CN109561376B - 一种电声转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种电声转换装置。本发明实施例通过在音圈与盆架之间设置副振膜，所述副振膜分别与所述音圈的第一端面和所述盆架的第一端面连接，能够避免音圈在振动过程中产生偏斜，限制音圈振幅。由此，能够抑制电声转换装置的滚振、限制音圈振幅过大的问题。

Description

一种电声转换装置

技术领域

本发明涉及电子产品技术领域，尤其涉及一种电声转换装置。

背景技术

电声转换装置是把电能转换成声能的器件，其包括相互连接的盆架和磁性组件，其中，盆架上连接有振膜，音圈位于盆架和磁性组件组成的壳体内部，其一端连接在振膜的内表面，音圈的另一端形成自由端并插入磁性组件中。

然而，音圈会不可避免地会产生摇摆模态，也即通常所说的滚振，滚振的产生会导致电声转换装置的信号失真及噪声。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种电声转换装置，能够有效地抑制电声转换装置的滚振问题。

本发明实施例提供一种电声转换装置，所述装置包括：

音圈、振膜、盆架以及

副振膜，设置于振膜下方，分别与所述音圈第一端面和盆架的第一端面连接，用于限制所述电声转换装置中的音圈和振膜的振动方向。

进一步地，所述装置还包括：

支撑件，分别与所述音圈第二端面和盆架的第二端面连接，用于支撑所述音圈。

进一步地，所述装置还包括：

连接件，分别与所述音圈和所述盆架电连接。

进一步地，所述副振膜包括环形结构。

进一步地，所述环形结构上有孔，或无孔。

进一步地，所述环形结构的内圈与所述音圈的第一端面连接，所述

环形结构的外圈和盆架的第一端面连接。

进一步地，所述副振膜的材料为弹性材料。

进一步地，所述副振膜的材料为聚醚醚酮(PEEK)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚氨基甲酸酯(PU)、纸以及透气网布中的一种。

进一步地，所述副振膜的顺性为0.5mm/N～10mm/N。

进一步地，所述支撑件的材料为弹性材料，分别与所述音圈以及盆架电连接。

进一步地，所述支撑件包括导电层，所述导电层与所述音圈以及盆架电连接。

进一步地，所述装置包括多个支撑件，所述多个支撑件相对于所述音圈对称设置。

进一步地，所述连接件为多股导线。

进一步地，所述连接件为螺旋结构的导线。

进一步地，所述连接件为锦丝线、漆包线或合金漆包线。

本发明实施例通过在音圈与盆架之间设置副振膜，所述副振膜分别与所述音圈的第一端面和所述盆架的第一端面连接，能够避免音圈在振动过程中产生偏斜，限制音圈振幅。由此，能够抑制电声转换装置的滚振，限制音圈振幅过大的问题。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1是本发明第一实施例的电声转换装置的剖面图；

图2-图19是本发明第一实施例的副振膜的结构示意图；

图20是具有副振膜的电声转换装置和常规的电声转换装置的THD测试曲线；

图21-图23是本发明第一实施例的连接件的结构示意图；

图24为本发明第二实施例的电声转换装置的结构示意图；

图25是本发明第二实施例的立体分解示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。为便于描述这里可以使用诸如“在…之下”、“在...下面”、“下”、“在…之上”、“上”等空间关系术语以描述如附图所示的一个元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系。应当理解，空间关系术语旨在概括除附图所示取向之外器件在使用或操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转过来，被描述为“在”其他元件或特征“之下”或“下面”的元件将会在其他元件或特征的“上方”。因此，示范性术语“在...下面”就能够涵盖之上和之下两种取向。器件可以采取其他取向(旋转90度或在其他取向)，这里所用的空间关系描述符被相应地解释。

图1是本发明第一实施例的电声转换装置的剖面图。如图1所示，在第一实施例中，提供一种电声转换装置，所述电声转换装置可为微型扬声器，诸如免提电话扬声器或智能电话内的扬声器或受话器，或者其他类似的紧凑型电子设备，诸如膝上型电脑、笔记本或平板电脑。所述电声转换装置可封闭在或被集成在其所在的设备的外壳或壳体内。

在本实施例中，以外形是长方体的电声转换装置为例进行说明，应理解，所述电声转换装置的外形还可以为球体、圆柱体、立方体以及不规则形状等不同形状，在此不做限制，可以根据所述电声转换装置的应用场景自由选择。

在一种可选的实现方式中，所述电声转换装置可以包括音圈10、盆架20、振膜30、副振膜40以及磁性组件60。

所述音圈10是通过电流的线圈，在接收电流信号后，在磁场中振动。所述音圈10可以为管状结构，其中，所述管状结构的截面可以是圆环，椭圆环以及矩形环等。所述音圈10的顶端端面为第一端面11，所述音圈10的底端端面为第二端面12。所述音圈10的中心轴沿垂直于盆架的侧端面22设置。

