双频道电磁鞭炮的制作方法与工艺

本发明涉及一种电子鞭炮，确切地说，是一种简易的大功率音响设备，尤其是一种有望取代传统鞭炮的双频道电磁鞭炮。

背景技术：
由于传统的鞭炮严重污染空气，尤其在每年春节期间，家家户户燃放鞭炮，硝烟弥漫整个城市空间，造成重度雾霾天气，严重危害人们健康，因此，根据现代文明要求，有人呼吁用电子鞭炮取代传统的鞭炮，可是现有电子鞭炮与传统鞭炮相比各方面差距很大，尤其是传统鞭炮震耳欲聋的爆炸声，它是炸药瞬间爆放能量很大，电子鞭炮与其无法相比，因为人们所需要的就是激烈的惊天动地的音响效果，所以现有技术的电子鞭炮始终没能取代传统的鞭炮。目前，现有技术上的电子鞭炮种类很多，其发音方式有扬声器播放式，电控气压式，高压放电式等，各种电子鞭炮的模式、外观、装饰、功能、花样、设计繁多巧妙，但是主要的缺陷是发音能量相比太小，达不到轰动的效果，如果加大功率，势必增加成本，例如选用贵重的大功率音响设备，不仅昂贵，而且笨重不方便。一种公开号是CN103239865A，名称是“电磁鞭炮”的发明专利申请，是本人之前提出一种新的技术方案，它是一种由定中活塞式扬声器、高压大功率音频放大器、MP3播放器组成的简易大功率音响设备，它的发音功率虽然很大，但其缺陷在于：1.因为“电磁鞭炮”的定中活塞式扬声器的音圈和音膜大而重，所以扬声器发声的频率响应在低频段音响强度大，高频段音响小，发出的声音不能真实完整地按照鞭炮声的频谱重现。2.高压大功率音频放大器的前后级间连接是直接藕合电路，前后级间连接受直流电影响，使整机可靠性较差，末级功放是互补管共集电极电路，其稳定性较差。

技术实现要素：
为了克服现有技术的电子鞭炮和“电磁鞭炮”的缺陷，本发明公开一种改进的双频道电磁鞭炮，它实际是一种频响宽、功率大、体积小、重量轻、成本低的新型音响设备，本发明力求使其音响效果接近传统鞭炮，以达到既能营造节日气氛，又无空气污染的目的，积极推动环境保护。为了实现本发明的目的，尤其需要创造一个频响宽、功率大的扬声器和稳定、可靠、廉价的大功率音频放大器，因此，本发明进一步改进的技术方案是由一体化双频道扬声器、高低压匹配式大功率音频放大器和MP3播放器组成，其结构特点是：所述的一体化双频道扬声器是由定中活塞式低音扬声器和压缩式高音扬声器组合成一体,一体化双频道扬声器设有公共导磁盘,所述的定中活塞式低音扬声器装在公共导磁盘圆周上端,定中活塞式低音扬声器设有外导磁圈,公共导磁盘中部上端设有内导磁圈,内导磁圈焊接在公共导磁盘中部,它与外导磁圈同心,外导磁圈内圆下端装有磁极为径向的圈型永磁体,圈型永磁体是整体的或者是若干长方体拼装成的钕铁硼强磁体,外导磁圈与圈型永磁体之间由A、B胶粘合连接,公共导磁盘外圆制有圆台阶,圆台阶紧配安装在外导磁圈内圆下端,外导磁圈下端设有连接边,连接边设有三个等分的螺母孔,公共导磁盘的圆台阶上设有三个等分的螺孔,分别与连接边三个螺母孔对准,公共导磁盘与外导磁圈是由三个螺丝钉紧固连接成整体,构成了由公共导磁盘、外导磁圈、圈型永磁体、内导磁圈组成的以圈型永磁体的极性方向为标志的径向磁路的低音扬声器驱动架,低音扬声器驱动架的圈型永磁体内圆与内导磁圈外圆之间形成大圆环强磁场驱动气隙,大圆环强磁场驱动气隙内设有定中活塞式音膜,所述的定中活塞式音膜设有平面膜片,平面膜