專利名稱：阻抗與功率可變式揚(yáng)聲器的制作方法
因電話機(jī)免提功能的方便、目前產(chǎn)銷廠商產(chǎn)銷的電話機(jī)基本上都帶免提功能，同時(shí)、為保密等不同需要又必需保留發(fā)聲元器件即聽筒。傳統(tǒng)的免提功能主要是靠加裝發(fā)聲元器件揚(yáng)聲器和相應(yīng)的功率驅(qū)動(dòng)放大器來實(shí)現(xiàn)，這就不可避免地增加了揚(yáng)聲器及其重量和其所占的面積與體積，同樣也不可避免地使整機(jī)體積、重量、可靠性(事實(shí)與經(jīng)驗(yàn)都反復(fù)證明在其它條件相同的前提下、故障率往往總是與元器件數(shù)量的多寡成高度正相關(guān))與設(shè)計(jì)及制造成本和難度相應(yīng)增加，尤其是面對(duì)越來越小型化、超薄化、超輕化的發(fā)展與消費(fèi)市場(chǎng)需求總趨勢(shì)，則更顯示出其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力高低等至關(guān)重要性。聽筒相對(duì)于揚(yáng)聲器而言一般都是阻抗很高、功率很小的發(fā)聲元器件，因此其很難代替揚(yáng)聲器及其功能，且因阻抗高用線細(xì)而使其線圈的直流電阻很大、加上因高阻抗使輸出功率很低，這些因素加在一起使其耗能及發(fā)熱也就必然同樣很大，故其能量利用效率很低，尤其是對(duì)于廣泛使用、數(shù)量極其龐大的移動(dòng)電話及其它聲訊設(shè)備而言，能量利用效率低就意味著必須加大發(fā)射和接收功率，這就不可避免地增加電磁輻射量、特別是對(duì)人體危害更大的電磁輻射強(qiáng)度；有一種廣為流傳和使用的所謂用耳(塞)機(jī)代替近身的聽筒來達(dá)到減小移動(dòng)聲訊設(shè)備包括移動(dòng)電話即手機(jī)在內(nèi)的輻射量和強(qiáng)度及其對(duì)人體的危害程度，其實(shí)不然，這種做法只會(huì)加強(qiáng)而非削弱對(duì)人體及周邊環(huán)境的電磁污染與危害，因?yàn)檫B接耳機(jī)的電線和耳機(jī)音圈繞組的電阻與它們之間、包括與本機(jī)之間的分布電容(量)之間互相組成了一個(gè)和/或多個(gè)新的相當(dāng)于阻容耦和與感應(yīng)式的電磁波中繼發(fā)射與接收器，即此時(shí)耳機(jī)及其聯(lián)線充當(dāng)了加強(qiáng)傳播電磁輻射的天線、且比機(jī)載天線要長得多、鋪設(shè)的范圍也廣得多，這些因素的疊加就大大加強(qiáng)了電磁輻射的范圍和強(qiáng)度，危害自然就比近身耳機(jī)更大更廣；還有一種同樣廣為流傳和使用、甚至比增加耳機(jī)更廣泛的就是增加所謂的防輻射貼膜來達(dá)到削弱移動(dòng)電話等聲訊設(shè)備的電磁輻射與危害目的，其實(shí)這也是一種難以真正能實(shí)現(xiàn)的錯(cuò)誤傾向，因?yàn)樵S多權(quán)威檢測(cè)事實(shí)證明絕大多數(shù)所謂的防輻射貼膜或其它所謂的保護(hù)膜基本都不具備防輻射能力、很少甚至根本不能減輕任何輻射及其能量，退一步說、即便真能有效減輕輻射與危害、也是以犧牲發(fā)射和接收信號(hào)強(qiáng)度為代價(jià)的，因?yàn)槟軠p輕輻射強(qiáng)度的手段無非主要是屏蔽電磁波，這就必然導(dǎo)致以加大發(fā)射和接收功率為代價(jià)來抵消保護(hù)膜對(duì)電磁波的屏蔽，不禁更加耗能、且因電磁輻射量和強(qiáng)度的增加也會(huì)正相關(guān)地增加對(duì)人體的電磁輻射量和強(qiáng)度即危害程度，還因功率的增加而使電池壽命大幅縮短、每次充電后使用的時(shí)間也大幅縮短，即便以提高方向性(無線電波方向性很強(qiáng))來減少發(fā)射與接收功率以減少電磁危害與污染和電池消耗，但這就使得無線聲訊設(shè)備方向性極