叭状设计。

6.根据权利要求5所述的新型压电陶瓷式高音扬声器，其特征在于：所述锥形盆的大端开口正对出音管筒的内端开口，以便于声音朝着出音管筒的轴向方向传播扩散。

7.根据权利要求1所述的新型压电陶瓷式高音扬声器，其特征在于：所述压电陶瓷电声换能器主要由音膜、金属导电贴片、压电陶瓷片和轻、重两种金属固定圆片组成，其在一定的温度下经极化处理后，具有压电效应，所述压电陶瓷电声换能器固定设置在壳体的内腔内相应于锥形盆的小端开口的位置，所述金属固定圆片的正反两面分别通过胶水粘贴有压电陶瓷片，所述金属导电贴片分别粘贴在位于金属固定圆片正反两面的压电陶瓷片银电极上。

8.根据权利要求1所述的新型压电陶瓷式高音扬声器，其特征在于：所述壳体外形呈圆柱形。

9.根据权利要求1所述的新型压电陶瓷式高音扬声器，其特征在于：所述壳体采用质量轻、耐高温、耐腐蚀的环保的塑料材质制成。