片选用薄的树脂纤维板制造,平面膜片中心设有安装孔,安装孔外圆设有波浪环边,平面膜片外圆设有安装槽,安装槽内设有大音圈,大音圈是在音圈骨架的外圆下端用漆包线绕制的大线圈,安装槽内注入A、B胶,将平面膜片与音圈骨架上端粘连成一体,音圈骨架上端设有左、右引线孔,大线圈的首尾端设有左引线和右引线,左、右引线分别从左、右引线孔穿进,用胶水粘贴在平面膜片下面直径线上,再引到安装孔外圆的波浪环边左、右下端,所述的大音圈悬浮安装在大圆环强磁场驱动气隙内,作切割磁力线运动,大线圈的参数为：阻抗16-30Ω、功率300-500W。所述的压缩式高音扬声器装在公共导磁盘中部下端,压缩式高音扬声器设有磁极为轴向的环型永磁体,环型永磁体是整体的铁氧体材料制造,公共导磁盘中部设有大圆孔,环型永磁体下端设有导磁圆盘,导磁圆盘上端是导磁柱,导磁柱上端是导磁小圆盘,所述的公共导磁盘、环型永磁体、导磁圆盘之间由A、B胶粘合连接,构成了由公共导磁盘、环型永磁体、导磁圆盘、导磁柱、导磁小圆盘组成的以环型永磁体的极性方向为标志的轴向磁路的高音扬声器驱动架,高音扬声器驱动架紧配安装铝外壳,高音扬声器驱动架的大圆孔与导磁小圆盘之间形成小圆环强磁场驱动气隙,小圆环强磁场驱动气隙内设有定边凸起式音膜,所述的定边凸起式音膜选用市场现有的高音喇叭音膜,其参数为:阻抗8-16Ω、功率100-300W,它设有半球型膜片,半球型膜片内圆台阶内设有小音圈,小音圈悬浮安装在小圆环强磁场驱动气隙内,作切割磁力线运动,在公共导磁盘中部大圆孔上端圆面，与定边凸起式音膜之间设置橡胶垫圈,定边凸起式音膜上端设有声压式端盖,声压式端盖上端设有印刷电路板垫圈,印刷电路板垫圈圆周设有若干电路连接焊点,声压式端盖圆周设有6个等分的螺钉孔,印刷电路板垫圈圆周以及定边凸起式音膜圆周和橡胶垫圈圆周,同样设有6个等分的螺钉孔,公共导磁盘中部圆周设有6个等分的螺母孔,由6个螺丝钉将印刷电路板垫圈、声压式端盖、定边凸起式音膜和橡胶垫圈紧固在公共导磁盘中部圆周，所述的声压式端盖内设有半球型声压腔,半球型声压腔外圆是盖盘,盖盘外圆是盖边,盖盘下端设有紧压台圈,半球型声压腔内圆上端设有螺管式连接头,螺管式连接头内圆是放音口。所述的定边凸起式音膜与定中活塞式音膜的区别在于：定边凸起式音膜的圆周边，在固定状态下振动发声，而定中活塞式音膜是在圆心固定的状态下振动发声，所述的定中活塞式音膜的中心安装孔安装在声压式端盖上端螺管连接头台阶上，螺管连接头上端设有小号筒，小号筒下端设有连接螺母，连接螺母将定中活塞式音膜紧固在螺管连接头台阶上，将定中活塞式音膜固定于径向磁路驱动架上端中心位置。所述的小音圈的左、右端设有左、右引线,声压式端盖左、右端设有引线孔,印刷电路板垫圈圆周设有左、右引线孔,小音圈左、右引线穿过声压式端盖左、右引线孔和印刷电路板垫圈左、右引线孔,分别焊接印刷电路板垫圈左、右端的小音圈电路连接焊点上,所述的大音圈的左、右引线分别焊接印刷电路板垫圈左、右端的大音圈电路连接焊点上,小音圈与大音圈在印刷电路板垫圈焊点上的电路是串联连接,小音圈与大音圈的导电相位相同,确保定中活塞式音膜与定边凸起式音膜同步振荡，在公共导磁盘右方设有插座孔，插座孔内设有一体化双频道扬声器的功率输入插座，小音圈与大音圈在印刷电路板垫圈上的电路串联后,引出线连接功率输入插座上端。