专利名称：一种参量扬声器用超磁致伸缩稀土换能器的制作方法
技术领域：
一种换能器，尤其涉及一种参量扬声器用的超磁致伸缩稀土换能器。
背景技术：
参量扬声器是近年来出现的一种新型扬声器，可以实现音频信号的高指向性传播。目前参量扬声器使用的换能器一般采用压电陶瓷换能器或PVDF膜换能器。压电陶瓷换能器所用压电陶瓷具有较大脆性，因此很难通过此类换能器获得很大的声功率，且在低频段制作出来的换能器体积很大；此类换能器同时也存在带宽较窄、余振较大的问题。PVDF膜换能器虽然能够做成任意形状的换能器，且带宽较宽，但同样存在声功率较低的问题。 超磁致伸缩稀土材料在室温下机械能-电能转换率高、能量密度大、响应速度高、可靠性好、驱动方式简单，因此可作为参量阵扬声器用的大功率换能器制作材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种参量扬声器用超磁致伸缩稀土换能器，以解决声参量阵扬声器输出声功率较小的问题。本发明的目的是由以下技术方案实现的。一种参量扬声器用超磁致伸缩稀土换能器包括底板，用于安装参量扬声器用超磁致伸缩稀土换能器各部件，并作为底座以安放换能器；底板通过底板固定螺钉固定于伸缩棒腔体上。超磁致伸缩稀土棒，用于在磁场作用下产生振动，推动振动片发声。线圈，用于产生磁场。伸缩棒腔体，用于安装超磁致伸缩稀土棒，在腔体壁上开有孔，以引出线圈电线。固定弹性圈，用于将超磁致伸缩稀土棒固定于伸缩棒腔体上；固定弹性圈须具有良好弹性，以便于超磁致伸缩稀土棒振动；固定弹性圈以弹性圈固定螺钉固定于伸缩棒腔体上。振动片，其谐振频率位于超声段，通过振动片固定螺钉固定于超磁致伸缩稀土棒上，通过超磁致伸缩稀土棒的振动产生相应振动。声源产生的声音通过参量声源信号处理电路处理成参量阵扬声器预输出的信号，通过功率放大器放大后，驱动超磁致伸缩稀土棒产生振动，带动固定于其上的振动片产生振动，发出携带有音频信号的超声波信号。该超声波信号在空气中传播时，通过声参量阵在空气中的非线性作用，自解调出高指向性音频信号。本发明利用超磁致伸缩稀土棒能够产生大功率声波输出的能力，提供一种参量扬声器用超磁致伸缩稀土换能器。由于声参量阵的非线性自解调作用，会将换能器产生的超声波能量的一小部分转换为高指向性音频声波，这种效率很低，因此通过参量扬声器用超磁致伸缩稀土换能器提高超声波功率的同时，会使自解调出来的指向性音频声波的功率得到相应提高。这对解决目前声参量阵扬声器普遍存在的音频声波输出功率低的问题具有十分积极的意义。
图1所示为参量扬声器用超磁致伸缩稀土换能器结构。图2所示为参量扬声器用超磁致伸缩稀土换能器俯视平面图。
具体实施例方式图1示出了参量扬声器用超磁致伸缩稀土换能器实现结构。该换能器由底板1、超磁致伸缩稀土棒2、线圈3、伸缩棒腔体4、振动片固定螺钉5、振动片6、弹性圈固定螺钉7、固定弹性圈8、底板固定螺钉9组成。底板I通过底板固定螺钉9固定于伸缩棒腔体4上。线圈3绕于超磁致伸缩稀土棒2上，并通过伸缩棒腔体4上的小孔10引出线圈引线并接到功率放大器上。固定弹性圈8通过弹性圈固定螺钉7将超磁致伸缩稀土棒2固定于伸缩棒腔体4上。固定弹性圈8选用薄而弹性大的材料制成，确保伸缩棒腔体4受到的振动阻力较小。