強(qiáng)，通話質(zhì)量如聲音忽大忽小、模糊不清、斷斷續(xù)續(xù)甚至通話故障如反復(fù)斷線等使工作可靠性和其它性能大為降低，解決辦法仍然是加大功率，所以其危害結(jié)果基本相同，且這些因素還都會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力和嚴(yán)重增加因電池報(bào)廢加快等而產(chǎn)生的環(huán)境污染和使用成本的增加(手機(jī)電池一般都較貴，至少數(shù)十甚至上百元人民幣)；增加揚(yáng)聲器因能相對(duì)于聽筒而言的遠(yuǎn)距離無線接聽故能有效減小對(duì)人體貼身及周邊環(huán)境的電磁輻射與危害，但又有前述的諸如增加元器件及其體積、面積、重量、成本等不足問題。顯然，如能將聽筒的保密性和揚(yáng)聲器的低輻射危害性結(jié)合在一起的創(chuàng)新發(fā)聲元器件及配以創(chuàng)新可(易)控驅(qū)動(dòng)功放電路，則其不僅能有效克服上述現(xiàn)有技術(shù)和產(chǎn)品的系列缺點(diǎn)，且其系列重大優(yōu)點(diǎn)尤以都必將最終體現(xiàn)于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力即市場(chǎng)份額等優(yōu)勢(shì)都是顯而易見的。
本發(fā)明就是為解決現(xiàn)有技術(shù)和產(chǎn)品的系列問題而設(shè)計(jì)的出于一個(gè)總的發(fā)明目的的阻抗與功率可變式揚(yáng)聲器，現(xiàn)將原理、方案和主要優(yōu)點(diǎn)繼續(xù)介紹如后。本發(fā)明以其直接利用聽筒及其所擁有的位置、體積、面積、重量，并革除定圈及振動(dòng)膜片和鐵芯、分別改以直接發(fā)聲的振動(dòng)膜片一體化但線圈圈數(shù)很少即動(dòng)圈和強(qiáng)磁永磁合金代替，以改變聽筒靠線徑極細(xì)圈數(shù)很多而電阻較大、耗能及產(chǎn)熱均較多的定圈先產(chǎn)生電磁場(chǎng)并磁化鐵芯、再由磁化后的鐵芯產(chǎn)生的吸、推力來吸、放振動(dòng)膜片間接發(fā)聲的工作原理與模式；因動(dòng)圈運(yùn)動(dòng)空間大且一體化失真小而音質(zhì)更加逼真和靈敏度更高、圈數(shù)少而易增大線徑故電阻能耗及發(fā)熱更小，但其卻能承受和輸出很大音頻功率，不僅解決了聽筒及其定圈諸如功率小、能耗高、聲音易失真尤其是聲音較大時(shí)因振動(dòng)膜運(yùn)動(dòng)空間極其有限而引起的嚴(yán)重失真甚至嘶啞難聽的嚴(yán)重雜音等所有難題，還因采用強(qiáng)磁永磁合金及其具有的超強(qiáng)磁性和同樣強(qiáng)大的磁保留能力而只需要很少磁性材料就可獲得強(qiáng)大永久磁力，使本發(fā)明產(chǎn)品可以極其容易地做得很小、很輕、很薄但其音質(zhì)、功率和靈敏度卻很優(yōu)異，從而解決了現(xiàn)有產(chǎn)品亟待解決的小型、超薄、超輕、大功率和高音質(zhì)、高靈敏度等系列難題，全面圓滿實(shí)現(xiàn)了出于一個(gè)總的發(fā)明構(gòu)思的本發(fā)明及發(fā)明目的。
附圖
及工作原理和優(yōu)點(diǎn)說明對(duì)照附圖Y為揚(yáng)聲器；V為Y的磁體；Q為Y的動(dòng)(音)圈，B為加固Q而特別設(shè)計(jì)的底板層；X為中空磁芯、為Q的內(nèi)磁極；Z為Y的振動(dòng)膜，P為Z的固定支架兼Q外磁極；Q的線圈M的雙組繞組分別為FF’和GG’。