所述的高低压匹配式大功率音频放大器的高压电路与低压电路是相互隔离、独立的，前后级之间的信号耦合是匹配的，它设有塑料外壳，塑料外壳内设有电路板，电路板左方装有独立低压开关稳压电源电路和独立低压小功放电路，电路板右方装有独立高压直流电源电路和独立高压大功放电路，电路板右端装有功率输出插头线，功率输出插头线的插头连接在一体化双频道扬声器的功率输入插座内，电路板左端装有220V的电源插头线，电路板上端设有信号输入插头，塑料外壳内左边设有散热器风扇，上边设有上三极管散热器，下边设有下三极管散热器。所述的MP3播放器，选用市场现有的简易MP3播放器，MP3播放器上端设有USB信号输入插头，下端设有信号输出插座，中间设有启动按钮，MP3播放器信号输出端插座与音频放大器信号输入插头连接。所述的独立低压开关稳压电源电路和独立高压直流电源电路之间互相隔离,独立低压小功放电路和独立高压大功放电路之间的直流电路互相隔离,220V交流电源经过低压开关稳压电源电路模块和低压电容滤波输出15V低压直流电源,电源正极和负极分别连接小功放集成块的电源端和地端,小功放集成块的信号输入端经过输入电容、输入电阻接地,MP3播放器信号输出端连接输入电阻两端,小功放电路的信号输出端经过推动电容,一路到推动变压器初级线圈,另一路经过反馈电阻、反馈电容到小功放电路的信号负反馈极,反馈电阻连接分流电阻接地,推动变压器初级线圈连接消振电阻、消振电容；所述的散热器风扇选用直流12V、0.1A的轴流式风扇,风扇电机线连接在15V低压直流电源的正负极上,220V的交流电源经过4个二极管组成桥式整流电路,经过高压滤波电容和熔断器输出300V的高压直流电源,所述独立高压大功放电路,是上三极管和下三极管连接的共基极的单端输出的乙类推挽功率放大电路,推动变压器上、下两个次级线圈分别连接上、下三极管的发射极和基极,高压电源正极接上三极管集电极,高压电源负极接下三极管基极,上三极管基极与下三极管集电极连接输出电容,经过功率输出插头线，输出到一体化双频道扬声器的定中活塞式低音扬声器和压缩式高音扬声器的串联的负载上,定中活塞式低音扬声器音圈上并联分频电容,压缩式高音扬声器音圈上并联分频电感。在所述的高低压匹配式大功率音频放大器电路中,所选用的电子元器件参数分别是:：所述低压开关稳压电源电路模块的参数为：输入交流电压220V、电流500MA、输出直流电压15V、电流2A,小功放集成块型号为：TDA2003,上、下三极管选用电压500V、电流10A的NPN型硅三极管,上、下三极管上的散热器表面积大于10平方厘米,推动变压器选用截面10mm×12mm的硅钢片铁心,其初级线圈90匝、次级线圈25匝+25匝,4个二极管选用电压300V、电流10A的桥式整流器,输出电容和高压滤波电容选用电压400V、容量100μF的电解电容,推动电容和低压滤波电容选用电压50V、容量1000μF的电解电容,输入电容和反馈电容选用电压50V、容量10μF的电解电容,输入电阻的阻值为100Ω,反馈电阻的阻值为2KΩ,分流电阻的阻值为50Ω,消振电阻的阻值为10Ω,消振电容的容量为0.1μF。