专利名称：高保真宽频大功率平板扬声器的制作方法
技术领域：
本发明属于一种用平面振动盘作发声体的高保真宽频大功率扬声器。
背景技术：
传统扬声器是用音圈推动一个尺寸固定的纸盆而发声，这样的设计结构使得传统扬声器在使用中表现出如下三大缺陷1、盆状发声体限制了扬声器的小形化与薄型化，不能满足现代平板显示器件对扬声器薄型化的要求；在现代视听设备均趋向小形化的时代，我们的超保真音箱仍以高大见长。2、固定的振动盆直径，使得扬声器通频带很窄，幅频特性很差，整个频响特性具有在其机械谐振频率点上呈单峰特性，使人们在做高保真音箱时不得不使高、中、底扬声器用分频组合方式来实现。3、音圈是推动器，又是发声体的一部份，其自身的机械结构与性能产生矛盾，特别是在高保真系统中，要实现大的动态范围，则要求功率要大，这样对音圈的机械强度要求高，线圈不得不做得结实些，但这样音圈的机械惯性增大，高频特性将大大下降，为此，音圈工作都在其极限环境中，极易烧毁。要制造出20KHz带宽，100dB的高保真声场，人们往往需要在音箱系统中花去整个音响系统一半以上价钱。
为此，很多针对上述缺陷而设计的各种平板扬声器方案相应出现，如申请号为03150868.5的一种扬声器的发声体，其振动膜片设置成高度接近于平面的辐射波状环形发声体，很好的解决了扬声器超薄型化及在一定范围内展宽了频带。但它仍使用了原有的音圈驱动发声膜方式，仍存在音圈的机械强度与性能矛盾，易烧毁，大功率时性价比低的缺陷。专利号为ZL01246618.2所发明的全音域电动扬声器同样使用了平面振动膜作发声体，并使用导电液体的运动来作为发声膜的动力源，由于液体的机动性能差，再加之导电液管道接至振动膜后的膜盒腔时，相当于管道横切面巨增，大大减小了发音膜的振动幅度，其思路虽然摈弃了存在诸多问题的音圈，但在综合考虑扬声器的高保真必要大功率来满足大的动态范围上，可能是得不偿失。
发明内容
本发明目的就是要解决传统扬声器的上述三大缺陷的，设想出一种在上述三方面均有实质性突破的发声体。用一个扬声器完成现代电声技术对大功率，高保真，超薄化三方面的要求。
本发明的特征是将音圈固定在以软磁材料为支架的闭合磁路上；振动发声盘用中间开孔的四边固定的张紧的柔性导电盘或中间开孔的相嵌有多个(三个以上)同心导电环的圆盘构成；将磁路完全穿过振动盘的中间开孔做成本发明的扬声器；为了达到高保真要求，要求在磁路中加一个偏磁线圈，扬声器工作时加入合适的直流或超音频交流偏磁电流在偏磁线圈上，使磁路中的音频磁场避开磁化曲线的非线性区。
下面结合附图的图1对本发明的高保真宽频大功率扬声器原理作进一步详细说明。
如图1中，1为软磁材料做成的闭合磁路，2为固定在磁路上的音圈，3为平板发声盘，4为相嵌在平板发声盘内的环形导电线圈，5为提高音质的偏磁线圈。当音圈2中通过经功放放大的音频电流时，电流在1中产生的音频变化磁通穿过发声盘3的中心孔，3内的各导电环4产生互感磁通，互感磁场与音频磁场相互作用而迫使4推动3产生音频的机械振动而发声。由于1的磁化曲线是非线性的，使得音频电流的过零点产生很大的失真，在磁路中加一个偏磁线圈5，在5中加一恒定的直流或超音频交流偏磁电流，精确调整偏磁电流的大小和音频信号的幅度，使音频磁通避开磁化曲线的非线性区。
本发明的扬声器具有音域宽、功率大、失真小、体型薄、外形随意、结构简单、加工方便、成本低廉、不怕破损及无磁干扰等特点。
①音域宽由于本发明的扬声器振动发声盘内相嵌有多个放射状排列的同心导电环(中间开孔的导电盘可看成是无数个放射状排列的同心导电环构成)，各环的半径不一样，各个环在单独作用时就有不同的机械谐振频率，导电环的数量越多，分布越均匀，扬声器幅频特性越平坦，不存在传统扬声器发音盘尺寸固定而产生单一波峰的幅频特性；发声盘的外内径比值越大，幅频特性越宽；很容易就能在一个扬声器上实现了从20Hz至20KHz的平坦的幅频特性。
②功率大此发明的扬声器中，音圈固定在磁路上，它可做得更粗，更结实，不存在传统的扬声器音圈易烧毁，易振散的毛病，发音盘中的环形导电线圈进一步起到音膜加固作用，比传统扬声器发音膜具有更强的机械特性，所以此发明的扬声器可轻易得到很大的功率输出。
③失真小
