CN208258058U - 基于动圈式结构且可实现电声转换或声电转换的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于动圈式结构且可实现电声转换或声电转换的装置，其包括永磁部、线圈部和振膜，其结构特点是所述永磁部为平面磁铁，线圈部包括线圈基片和内置在线圈基片中的线圈绕组，振膜与线圈基片连接为一体结构，线圈基片与平面磁铁平行设置；线圈基片为方形片状或环形片状且线圈基片为由凸起部和内凹部交替排布形成的波纹形，平面磁铁的形状与线圈基片的形状相匹配且平面磁铁与线圈基片对应的平面上间隔设置多条凸棱，各凸棱与线圈基片上的凸起部或内凹部对应设置。本实用新型具有结构简单、实现方便、线性失真小和转换效率高的优点。

Description

基于动圈式结构且可实现电声转换或声电转换的装置

技术领域

本实用新型涉及一种动圈式电声/声电转换装置。

背景技术

扬声器是一种电声转换产品，对于动圈式的扬声器，其工作原理是：扬声器的线圈（音圈）中接通交流音频电流，在线圈周围产生交变的磁场，由于线圈位于扬声器自带永磁体的磁场中，因此，两磁场产生相互作用力，使得线圈随着音频电流幅值振动，在扬声器中，线圈与振膜为一体结构，振膜跟随线圈振动发声，从而完成电信号向机械振动的转换。

麦克风是一种声电转换产品，以动圈式的麦克风为例，其工作原理与扬声器刚好相反：声音通过空气使振膜振动，在振膜上的线圈绕组和环绕在动圈麦头的磁铁形成磁力场切割，在线圈中形成微弱的电流，从而完成机械振动向电信号的转换。

可见，无论是电声转换还是声电转换，均涉及电磁感应原理，其利用的是感应磁场和永磁磁场的相互作用关系，以实现电声/声电转换。但是，传统的电声/声电转换机构在具体运行中存在线性失真和转换效率低的问题，以动圈式扬声器为例，线圈在柱形磁铁上下运行，柱形磁铁上下磁场强度是不均匀的，只有中间部分比较均匀，均匀磁场内运行范围小，振幅大的信号线就开始脱离这个区域，导致线圈所处的磁场逐渐减弱，线圈受到的洛伦兹力减小，推动纸盆运动的力与输入音频信号振幅不成比例，相当于把冒尖的振幅进行了压缩，从而造成失真。平面扬声器运用的是等磁式原理，它腔体内使用的是平面磁铁，平面磁铁的磁力线是环形分布的，环形磁力线与平面线圈耦合，互动性差，效率很低，难于驱动，只能通过扩大磁铁面积的方法解决，磁铁加大会使产品重量增加，同样加重了佩戴压力。

基于上述问题，本案申请人研发了两款电声/声电转换装置，分别采用动圈式结构和动铁式结构，本案主要针对动圈式结构。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、实现方便、线性失真小、转换效率高的动圈式电声/声电转换装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的动圈式电声/声电转换装置包括永磁部、线圈部和振膜，其结构特点是所述永磁部为平面磁铁，线圈部包括线圈基片和内置在线圈基片中的线圈绕组，振膜与线圈基片连接为一体结构，线圈基片与平面磁铁平行设置；线圈基片为方形片状或环形片状且线圈基片为由凸起部和内凹部交替排布形成的波纹形，平面磁铁的形状与线圈基片的形状相匹配且平面磁铁与线圈基片对应的平面上间隔设置多条凸棱，各凸棱与线圈基片上的凸起部或内凹部对应设置。

所述线圈基片的底部连接有筒体，筒体的底端与振膜的中部连接。

所述平面磁铁设置一个且位于筒体内腔中，平面磁铁的底端连接有安装柱，安装柱的底端固定，振膜的中心开设有供安装柱穿过的振膜中心孔。

所述线圈部还包括线圈基筒，线圈基筒同样内置有线圈绕组且与线圈基片中的线圈绕组电连接，线圈基筒连接在线圈基片的底部、并位于筒体内且套设在平面磁铁的外部。

所述平面磁铁在线圈基片的上方和下方各设置一个，上方平面磁铁的底面设置凸棱且各凸棱与线圈基片的内凹部对应设置，下方平面磁铁的顶面设置凸棱且各凸棱与线圈基片的凸起部对应设置。