所述的双频道电磁鞭炮的整机工作原理是：首先将MP3播放器在电脑上写入与真实鞭炮声波形一致的爆炸声模似信号，由MP3播放器启动按钮控制其播放信号的输出，经过输入电容将信号耦合到TDA2003的输入端，TDA2003输出的放大信号，经过推动电容到推动变压器初级线圈，上下次级线圈分别给上下三极管的发射极和基极输出相位相反的推动信号，上下三极管连接的共基极的单端输出的乙类推挽功率放大电路，是电压放大器，不放大电流，有很深的负反馈，能有效改善信号失真，性能稳定，前后级之间的高低压放大电路经过推动变压器的耦合，不仅使上下三极管的发射极获得匹配的低压大电流的推动信号，而且独立的前后级之间不存在直流电连接关系(包括独立的高低压电源)，使整机可靠性大为提高，上下三极管的静态电流为零，工作在高效的开关状态，有利于功放在高压条件下稳定工作，高压大功率信号经过输出电容，输出到一体化双频道扬声器。本发明的有益效果是：1.现有技术的扬声器音圈较小，功率和阻抗不能做大，本发明的音圈较大，功率和阻抗都能做大，能直接与高压大功放输出电路匹配连接，省去笨重的输出变压器。2.现有的音响设备中的发音装置是音箱或者是号筒式高音喇叭，它们的功率不很大，体积却很大，一体化双频道扬声器省去音箱和大号筒，功率很大，体积却很小，音响分贝值超过一般音箱或者是号筒式高音喇叭，并且高低音兼顾。3.在高低压匹配式大功率音频放大器电路中，低压开关稳压电源电路和高压直流电源电路互相隔离，没有直流电连接关系，低压小功放电路和高压大功放电路也是互相隔离，没有直流电连接关系，不仅提高可靠性、保护功放管，而且避免了人身意外触电，由于推动变压器有效耦合，功放电路的前后级之间获得良好匹配，推动变压器次级线圈使上下三极管的发射极和基极的直流电路相当于短路，不仅使高压大功放功率大，效率高，而且稳定可靠。4.高压直流电源直接从220V交流电源整流获得，使整机结构简单、体积小、成本低。附图说明图1为双频道电磁鞭炮整体结构示意图图2为匹配式高压大功率音频放大器电原理图具体实施方式下面结合附图作进一步说明。在图1所示的双频道电磁鞭炮整体结构示意图中，所述的一体化双频道扬声器是由定中活塞式低音扬声器和压缩式高音扬声器组合成一体,一体化双频道扬声器设有公共导磁盘1,所述的定中活塞式低音扬声器装在公共导磁盘圆周上端,定中活塞式低音扬声器设有外导磁圈3,公共导磁盘中部上端设有内导磁圈2,内导磁圈焊接在公共导磁盘中部,它与外导磁圈同心,外导磁圈内圆下端装有磁极为径向的圈型永磁体4,圈型永磁体是整体的或者是若干长方体拼装成的钕铁硼强磁体,外导磁圈与圈型永磁体之间由A、B胶粘合连接,公共导磁盘外圆制有圆台阶,圆台阶紧配安装在外导磁圈内圆下端,外导磁圈下端设有连接边5,连接边设有三个等分的螺母孔,公共导磁盘的圆台阶上设有三个等分的螺孔,分别与连接边三个螺母孔对准,公共导磁盘与外导磁圈是由三个螺丝钉6紧固连接成整体,构成了由公共导磁盘、外导磁圈、圈型永磁体、内导磁圈组成的以圈型永磁体的极性方向为标志的径向磁路的低音扬声器驱动架,低音扬声器驱动架的圈型永磁体内圆与内导磁圈外圆之间形成大圆环强磁场驱动气隙,大圆环强磁场驱动气隙内设有定中活塞式音膜,所述的定中活塞式音膜设有平面膜片7,平面膜片选用薄的树脂纤维板制造,平面膜片中心设有安装孔,安装孔外圆设有波浪环边8,平面膜片外圆设有安装槽9,安装槽内设有大音圈,大音圈是在音圈骨架10的外圆下端用漆包线绕制的大线圈11,安装槽内注入A、B胶,将平面膜片与音圈骨架上端粘连成一体,音圈骨架上端设有左、右引线孔,大线圈的首尾端设有左引线12和右引线13,左、右引线分别从左、右引线孔穿进,用胶水粘贴在平面膜片下面直径线上,再引到安装孔外圆的波浪环边左、右下端,所述的大音圈悬浮安装在大圆环强磁场驱动气隙内,作切割磁力线运动,大线圈的参数为：阻抗16-30Ω、功率300-500W。