一种扬声器单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电声领域，尤其涉及一种将电信号转换为物理振动、从而产生声音的扬声器单元。
【背景技术】
[0002]扬声器单元指的是首先增大记录声音的电波的振幅，然后将其传至振动装置并引起振动体振动，从而产生可听范围内的声波(也可称作声音)的装置。现有技术中的扬声器单元中，永久磁铁和声圈作为振动装置被频繁使用。具有这样结构的扬声器往往需要大量的零部件，因此趋向于大型化和笨重化。
[0003]近年来，随着手机等小型便携式终端的使用越来越普及，扬声器单元的小型化和轻质化也成为人们的诉求。因此，生产商开始采用压电元件作为振动装置。但由于振动体振动面的减少，导致最终的音质不佳。现有技术中也有将多个压电元件以悬臂梁形式支撑、并将振动端与振动体边缘相接的扬声器单元，虽然通过这样的结构设置，可以得到整体音压级高、没有尖锐波峰的频率特性，但是支撑为悬臂梁方式的构造会造成生产成本的增加。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术中存在的问题，本发明提出了一种小型化、高音质的扬声器单
J L ο
[0005]为了实现上述目的，本发明提出了一种扬声器单元，所述扬声器单元包括支架、振动体、振动装置以及控制部，其中所述振动体的端头固定于所述支架的内侧，所述振动体中在偏离其中心的位置设有至少一个开口，所述振动装置装配于所述振动体上，所述控制部用于对外部输入的信号进行处理并生成驱动信号，以驱动所述振动装置，所述控制部包括依次相连接的处理部、DA转换器以及增幅器。
[0006]优选的是，所述振动装置采用压电元件，在与所述振动体的开口的对接位置，所述振动装置上也设有开口。
[0007]优选的是，所述振动体以中心为轴线被划分为均等的若干区域，在这些区域中，在偏离所述振动体中心距离不等的位置上各设有开口。
[0008]本发明的该方案的有益效果在于上述扬声器单元能够产生许多微小的振动模式，可使频率特性变得缓和自然，因此能够使输出音质良好。
【附图说明】
[0009]图1(A)示出了本发明所涉及的扬声器单元的俯视结构示意图。
[0010]图1(B)示出了本发明所涉及的扬声器单元的截面示意图。
[0011 ]图1(C)示出了本发明所涉及的扬声器单元的振动模式图。
[0012]图1(D)示出了本发明所涉及的扬声器单元的频率特性图。
[0013]图2示出了本发明所涉及的控制部的功能框图。
[0014]图3(A)示出了传统扬声器单元的振动模式图。
[0015]图3(B)示出了传统扬声器单元的频率特性图。
[0016]图4示出了本发明的一种实施例所涉及的振动体的开口的示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的说明。
[0018]如图1所示，本发明所涉及的扬声器单元I包括支架10、振动体20以及振动装置30。其中支架10为支撑所述振动体20的支撑组件，其由金属、树脂等材料制成，形成具有一定厚实度的圆筒状。支架10的内侧固定着振动体20的端头，因此振动体20可由支架10支撑着实现振动，支架10的形状并不限于圆筒状，根据振动体20的形状或频率特性也可以采用棱柱形，此外还可以采用带有底面的筒状。
[0019]振动体20可采用薄片状部件，通过振动发出声音。其由金属、树脂等带有适度弹性的材料制成并呈圆形。金属材料可以采用磷青铜、不锈钢、镁、铝、钛、铍或这些材料的合金。树脂材料可以采用氨甲酸酯系、聚丙烯系、聚乙烯系，聚苯乙烯系，聚酰胺系等。振动体20中设有圆形开口 20a，该圆形开口 20a设置的位置偏离所述振动体20的圆心位置。
[0020]振动装置30是触发振动体20振动的装置。本实施方案中，所述振动装置30采用将电压转变为力的压电元件。压电元件可由锆钛酸铅(PZT)等陶瓷构成。振动装置30的直径比振动体20的直径小，并呈圆板形，其一面与振动体20对接，装配于振动体20上。振动装置30中也设有开口 30a，该开口 30a比振动体20中的圆形开口 20a稍微大些，并与圆形开口 20a相连，形成一个开口槽。
[0021]因为扬声器单元I是将电气信号转变为物理振动从而产生声音的装置，因此扬声器单元I还包括控制部40，扬声器单元I通过该控制部40发出的驱动信号进行运转。控制部40先对输入信号(此处为数字信号)进行处理，然后生成驱动信号，之后再将驱动信号传送给振动装置30，由此来控制扬声器单元I产生声音。本实施方案中，控制部40可采用微型计算机来实现其功能。
[0022]图2示出了本发明所涉及的控制部40的功能框图。控制部40由处理部42、DA转换器44以及增幅器46所构成。其中处理部42用于接收输入信号并对该信号进行处理，此处的输入信号为数字信号，所述处理部42进行的处理包括:修补音质、压缩音量最大和最小差(强弱法)、修正量子化杂音的A Σ调制、振幅调制(AM调制)、频率调制(FM调制)等。经处理后的输入信号被送到DA转换器44，DA转换器44将从处理部42接收到的信号(数字信号)转变为模拟信号。之后转换后的模拟信号被送到增幅器46。增幅器46将从DA转换器44接收的信号(模拟信号)增加振幅。而增幅后的信号作为驱动信号被传送到振动装置30。振动装置30从控制部40接收到驱动信号而被驱动，进而对振动体20施加振动。