位于下方的平面磁铁的底端连接有安装柱，安装柱的底端固定，振膜的中心开设有供安装柱穿过的振膜中心孔。

所述振膜的中心开设振膜中心孔，所述线圈基片嵌装在振膜中心孔中。

所述线圈部还包括线圈基筒，线圈基筒同样内置有线圈绕组且与线圈基片中的线圈绕组电连接，平面磁铁设置一个，线圈基筒连接在线圈基片的底部并套设在平面磁铁的外部。

所述平面磁铁在线圈基片的上方和下方各设置一个，上方平面磁铁的底面设置凸棱且各凸棱与线圈基片的内凹部对应设置，下方平面磁铁的顶面设置凸棱且各凸棱与线圈基片的凸起部对应设置；位于下方的平面磁铁的底端连接有安装柱，安装柱的底端固定，振膜的中心开设有供安装柱穿过的振膜中心孔。

所述线圈部还包括线圈基筒，线圈基筒同样内置有线圈绕组且与线圈基片中的线圈绕组电连接，线圈基筒连接在线圈基片的底部且套设在下方平面磁铁的外部。

本实用新型的有益效果是：在平面磁铁的平面上设置多条凸棱，用以局部增强永磁磁场强度并集聚磁力线，使得平面线圈受到的永磁磁力更强，从而使得线圈中的感应磁场与永磁磁场处于更强的耦合状态，有效提高了转换效率并增强了线圈灵敏度，同时也降低了线性失真；将线圈基片设置为波纹形，使得基片中的线圈也跟随基片的形状起伏设置，该起伏趋势刚好与平面磁铁的凸棱设置相匹配，也即，线圈能与平面磁铁的距离尤其是磁力增强部的距离更近，从而进一步的增强了感应磁场和永磁磁场的耦合效果，使得凸棱的磁力增强效果更好；通过对称设置两个平面磁铁，且两个平面磁铁的相对面均设置凸棱，从而进一步加强了永磁磁场的强度，同时使得线圈振动时也能处于均匀的磁场中，进一步降低了线性失真；增加线圈基筒，线圈基筒中也内置线圈绕组，线圈基筒也参与振动，从而能有效利用平面磁铁侧部的磁场，进一步提高了转换效率；根据使用环境的不同，设计多种组成结构，增强了方案的通用性，更有助于实施推广。

综上所述，本实用新型具有结构简单、实现方便、线性失真小和转换效率高的优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

图1为本实用新型的平面磁铁为圆形时的表面结构示意图；

图2为本实用新型的平面磁铁为方形时的表面结构示意图；

图3为本实用新型第一种实施方式的结构示意图；

图4为本实用新型第二种实施方式的结构示意图；

图5为本实用新型第三种实施方式的结构示意图；

图6为本实用新型第四种实施方式的结构示意图；

图7为本实用新型第五种实施方式的结构示意图；

图8为本实用新型第六种实施方式的结构示意图；

图9为本实用新型第七种实施方式的结构示意图；

图10为本实用新型第八种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

参照附图，本实用新型的动圈式电声/声电转换装置包括永磁部、线圈部和振膜1，永磁部为平面磁铁2，线圈部包括线圈基片3和内置在线圈基片中的线圈绕组，振膜1与线圈基片3连接为一体结构，线圈基片3与平面磁铁2平行设置；线圈基片3为方形片状或环形片状且线圈基片3为由凸起部31和内凹部32交替排布形成的波纹形，平面磁铁2的形状与线圈基片3的形状相匹配且平面磁铁2与线圈基片3对应的平面上间隔设置多条凸棱4，各凸棱4与线圈基片3上的凸起部31或内凹部32对应设置。

其中，线圈基片3可以为圆形、椭圆形或者方形，对应的，平面磁铁2的形状与线圈基片3的形状相适应。如图1所示，平面磁铁2为圆形或椭圆形，凸棱4间隔环布在平面磁铁2表面的周圈位置；如图2所示，平面磁铁2为方形，凸棱4平行且间隔排列在平面磁铁2的表面上。为了能更清晰的表明本案的改进点，图2-图10中各实施例的平面磁铁2和线圈基片3均采用方形结构。

上述结构中，在平面磁铁2的平面上设置多条凸棱4，用以局部增强永磁磁场强度并集聚磁力线，使得平面线圈受到的永磁磁力更强，从而使得线圈中的感应磁场与永磁磁场处于更强的耦合状态，有效提高了转换效率并增强了线圈灵敏度，同时也降低了线性失真；将线圈基片3设置为波纹形，使得基片中的线圈绕组也跟随基片的形状起伏设置，该起伏趋势刚好与平面磁铁2的凸棱4设置相匹配，也即，线圈能与平面磁铁2的距离尤其是磁力增强部的距离更近，从而进一步的增强了感应磁场和永磁磁场的耦合效果，使得凸棱4的磁力增强效果更好

参照附图，对于线圈基片与振膜一体式的连接关系，本案给出两种具体结构。图3-图6示出了其中一种：线圈基片3的底部连接有筒体5，筒体5的底端与振膜1的中部连接。图7-图10示出了另一种：振膜1的中心开设振膜中心孔，线圈基片3嵌装在振膜中心孔中。

采用筒体5连接线圈基片3和振膜1时，平面磁铁2可设置一个也可设置两个。当平面磁铁2设置一个时，具体的，如图3所示，平面磁铁2设置一个且位于筒体5内腔中，平面磁铁2的底端连接有安装柱6，安装柱6的底端固定，振膜1的中心开设有供安装柱6穿过的振膜中心孔。

如图4所示，当采用筒体结构且平面磁铁2设置一个时，作为进一步改进，线圈部还包括线圈基筒7，线圈基筒7同样内置有线圈绕组且与线圈基片3中的线圈绕组电连接，线圈基筒7连接在线圈基片3的底部、并位于筒体5内且套设在平面磁铁2的外部。增加线圈基筒7，线圈基筒7中也内置线圈绕组，线圈基筒7也参与振动，从而能有效利用平面磁铁2侧部的磁场，进一步提高了转换效率

当采用筒体5结构且平面磁铁2设置两个时，如图5和图6所示，平面磁铁2在线圈基片3的上方和下方各设置一个，上方平面磁铁2的底面设置凸棱4且各凸棱4与线圈基片3的内凹部32对应设置，下方平面磁铁2的顶面设置凸棱4且各凸棱4与线圈基片3的凸起部31对应设置。对于具体的安装结构，上方的平面磁铁可直接固定在依附的壳体上或者线路板上，位于下方的平面磁铁2的底端连接有安装柱6，安装柱6的底端固定在壳体上或线路板上，振膜1的中心开设有供安装柱6穿过的振膜中心孔。

通过对称设置两个平面磁铁2，且两个平面磁铁2的相对面均设置凸棱4，从而进一步加强了永磁磁场的强度，同时使得线圈振动时也能处于均匀的磁场中，进一步降低了线性失真

参照图8，当线圈基片3嵌装在振膜1中心且平面磁铁2设置一个时，作为进一步改进，线圈部还包括线圈基筒7，线圈基筒7同样内置有线圈绕组且与线圈基片3中的线圈绕组电连接，平面磁铁2设置一个，线圈基筒7连接在线圈基片3的底部并套设在平面磁铁2的外部。

参照图9和图10，当当线圈基片3嵌装在振膜1中心且平面磁铁2设置两个时，具体的，平面磁铁2在线圈基片3的上方和下方各设置一个，上方平面磁铁2的底面设置凸棱4且各凸棱4与线圈基片3的内凹部32对应设置，下方平面磁铁2的顶面设置凸棱4且各凸棱4与线圈基片3的凸起部31对应设置；位于下方的平面磁铁2的底端连接有安装柱6，安装柱6的底端固定，振膜1的中心开设有供安装柱6穿过的振膜中心孔。

参照图6和图10，当设置两个平面磁铁2时，为了有效利用平面磁铁2侧部的磁场，也可设置线圈基筒7，具体的，线圈部还包括线圈基筒7，线圈基筒7同样内置有线圈绕组且与线圈基片3中的线圈绕组电连接，线圈基筒7连接在线圈基片3的底部且套设在下方平面磁铁2的外部。

本实用新型共提供了八种具体结构，分别如图3-图10中所示，根据具体的安装环境，整个转换装置可以单独形成声电/电声转换产品，或者集成在线路板中作为一个单独的声电/电声转换元器件。