所述的压缩式高音扬声器装在公共导磁盘中部下端,压缩式高音扬声器设有磁极为轴向的环型永磁体14,环型永磁体是整体的铁氧体材料制造,公共导磁盘中部设有大圆孔,环型永磁体下端设有导磁圆盘15,导磁圆盘上端是导磁柱16,导磁柱上端是导磁小圆盘17,所述的公共导磁盘、环型永磁体、导磁圆盘之间由A、B胶粘合连接,构成了由公共导磁盘、环型永磁体、导磁圆盘、导磁柱、导磁小圆盘组成的以环型永磁体的极性方向为标志的轴向磁路的高音扬声器驱动架,高音扬声器驱动架紧配安装铝外壳20,高音扬声器驱动架的大圆孔与导磁小圆盘之间形成小圆环强磁场驱动气隙,小圆环强磁场驱动气隙内设有定边凸起式音膜,所述的定边凸起式音膜选用市场现有的高音喇叭音膜,其参数为:阻抗8-16Ω、功率100-300W,它设有半球型膜片18,半球型膜片内圆台阶内设有小音圈19,小音圈悬浮安装在小圆环强磁场驱动气隙内,作切割磁力线运动,在公共导磁盘中部大圆孔上端圆面与定边凸起式音膜之间设置橡胶垫圈21,定边凸起式音膜上端设有声压式端盖22,声压式端盖上端设有印刷电路板垫圈23,印刷电路板垫圈圆周设有若干电路连接焊点24,声压式端盖圆周设有6个等分的螺钉孔25,印刷电路板垫圈圆周以及定边凸起式音膜圆周和橡胶垫圈圆周,同样设有6个等分的螺钉孔,公共导磁盘中部圆周设有6个等分的螺母孔,由6个螺丝钉26将印刷电路板垫圈、声压式端盖、定边凸起式音膜和橡胶垫圈紧固在公共导磁盘中部圆周所述的声压式端盖内设有半球型声压腔27,半球型声压腔外圆是盖盘,盖盘外圆是盖边,盖盘下端设有紧压台圈28,半球型声压腔内圆上端设有螺管式连接头29,螺管式连接头内圆是放音口。所述的定边凸起式音膜与定中活塞式音膜的区别在于,定边凸起式音膜的圆周边,在固定状态下振动发声,而定中活塞式音膜是在圆心固定的状态下振动发声,所述的定中活塞式音膜的中心安装孔,安装在声压式端盖上端螺管连接头台阶30上,螺管连接头上端设有小号筒31,小号筒下端设有连接螺母,连接螺母将定中活塞式音膜紧固在螺管连接头台阶上，将定中活塞式音膜固定于径向磁路驱动架上端中心位置,所述的小音圈的左右端设有左、右引线32,声压式端盖左、右端设有引线孔,印刷电路板垫圈圆周设有左、右引线孔,小音圈左、右引线穿过声压式端盖左、右引线孔和印刷电路板垫圈左、右引线孔,分别焊接印刷电路板垫圈左、右端的小音圈电路连接焊点上,所述的大音圈的左、右引线分别焊接印刷电路板垫圈左、右端的大音圈电路连接焊点上,小音圈与大音圈在印刷电路板垫圈焊点上的电路是串联连接,小音圈与大音圈的导电相位相同,确保定中活塞式音膜与定边凸起式音膜同步振荡，在公共导磁盘右方设有插座孔，插座孔内设有一体化双频道扬声器的功率输入插座33,小音圈与大音圈在印刷电路板垫圈上的电路串联后,引出线连接功率输入插座上端。