對(duì)照附圖進(jìn)一步介紹結(jié)構(gòu)、功用及創(chuàng)新優(yōu)點(diǎn)揚(yáng)聲器Y因采用永磁性強(qiáng)磁材料，所以其磁體V做得很薄、磁芯X也做成中空式，這就大大減輕了重量和體積；另外，因磁芯為中空式、故可用其內(nèi)空間用作安放動(dòng)圈Q及其的活動(dòng)空間，這就又省去了動(dòng)圈及其活動(dòng)本應(yīng)另占的很多空間而使揚(yáng)聲器更加小型化；再者，本發(fā)明動(dòng)圈繞組即線圈一改傳統(tǒng)單線單繞單組串聯(lián)為雙線同向間繞雙組且既能單用又可串聯(lián)或并聯(lián)等多種用法與用途的獨(dú)立繞組即獨(dú)立線圈，使每組線圈的內(nèi)、外徑及重量和有效(即產(chǎn)生和切割磁力線)線長與出力大小及均勻度和電阻(包括直流電阻和交流阻抗)等與音量和增加輸出功率并減小失真即提高音質(zhì)(見后述)密切相關(guān)的系列重要指標(biāo)與數(shù)據(jù)都同時(shí)做到高度一致，而這些正是傳統(tǒng)音圈的重大缺點(diǎn)和所望塵莫及的，如其單一線圈的直流電阻及其能耗(直流電阻因直接耗能而減少輸出功率并發(fā)熱、甚至燒毀音圈的事也時(shí)有發(fā)生、并非罕見，相對(duì)而言交流電阻即阻抗一般不耗能也不發(fā)熱)僅為傳統(tǒng)串聯(lián)音圈的1/2、當(dāng)只需要小音量時(shí)無論是在聽筒或免提狀態(tài)下都可只任用一組音圈以減小音量和節(jié)電以延長電池使用時(shí)間與壽命，當(dāng)需要較大音量時(shí)并聯(lián)音圈直流電阻僅為傳統(tǒng)串聯(lián)音圈的1/4、這些是因?yàn)閮蓚€(gè)獨(dú)立線圈的每一個(gè)的圈數(shù)和直流電阻僅為其串聯(lián)線圈的1/2，同時(shí)又因并聯(lián)相當(dāng)于加大了一倍線徑、其直流電阻得以再減半，當(dāng)需要極低音量時(shí)也可串聯(lián)，由此可見其適應(yīng)性、適用性和包(兼)容性很寬很強(qiáng)，優(yōu)點(diǎn)的確較多也重要，因?yàn)檫@些正是多數(shù)聲訊工具的主要功能和使用價(jià)值之所在；第四，因膨脹不僅使線圈直徑加大且方向也向外，將磁芯設(shè)計(jì)成中空磁芯和將動(dòng)圈設(shè)計(jì)成內(nèi)圈及其相應(yīng)的內(nèi)層繞組，特別是本發(fā)明內(nèi)圈因線圈附著在音圈骨架內(nèi)壁上、可借助無繞組的音圈外壁的保護(hù)作用而很難與磁芯發(fā)生磨擦、除非磨擦嚴(yán)重到外壁都被磨穿的程度、而這種可能性即發(fā)生的概率是很小的，另外還在音圈底部做一個(gè)約0.1-1mm可薄可厚的底板層B以增強(qiáng)支撐力，加上音圈頂部與振動(dòng)膜直接牢固膠接甚至將內(nèi)、外型音圈與振動(dòng)膜直接做成一體化而有力抗變形，這些也是本發(fā)明才可能具有的系列重要獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，故可有效防止常見的傳統(tǒng)雙層磁極構(gòu)成的磁縫式實(shí)芯磁芯揚(yáng)聲器因動(dòng)圈線圈長期運(yùn)動(dòng)及發(fā)熱或受潮膨脹變形及因碰撞或固定雙層磁極的緊固物如鏍絲釘或粘結(jié)劑如膠松動(dòng)使雙層磁極產(chǎn)生位移、使線圈與磁芯磨擦而音小失真及當(dāng)線圈絕緣層(因漆包線漆層很薄及受熱軟化或變性如附著力下降甚至破裂等而很易很快)被磁芯磨破后產(chǎn)生的強(qiáng)大噪音]或兼用空間活動(dòng)式，不僅有效防止了變形和位移及其不良后果，還有效減輕了重量和/或體積、并高效利用了內(nèi)部磁場(chǎng)力和磁力線密度遠(yuǎn)高于外部、磁感應(yīng)強(qiáng)度也遠(yuǎn)高于外部的磁場(chǎng)特性，這就使動(dòng)圈即使是僅通以弱電而僅能產(chǎn)生較弱的交變磁場(chǎng)與磁力、但其在與永磁體產(chǎn)生的強(qiáng)大恒定永久磁力相互作用(同極性磁力相斥、異極性磁力相引)時(shí)、也會(huì)因強(qiáng)大永久磁力對(duì)其產(chǎn)生同樣強(qiáng)大的吸、斥力而得到顯著增大(等同于放大)的作用力，從而加大了動(dòng)圈的活動(dòng)能量、使其推動(dòng)與之粘接為一體的振動(dòng)膜即發(fā)聲體Z的能量也同步增長，亦即較小交變磁場(chǎng)(力)可借助于較強(qiáng)的永久磁力、僅需以消耗較小的發(fā)聲功率為代價(jià)就可很容易地將部分永久磁力的力量也轉(zhuǎn)換成發(fā)聲所需消耗的部分能量即推動(dòng)音圈和振動(dòng)膜運(yùn)(振)動(dòng)的動(dòng)能并由此而進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成為推動(dòng)空氣運(yùn)(振)動(dòng)的動(dòng)能即發(fā)聲的聲能，從而可用較小的輸入功率也可獲得較大音量，亦即增加了動(dòng)圈的輸出功率，也就是說較小的交變磁力可被較強(qiáng)的永久磁力所放大、故可用較小的輸入功率獲得較大的輸出功率而可使本發(fā)明揚(yáng)聲器及其功率驅(qū)動(dòng)電路及相應(yīng)的元器件進(jìn)一步輕薄小型和高品質(zhì)化、消耗的電能和發(fā)熱量根據(jù)能量守恒定律原理也因輸出功率的增大而更小，從而大幅減少收、發(fā)功率及發(fā)熱量和電池及其電能消耗與環(huán)境污染和使用成本，如因僅需較小的發(fā)聲輸入功率、就使得僅需很小的音頻輸入信號(hào)就可達(dá)到通話目的、相當(dāng)于提高了整機(jī)靈敏度和通話質(zhì)量如減小通話方向性和斷線等，這就可使發(fā)射與接收功率都可雙向減少、意味著無論是發(fā)射站及其發(fā)射設(shè)備的數(shù)量與發(fā)射功率還是接收設(shè)備即與之對(duì)應(yīng)的移動(dòng)聲訊接收設(shè)備的收發(fā)功率都能雙向減少；揚(yáng)聲器Y的振動(dòng)膜Z和音圈Q的固定支(托)架P做成與磁鐵同寬并平行，且因其與磁鐵同寬并平行、又是用與磁鐵即中空磁芯相同的永磁材料做成而同具強(qiáng)大永久性磁力，故兼用作外磁極并強(qiáng)化作用于動(dòng)圈的永久磁力與功效、對(duì)內(nèi)圈的磁力強(qiáng)化效果極其顯著而進(jìn)一步使揚(yáng)聲器輕薄小型化，從而使揚(yáng)聲器的整體體積和重量減到最低限度，這些有利因素都進(jìn)一步更加有效地減少整機(jī)尤其是大規(guī)模產(chǎn)銷使用的手機(jī)的體積、重量、發(fā)熱量與能源消耗及環(huán)境污染和使用成本，如延長電池壽命和減少發(fā)射站數(shù)量與(發(fā)射功率)規(guī)模及發(fā)射與接收設(shè)備的收、發(fā)功率等造成的對(duì)人體的電磁危害及廢電池?cái)?shù)量等環(huán)境污染、以及減少電池能源消耗量并延長電池待機(jī)時(shí)間與提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力(輕薄小型化是根本標(biāo)志、而低發(fā)熱量又是輕薄小型的根本前提)等系列重大優(yōu)勢(shì)。
實(shí)施例及本發(fā)明工作原理與優(yōu)點(diǎn)補(bǔ)充說明對(duì)照附圖，揚(yáng)聲器Y因采用永磁性強(qiáng)磁材料、所以其磁體V和磁芯X均做得很薄、一般0.2-0.5cm甚至更(超)薄即足夠，磁芯X做成中空式并將動(dòng)(音)圈Q懸空安放在磁芯的最上方即磁極處、動(dòng)圈壁以與磁芯壁保持0.1-0.2mm間歇為宜，因?yàn)橹挥写艠O處的磁力線最集中、密度最大故磁力最強(qiáng)大，安放的深度以音圈繞組中部平面與磁芯最上端平面基本齊平、以保障音圈無論上下運(yùn)動(dòng)時(shí)都可最大限度地切割磁力線而產(chǎn)生最大的推動(dòng)振動(dòng)膜同步運(yùn)動(dòng)即振動(dòng)的動(dòng)力、從而獲得最大音頻輸出功率即最大音量，振動(dòng)膜的形狀可以是凹型、凸型、平面型、圓型、矩型或其它任何形狀或其組合形狀均可，本實(shí)施例為進(jìn)一步節(jié)約空間采用平面型，但這并不是說本發(fā)明只能采用平面形。
