一种像素发声单元、发声方法及数字扬声器与流程

本发明涉及数字扬声器发声，尤其涉及一种像素发声单元、发声方法及数字扬声器。

背景技术：

1、基于换能原理，现有扬声器主要分为：电动式、电磁式、静电式、压电式扬声器。基于声音重构方式又可以分为模拟扬声器和数字扬声器。其中模拟扬声器是通过机械振动推动空气产生模拟的声信号，整个过程中，机械的振动特性决定了扬声器发声的品质。数字扬声器采用的是数字声音重构（dsr）发声，扬声器对外辐射的离散声脉冲能量。

2、现有的数字扬声器发声原理主要基于静电驱动像素发声单元方式，通过极薄的振膜在静电力的作用下前后移动发声，由于振膜的振动频率以及振幅有限，静电驱动像素发声单元产生脉冲速度低、声压级低，设计工艺复杂，进而导致数字扬声器音质低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种像素发声单元、发声方法及数字扬声器，用于解决原有静电式数字扬声器声压级低，结构复杂问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种像素发声单元，包括：第一放电端和第二放电端；所述第一放电端和所述第二放电端之间存在内部介质；在所述第一放电端和第二放电端任意一端施加静电击穿电压，使所述内部介质发生电离放电，产生热胀冷缩发出声波脉冲。

4、与现有技术相比，本发明提供的一种像素发声单元，包括：第一放电端和第二放电端；第一放电端和所述第二放电端之间存在内部介质；通过在第一放电端和第二放电端任意一端施加静电击穿电压，使内部介质发生电离放电，产生高温，内部介质发生剧烈热胀冷缩推动内部介质产生一束强声波脉冲，产生的声波脉冲声压级高，且通过静电击穿内部介质实现直接发声，不需要振膜驱动，发声速度响应快；另外由于静电击穿的像素发声单元没有振膜的概念，结构尺寸可以更小，可以增大单位面积的像素发声单元数量，提高数字发声音质。本像素发声单元仅通过两个放电端以及内部介质即可实现发声，结构简单。

5、第二方面，本发明提供一种像素发声单元发声方法，应用于像素发声单元，所述像素发声单元包括：第一放电端和第二放电端；所述第一放电端与所述第二放电端相对设置，且第一放电端和第二放电端之间设置有内部介质；所述方法包括：

6、获取待施加的静电击穿电压；

7、将所述静电击穿电压施加在所述第一放电端和第二放电端中的任意一端，使所述内部介质发生电离放电，产生热胀冷缩发出声波脉冲；所述第一放电端和所述第二放电端用于在所述内部介质中形成电场。

8、第三方面，本发明提供一种数字扬声器，包括多个级联成阵列的如上述的像素发声单元。

9、与现有技术相比，本发明提供的像素发声单元发声方法以及数字扬声器的有益效果与上述技术方案所述一种像素发声单元的有益效果相同，此处不做赘述。

技术特征：

1.一种像素发声单元，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述像素发声单元，其特征在于，所述像素发声单元还包括壳体，所述第一放电端和所述第二放电端置于所述壳体内；所述壳体为开放式结构或封闭式结构。

3.根据权利要求2所述像素发声单元，其特征在于，当所述壳体为开放式结构时，所述壳体为绝缘层，所述内部介质为空气，所述壳体的一侧设置有开口；空气通过所述开口进入所述壳体。

4.根据权利要求2所述像素发声单元，其特征在于，当所述壳体为封闭式结构时，所述壳体包括两个弹性薄壁，两个所述弹性薄壁与所述第一放电端和所述第二放电端形成封闭空间，在所述第一放电端和第二放电端任意一端施加静电击穿电压，使所述内部介质发生电离放电，产生热胀冷缩推动两个所述弹性薄壁振动，从而推动外界介质发出声波脉冲，所述外界介质为水或空气。

5.根据权利要求2所述像素发声单元，其特征在于，当所述壳体为封闭式结构时，所述壳体为绝缘隔离层，所述壳体为u型结构，所述u型结构的一端设置有第一封闭壳体，所述u型结构的另一端设置有第二封闭壳体，所述第一放电端位于所述第一封闭壳体内，所述第二放电端位于所述第二封闭壳体内，所述绝缘隔离层将所述第一放电端和第二放电端与所述内部介质隔离，用于防止所述第一放电端和第二放电端产生的电场未击穿前电荷释放。

6.根据权利要求1所述像素发声单元，其特征在于，所述第一放电端和所述第二放电端为倍压整流电路，在所述第一放电端和第二放电端任意一端施加的所述静电击穿电压大于2000v，且电流小于10ma。

7.根据权利要求1所述像素发声单元，其特征在于，施加的所述静电击穿电压以及第一放电端和第二放电端之间的距离是根据帕邢定律设置的。

8.根据权利要求3所述像素发声单元，其特征在于，所述开口与所述第一放电端位于同一面，所述开口为对称结构，产生的声波脉冲从所述开口发出。

9.一种像素发声单元发声方法，其特征在于，应用于像素发声单元，所述像素发声单元包括：第一放电端和第二放电端；所述第一放电端与所述第二放电端相对设置，且第一放电端和第二放电端之间设置有内部介质；所述方法包括：

10.一种数字扬声器，其特征在于，包括多个级联成阵列的如权利要求1~8任意一项所述的像素发声单元。

技术总结
本发明公开一种像素发声单元、发声方法及数字扬声器，涉及数字扬声器发声技术领域，以解决原有静电式数字扬声器声压级低，结构复杂问题。像素发声单元包括：第一放电端和第二放电端；所述第一放电端和所述第二放电端之间存在内部介质；在所述第一放电端和第二放电端任意一端施加静电击穿电压，使所述内部介质发生电离放电，产生热胀冷缩发出声波脉冲。本发明提供的像素发声单元产生的声波脉冲声压级高且结构简单。

技术研发人员：刘长华,袁飞洋
受保护的技术使用者：地球山（苏州）微电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15