综上所述，本实用新型不限于上述具体实施方式。本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可做若干的更改或修饰。上述更改或修饰均落入本本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于动圈式结构且可实现电声转换或声电转换的装置，包括永磁部、线圈部和振膜（1），其特征是所述永磁部为平面磁铁（2），线圈部包括线圈基片（3）和内置在线圈基片中的线圈绕组，振膜（1）与线圈基片（3）连接为一体结构，线圈基片（3）与平面磁铁（2）平行设置；线圈基片（3）为方形片状或环形片状且线圈基片（3）为由凸起部（31）和内凹部（32）交替排布形成的波纹形，平面磁铁（2）的形状与线圈基片（3）的形状相匹配且平面磁铁（2）与线圈基片（3）对应的平面上间隔设置多条凸棱（4），各凸棱（4）与线圈基片（3）上的凸起部（31）或内凹部（32）对应设置。

2.如权利要求1所述的基于动圈式结构且可实现电声转换或声电转换的装置，其特征是所述线圈基片（3）的底部连接有筒体（5），筒体（5）的底端与振膜（1）的中部连接。

3.如权利要求2所述的基于动圈式结构且可实现电声转换或声电转换的装置，其特征是所述平面磁铁（2）设置一个且位于筒体（5）内腔中，平面磁铁（2）的底端连接有安装柱（6），安装柱（6）的底端固定，振膜（1）的中心开设有供安装柱（6）穿过的振膜中心孔。

4.如权利要求3所述的基于动圈式结构且可实现电声转换或声电转换的装置，其特征是所述线圈部还包括线圈基筒（7），线圈基筒（7）同样内置有线圈绕组且与线圈基片（3）中的线圈绕组电连接，线圈基筒（7）连接在线圈基片（3）的底部、并位于筒体（5）内且套设在平面磁铁（2）的外部。

5.如权利要求2所述的基于动圈式结构且可实现电声转换或声电转换的装置，其特征是所述平面磁铁（2）在线圈基片（3）的上方和下方各设置一个，上方平面磁铁（2）的底面设置凸棱（4）且各凸棱（4）与线圈基片（3）的内凹部（32）对应设置，下方平面磁铁（2）的顶面设置凸棱（4）且各凸棱（4）与线圈基片（3）的凸起部（31）对应设置。

6.如权利要求5所述的基于动圈式结构且可实现电声转换或声电转换的装置，其特征是位于下方的平面磁铁（2）的底端连接有安装柱（6），安装柱（6）的底端固定，振膜（1）的中心开设有供安装柱（6）穿过的振膜中心孔。

7.如权利要求1所述的基于动圈式结构且可实现电声转换或声电转换的装置，其特征是所述振膜（1）的中心开设振膜中心孔，所述线圈基片（3）嵌装在振膜中心孔中。

8.如权利要求7所述的基于动圈式结构且可实现电声转换或声电转换的装置，其特征是所述线圈部还包括线圈基筒（7），线圈基筒（7）同样内置有线圈绕组且与线圈基片（3）中的线圈绕组电连接，平面磁铁（2）设置一个，线圈基筒（7）连接在线圈基片（3）的底部并套设在平面磁铁（2）的外部。

9.如权利要求7所述的基于动圈式结构且可实现电声转换或声电转换的装置，其特征是所述平面磁铁（2）在线圈基片（3）的上方和下方各设置一个，上方平面磁铁（2）的底面设置凸棱（4）且各凸棱（4）与线圈基片（3）的内凹部（32）对应设置，下方平面磁铁（2）的顶面设置凸棱（4）且各凸棱（4）与线圈基片（3）的凸起部（31）对应设置；位于下方的平面磁铁（2）的底端连接有安装柱（6），安装柱（6）的底端固定，振膜（1）的中心开设有供安装柱（6）穿过的振膜中心孔。

10.如权利要求5或9所述的基于动圈式结构且可实现电声转换或声电转换的装置，其特征是所述线圈部还包括线圈基筒（7），线圈基筒（7）同样内置有线圈绕组且与线圈基片（3）中的线圈绕组电连接，线圈基筒（7）连接在线圈基片（3）的底部且套设在下方平面磁铁（2）的外部。