本發(fā)明還有以下系列重大優(yōu)點(diǎn)由于本發(fā)明揚(yáng)聲器的音圈為獨(dú)立雙繞組，各繞組間可通過單用、串聯(lián)、并聯(lián)或組合使用而改變阻抗及功率，因此可兼作聽筒；且有超薄、超輕、超小型化(可做得比聽筒耳機(jī)還小還輕還薄很多)及高靈敏度、高功效和高輸出功率與音質(zhì)優(yōu)美、失真小等系列重大創(chuàng)新與優(yōu)勢(shì)，這些優(yōu)點(diǎn)為實(shí)現(xiàn)和滿足產(chǎn)品輕薄小型化、尤其是音質(zhì)悅耳優(yōu)美及消費(fèi)者的隨時(shí)需要和愛好而任意自由選擇通話和音樂欣賞方式等諸多決定市場(chǎng)份額的關(guān)鍵使用性能及消費(fèi)需求方面提供了極大方便與競(jìng)爭(zhēng)能力，如利于糾正諸如用量極大的移動(dòng)電話中流行的所謂耳(塞)機(jī)等減輕輻射及對(duì)使用者的危害等錯(cuò)誤傾向，因使用耳機(jī)不僅麻煩不方便、且因耳機(jī)連線相當(dāng)于并延長了輻射線實(shí)為增加了輻射和危害性。
本發(fā)明集上述系列重大優(yōu)點(diǎn)于一體，故具良好應(yīng)用與市場(chǎng)前景，如除上所述及的手機(jī)等要求輕薄小型低能耗低發(fā)熱量應(yīng)用領(lǐng)域外，在諸如與手機(jī)同具龐大市場(chǎng)的筆記本電腦、發(fā)聲電子詞典等輕薄小型高音質(zhì)電子領(lǐng)域及其產(chǎn)品中的應(yīng)用也同樣廣闊。
權(quán)利要求
1.一種阻抗與功率可變式揚(yáng)聲器，由振動(dòng)膜、振動(dòng)膜固定支架、強(qiáng)磁性合金永久磁體、中空磁芯和雙繞組動(dòng)圈組成。
2.權(quán)利要求1所述阻抗與功率可變式揚(yáng)聲器，其特征是振動(dòng)膜固定支架兼作外磁極。
3.權(quán)利要求1所述阻抗與功率可變式揚(yáng)聲器，其特征是內(nèi)磁性中空磁芯內(nèi)部用于放置雙繞組音圈。
4.權(quán)利要求1所述阻抗與功率可變式揚(yáng)聲器，其特征是雙繞組音圈雙線同向間繞、相互獨(dú)立。
5.權(quán)利要求1所述阻抗與功率可變式揚(yáng)聲器，其特征是音圈繞組固定在音圈內(nèi)壁上。
6.權(quán)利要求5所述音圈，其特征是有底板層。
全文摘要
阻抗與功率可變式揚(yáng)聲器，由振動(dòng)膜、振動(dòng)膜固定支架、強(qiáng)磁性合金永久磁體、內(nèi)磁性中空磁芯及其對(duì)應(yīng)的內(nèi)音圈組成，振動(dòng)膜固定支架兼作外磁極，中空磁芯內(nèi)部用于放置雙線同向間繞、相互獨(dú)立的雙繞組音圈，繞組固定在動(dòng)圈內(nèi)壁上、并有用以加固的底板層，具有超薄、超輕、超小型化及高靈敏度、高功效和高輸出功率與音質(zhì)優(yōu)美、失真小及可變阻抗與功率等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用在輕薄小型的移動(dòng)電話、筆記本電腦、發(fā)聲電子詞典及高級(jí)音響設(shè)備等高音質(zhì)電子領(lǐng)域及其產(chǎn)品中。
文檔編號(hào)H04R9/00GK1812647SQ200510136490
公開日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2005年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月29日
發(fā)明者顏懷偉, 顏懷瑋 申請(qǐng)人:顏懷偉