振动片6通过振动片固定螺钉5固定于超磁致伸缩稀土棒2上。声源产生待播放的音频信号，通过参量声源信号处理电路得到声参量阵扬声器拟输出的信号；该信号通过功率放大器放大后输出到线圈3上产生交变磁场；该磁场使超磁致伸缩稀土棒2产生振动，从而带动振动片6振动，从而产生超声波信号；该超声波信号在空气中传播过程中，由声参量阵效应自解调出具有高指向性的音频声波。图2示出了参量扬声器用超磁致伸缩稀土换能器俯视平面图。换能器驱动器由超磁致伸缩稀土棒2、线圈3、伸缩棒腔体4、弹性圈固定螺钉7、固定弹性圈8组成。为提高声波输出功率，一般采用多个换能器驱动器。图2中示出了含有四个换能器驱动器的参量扬声器用超磁致伸缩稀土换能器，一般采用对称方式布置。此时，须确保换能器驱动器谐振频率、相位一致性，误差不大于1 %。
权利要求
1.一种参量扬声器用的超磁致伸缩稀土换能器，包括 底板，用于安装参量扬声器用超磁致伸缩稀土换能器各部件，并作为底座以安放换能器； 超磁致伸缩稀土棒，用于在磁场作用下产生振动，推动振动片发声； 线圈，用于产生磁场； 伸缩棒腔体，用于安装超磁致伸缩稀土棒，在腔体壁上开有孔，以引出线圈电线； 固定弹性圈，用于将超磁致伸缩稀土棒固定于伸缩棒腔体上； 振动片，通过振动片固定螺钉固定于超磁致伸缩稀土棒上，通过超磁致伸缩稀土棒的振动产生相应振动； 声源产生待播放的音频信号，通过参量声源信号处理电路得到声参量阵扬声器拟输出的信号；该信号通过功率放大器放大后输出到线圈上产生交变磁场；该磁场使超磁致伸缩稀土棒产生振动，从而带动振动片振动，从而产生超声波信号；该超声波信号在空气中传播过程中，由声参量阵效应自解调出具有高指向性的音频声波。
2.根据权利要求1所述的超磁致伸缩稀土换能器，其特征在于，所述底板通过底板固定螺钉固定于伸缩棒腔体上；所述线圈绕于超磁致伸缩稀土棒上，并通过伸缩棒腔体上的小孔引出线圈引线并接到功率放大器上；所述固定弹性圈通过弹性圈固定螺钉将超磁致伸缩稀土棒固定于伸缩棒腔体上。
3.根据权利要求1所述的超磁致伸缩稀土换能器，其特征在于，固定弹性圈选用薄而弹性大的材料制成，确保伸缩棒腔体受到的振动阻力较小。
4.根据权利要求1所述的超磁致伸缩稀土换能器，其特征在于，超磁致伸缩稀土棒、线圈、伸缩棒腔体、弹性圈固定螺钉、固定弹性圈共同组成换能器驱动器；所述超磁致伸缩稀土换能器由一个或多个换能器驱动器构成，采用对称方式进行布置；换能器驱动器的谐振频率与相位须保持一致性，误差不大于I %。
全文摘要
一种参量扬声器用的超磁致伸缩稀土换能器，由底板、超磁致伸缩稀土棒、线圈、伸缩棒腔体、振动片固定螺钉、振动片、弹性圈固定螺钉、固定弹性圈与底板固定螺钉组成。本发明利用超磁致伸缩稀土材料具有室温下机械能-电能转换率高、能量密度大、响应速度高、可靠性好、驱动方式简单优点，提供了一种可产生较大声功率的参量扬声器用换能器，对于解决参量阵扬声器输出声功率低的问题具有重要意义。
文档编号H04R15/00GK103024650SQ201210553048
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月19日 优先权日2012年12月19日
发明者张德银, 陈敏, 彭卫东, 包勇, 罗英 申请人:中国民用航空飞行学院