所述的高低压匹配式大功率音频放大器的高压电路与低压电路是相互隔离、独立的，前后级之间的信号耦合是匹配的，它设有塑料外壳34，塑料外壳内设有电路板35，电路板左方装有独立低压开关稳压电源电路36和独立低压小功放电路37，电路板右方装有独立高压直流电源电路38和独立高压大功放电路39，电路板右端装有功率输出插头线40，功率输出插头线的插头连接在一体化双频道扬声器的功率输入插座内，电路板左端装有220V的电源插头线41，电路板上端设有信号输入插头42，塑料外壳内左边设有散热器风扇43，上边设有上三极管散热器44，下边设有下三极管散热器45。所述的MP3播放器，选用市场现有的简易MP3播放器，MP3播放器上端设有USB信号输入插头46，下端设有信号输出插座47，中间设有启动按钮48，MP3播放器信号输出端插座与音频放大器信号输入插头连接。在图2所示的匹配式高压大功率音频放大器电原理图中，所述的独立低压开关稳压电源电路和独立高压直流电源电路之间互相隔离,独立低压小功放电路和独立高压大功放电路之间的直流电路互相隔离,220V交流电源经过低压开关稳压电源电路模块49和低压电容滤波50输出15V低压直流电源,电源正极和负极分别连接小功放集成块51的电源端和地端,小功放集成块的信号输入端经过输入电容52、输入电阻53接地,MP3播放器信号输出端连接输入电阻两端,小功放电路的信号输出端经过推动电容54,一路到推动变压器55初级线圈,另一路经过反馈电阻56、反馈电容57到小功放电路的信号负反馈极,反馈电阻连接分流电阻58接地,推动变压器初级线圈连接消振电阻59、消振电容60,所述的散热器风扇选用直流12V、0.1A的轴流式风扇,风扇电机线连接在15V低压直流电源的正负极上,220V的交流电源经过4个二极管61组成桥式整流电路,经过高压滤波电容62和熔断器63,输出300V的高压直流电源,所述独立高压大功放电路,是上三极管64和下三极管65连接的共基极的单端输出的乙类推挽功率放大电路,推动变压器上、下两个次级线圈分别连接上、下三极管的发射极和基极,高压电源正极接上三极管集电极,高压电源负极接下三极管基极,上三极管基极与下三极管集电极连接输出电容66,经过功率输出插头线,输出到一体化双频道扬声器的定中活塞式低音扬声器和压缩式高音扬声器的串联的负载上,定中活塞式低音扬声器音圈上并联分频电容67,压缩式高音扬声器音圈上并联分频电感68。在所述的高低压匹配式大功率音频放大器电路中,所选用的电子元器件参数分别是：所述低压开关稳压电源电路模块的参数为：输入交流电压220V、电流500MA、输出直流电压15V、电流2A,小功放集成块型号为：TDA2003,上、下三极管选用电压500V、电流10A的NPN型硅三极管,上、下三极管上的散热器表面积大于10平方厘米,推动变压器选用截面10mm×12mm的硅钢片铁心,其初级线圈90匝、次级线圈25匝+25匝,4个二极管选用电压300V、电流10A的桥式整流器,输出电容和高压滤波电容,选用电压400V、容量100μF的电解电容,推动电容和低压滤波电容选用电压50V、容量1000μF的电解电容,输入电容和反馈电容选用电压50V、容量10μF的电解电容,输入电阻的阻值为100Ω,反馈电阻的阻值为2KΩ,分流电阻的阻值为50Ω,消振电阻的阻值为10Ω,消振电容的容量为0.1μF。