本发明的扬声器在磁路中加一个偏磁线圈，扬声器工作时加入合适的直流或超音频交流偏磁电流在偏磁线圈上，使磁路中的音频磁场避开磁化曲线的非线性区，音频信号磁场几乎不失真的加在了发音盘上，从而使本扬声器的失真非常小。
④体型薄在此发明的扬声器中，由使用了平面的发音盘，扬声器可做得很薄，它的厚度主要由磁路结构与发音盘振动所需的空间决定。
⑤外形设计随意在该扬声器中，只要将磁通完全穿过发音盘的中心孔，对磁路的形状没有要求，发音盘不一定非要圆形，它们均可根据美学与机械要求设计成任意形状，发音盘的表面便是各种艺术绘画作器的最佳居所。
⑥结构简单、加工方便、成本低廉、不怕破损在本发明的扬声器中，磁路可做成两半拼合而成，各部分配合精度要求不高，音圈、磁路、发音盘可由产家做好后由普通用户自行安装；发音盘可能是机械强度最弱的环节了，但由于使用了多个导电环驱动方式，即使某部分导电环损坏，其它环仍可正常工作，不会对扬声器产生致命的影响，而传统的音圈驱动方式，一旦音圈烧坏，就不能再继续使用。
⑦由于磁路封闭，又无硬磁材料，大大减小了磁场对外部设备的干扰。
为了说明本发明的原理与系统实现方法，给出如下附图图1是本发明的原理示意图。
图2是本发明的发声盘结构示意图。其中1图是环状导电环的发声盘结构，2图是柔性导电膜的发声盘结构。
图3给出了一种用本发明的扬声器放音的具体方案。
具体实施例方式
图2是本发明的扬声器使用的发声盘的两种结构，其中(1)图中各导电环4的分布要求尽可能密些，发音膜3的柔韧性要好；(2)图中的8为软性导电盘，要求柔韧性好；它们的外径6主要决定扬声器低频特性，越大低频特性越好，内孔径7决定它的高频特性，其大小主要受高频特性要求和磁路直径而定，发音盘的外内径比值越大，幅频特性越宽；导电环的数量越多，分布越均匀，扬声器幅频特性越平坦。
图3为用本发明的扬声器放音的具体方案示意图，其中10为直流稳压电源或超音频交流振荡电路；9限流电阻，为了使偏磁线圈5不会对音频磁通短路，要求9尽可能大些；12是最佳偏磁调节器，调节其大小可保证加给扬声器的直流(或交流)偏磁刚好使音频信号磁场在软磁体1的磁化曲线的线性段中间；11是功放电路，由11放大的高保真音频信号加在音圈2上，音圈将信号电流转变成音频变化的磁场，此磁场穿过发声盘各导电环，各导电环的互感磁场与音频磁场相互作用而推动发声盘还原高保真声场。
权利要求
1.高保真宽频大功率平板扬声器其特征是将音圈固定在以软磁材料为支架的闭合磁路上；振动发声盘用中间开孔的四边固定在支架上的张紧的柔性导电盘或中间开孔的相嵌有三个以上的同心导电环的柔性圆盘构成；再加一个减小失真的偏磁线圈；让磁路穿过位置固定的音圈与振动盘的中间开孔和偏磁线圈而做成本发明的扬声器。
2.根据权利要求1所述的高保真宽频大功率平板扬声器其特征是扬声器的发音盘用中间开孔的四边固定在支架上的张紧的柔性导电盘或中间开孔的相嵌有三个以上的同心导电环的柔性圆盘构成；发声盘的外内径比值越大，幅频特性越宽；导电环的数量越多，分布越均匀，扬声器幅频特性越平坦。
3.根据权利要求1所述的高保真宽频大功率平板扬声器其特征是将音圈固定在以软磁材料为支架的闭合磁路上；音圈的线径取决于扬声器的功率。
4.根据权利要求1所述的高保真宽频大功率平板扬声器其特征是在磁路中加一个偏磁线圈，在偏磁线圈中加一恒定的直流或超音频交流偏磁电流，精确调整偏磁电流的大小和音频信号的幅度，使音频磁通避开磁化曲线的非线性区，来减小扬声器失真。
全文摘要
本发明提出的高保真宽频大功率平板扬声器，其特征是将音圈固定在以软磁材料为支架的闭合磁路上；振动发声盘用中间开孔的四边固定的张紧的柔性导电盘或中间开孔的相嵌有多个(三个以上)同心短路环的圆盘构成；将磁路完全穿过振动发声盘的中间开孔做成本发明的扬声器；为了达到高保真要求，要求在磁路中加一个偏磁线圈，扬声器工作时加入合适的直流或超音频交流偏磁电流在偏磁线圈上，使磁路中的音频磁场避开磁化曲线的非线性区。该扬声器具有音域宽、功率大、失真小、体型薄、外形随意、结构简单、加工方便、成本低廉、不怕破损及无磁干扰等特点。
文档编号H04R9/00GK1878431SQ200610020659
公开日2006年12月13日 申请日期2006年4月7日 优先权日2006年4月7日
发明者张德忠 申请人:张德忠