[0023]下面就振动体20的振动模式以及频率特性进行说明。为了对比，图3(A)及图3(B)分别示出了传统扬声器单元的振动模式图和频率特性图。所谓的传统扬声器单元，其振动体20中没有设置圆形开口20a。本实施例中，图3(A)中的振动模式显示的是图1(A)所体现的关于标准线L的振动模式。因为振动体20至少在固定于支架10的端头部带有节点，所以振动模式具备与振动体20的基准线L相关幅度相等的半波长ml，对于ml的2倍频率m2，3倍频率m3……，是在ml的奇数倍频率时出现共振，在偶数倍频率时发生反共振。图3(A)显示了 ml，m2，m3，图3 (B)显示的频率特性中，ml、m3是呈现音压最大的共振，m2是呈现音压最小的反共振。因此，没有设置圆形开口 20a的振动体20随着频率的不同，其音压会大幅度发生改变，因此造成音质低劣。
[0024]图1(C)及图1(D)分别显示了本发明所涉及的扬声器单元I的振动模式图以及频率特性图。因为振动体20至少在固定于支架10的端头部带有节点，所以振动模式具有和振动体20的标准线L相关幅度相等的半波长ml、在ml奇数倍的频率中共振、在偶数倍频率中反共振，以上与图3相同。由于本发明所涉及的振动体20具有圆形开口20a，因此振动体20至少在固定于支架的端头和圆形开口 20a的一个端头部带有节点，因而具有半波长mla，并在mla奇数倍频率时发生共振，在偶数倍频率时出现反共振。同样的，由于振动体20至少在固定于支架的端头和圆形开口 20a的另一个端头部带有节点，因而具有半波长mlb，并在mla奇数倍频率时共振，在偶数倍频率时反共振。图1(C)显示了ml、m2、mla、m2a、mlb、m2b。由图可知在振动模式ml、!112之外，还可产生微小的振动模式11113、11123、111113、111213，因而图1(0)所示的频率特性图中，对应频率的变化，音压发生了的微小变动，使得整体的频率特性具备了缓和自然的变化特性，因此使得扬声器单元的音质优良。对于振动模式，实际上并不限于图1(C)所示的仅在穿过圆形开口 20a的振动体20的直径方向，在穿过圆形开口 20a的振动体20的任意方向都会发生振动模式，由此可以想见其频率特性比图1 (D)中的更加缓和自然。
[0025]圆形开口20a最好设置在偏离振动体20的圆心位置处。如上文所述，在偏离振动体20中心的位置设置圆形开口 20a，可以在振动体20的右侧和左侧部分分别产生不同频率的振动模式，因此频率特性会产生微小地变动，使整体变的缓和自然。另外，圆形开口 20a不限于一个，也可多数设置，由此可以产生更加微小的振动模式，使频率特性变得更加缓和自然。
[0026]图4示出了本发明的一种实施例所涉及的振动体的开口的示意图。俯视所述振动体20，其在圆周方向被均等分出几个区域。在本实施例中，显示了划分的301、302、303三个区域。这些区域中在偏离振动体20中心距离不等的位置各设有开口 20al、20a2、20a3，其中开口 20al距离振动体20中心最远，开口 20a3距离振动体20中心最近。由此，可以产生多种基本振动模式，频率特性也会变得更加柔缓。
[0027]本实施例中的振动体20虽然被制成圆形，但在实际情况中并不限于圆形，也可使用矩形、椭圆形等任意形状。而且圆形开口 20a也可以根据想要得到的频率特性而做成任意形状、大小以及数量。振动装置30也可以使用通过电磁力对振动体施加振动的永久磁铁和线圈所构成的元件。
[0028]本发明所涉及的扬声器单元具有小型化、高音质的优点，特别适合应用于智能手机、笔记本电脑、平板电脑、个人数字助理(PDA)、游戏中央控制台、数码相机等、特别是小型终端中。
【主权项】
1.一种扬声器单元，其特征在于:所述扬声器单元包括支架、振动体、振动装置以及控制部，其中所述振动体的端头固定于所述支架的内侧，所述振动体中在偏离其中心的位置设有至少一个开口，所述振动装置装配于所述振动体上，所述控制部用于对外部输入的信号进行处理并生成驱动信号，以驱动所述振动装置，所述控制部包括依次相连接的处理部、DA转换器以及增幅器。2.根据权利要求1所述的扬声器单元，其特征在于:所述振动装置采用压电元件，在与所述振动体的开口的对接位置，所述振动装置上也设有开口。3.根据权利要求1所述的扬声器单元，其特征在于:所述振动体以中心为轴线被划分为均等的若干区域，在这些区域中，在偏离所述振动体中心距离不等的位置上各设有开口。
【专利摘要】本发明提出一种扬声器单元，所述扬声器单元包括支架、振动体、振动装置以及控制部，其中所述振动体的端头固定于所述支架的内侧，所述振动体中在偏离其中心的位置设有至少一个开口，所述振动装置装配于所述振动体上，所述控制部用于对外部输入的信号进行处理并生成驱动信号，以驱动所述振动装置，所述控制部包括依次相连接的处理部、DA转换器以及增幅器。本发明所涉及的扬声器单元能够产生许多微小的振动模式，可使频率特性变得缓和自然，因此能够使输出音质良好。
【IPC分类】H04R9/06, H04R9/02
【公开号】CN105491488
【申请号】CN201510949968
【发明人】高峰
【申请人】山东亿诺赛欧电子科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月18日