所述盆架20为所述电声转换装置的支撑部件，可以将电声转换装置的各功能部件集成后，通过盆架20安装到应用该电声转换装置的电子设备上。所述盆架20可以包括底板和侧壁，所述侧壁垂直设置于所述底板上。所述盆架20的顶端端面为第一端面21。所述盆架20的内侧的端面为第二端面23。所述盆架上可以具有用于通气的气孔(图中未示出)，以调整电声转换装置的音质。

所述磁性组件60与盆架20相连，用于形成磁场。所述磁性组件包括磁碗，以及位于磁碗中心的中心磁体，中心磁体603的上方设有中心磁顶片，磁碗的两端有两个相对设置的边磁体，为了更好的展示本发明实施例的技术方案，图1中没有示出所述磁碗、中心磁体、中心磁顶片以及边磁体等结构。

当载流导体通过磁场时，会受到一个电动力，其方向符合弗莱明左手定则，力与电流、磁场方向互相垂直，受力大小与电流、导线长度、磁通密度成正比。当音圈10输入交变音频电流时，音圈10就成为载流导体而受到一个交变推动力产生交变运动，带动振膜30振动，反复推动空气而发声。

所述振膜30用于随所述音圈10振动，反复推动空气产生声音。每个振膜30分别和音圈10的第一端面11连接以及盆架20的第一端面21连接。可选的，所述振膜30可以为环形或者相对音圈10对称设置的半环形，所述振膜30的内圈与所述音圈10的第一端面11连接，所述振膜30的外圈与所述盆架20的第一端面21连接。进一步地，所述振膜30也可以为矩形，两个振膜30分别置于所述音圈的两端，每个振膜30分别和音圈10的第一端面连接以及盆架20的第一端面连接。

在一种可选的实现方式中，所述振膜30与音圈10之间设置副振膜40。具体地，所述副振膜40设置于振膜30下方，分别与所述音圈10第一端面11和盆架20的第一端面21连接，用于限制所述电声转换装置中的音圈10和振膜30的振幅。

所述连接方式可以有多种，可以通过胶粘层与所述盆架20的第一端面21粘接，也可以卡接到所述盆架20上，其他能实现将所述副振膜40固定到所述盆架20的连接方式均可适用于本实施例，不作限定。

顺性是指特定负载情况下的位移。所述副振膜40的顺性C为0.5mm/N～10mm/N。以确保电声转换装置的性能。

可选地，副振膜40可以与振膜30具有相同的结构，以便于安装，具体地，可以如图1所示，副振膜40和振膜30相对设置，副振膜40的悬边两侧不与振膜30干涉，避免产生噪音，影响电声转换装置的性能。

可选地，如图2-图19所示，副振膜40可以为环形，所述环形结构的内圈与所述音圈10的第一端面连接，所述环形结构的外圈和盆架20的第一端面21连接。

进一步地，所述副振膜40可以具有多种不同的结构。

在一种可选的实现方式中，所述副振膜40的结构可以如图2-图9所示，其中，图9是图2-图8沿X方向的剖面示意图。

参考图2-图8，所述副振膜40上具有孔，所述孔分布在副振膜40上，并且基本对称设置。所述孔可以具有多种不同的形状，以及不同的分布位置。如图2所示，副振膜40的侧面分别形成对称设置的方孔210以及方孔220。在副振膜40的折弯处具有加强部230，加强部230连接副振膜的内圈和外圈，加强部230具有弹性。由于副振膜40的内圈和外圈分别和音圈10和盆架20连接。即加强部230的一端随外圈固定在盆架上，加强部230的另一端随音圈10运动。在音圈10倾斜时，加强部230能够在音圈10上施加相应的反方向的拉力，从而能够限制音圈的振动方向，以避免音圈10的倾斜。如图3所示，副振膜40的四边对称设置有多个圆孔310。如图4所示，副振膜40的四边对称设置有多个孔410以及加强部420。如图5所示，副振膜40的四角分别对称设置四个孔510，加强部520位于外形为矩形的环形副振膜40的四边。如图6所示，多个孔610对称设置在副振膜40的四角的折边处。如图7所示，副振膜40的四边对称设置有多个孔710以及加强部720。如图8所示，副振膜40的四边对称设置有多个椭圆孔810。

参考图9，副振膜40沿X方向的截面具有弧度，包括截面两端的水平部分901和903，以及中间的凸起部分902，呈中间凸出的拱形。其中，截面两端的水平部分901和903分别用于与音圈10和盆架20连接。中间的凸起部分902使副振膜具有相应的弹力，从而不会限制音圈的正常振动。

所述副振膜40的材料为弹性材料。所述副振膜的材料可以为硅胶、聚酰亚胺(Polyimide，PI)、聚醚醚酮(Poly Ether Ether Ketone，PEEK)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Naphthalate，PEN)、聚醚酰亚胺(Polyetherimide，PEI)、聚氨基甲酸酯(Polyurethane，PU)、纸以及透气网布中的一种。

所述副振膜40的内圈和外圈分别连接在音圈10的第一端面和盆架20的第一端面，能够起到限制音圈10和振膜30的振幅的作用。当音圈10发生偏斜，会在水平方向挤压或拉伸副振膜40，副振膜40会形成反作用力，限制音圈10在水平方向的位移，从而避免音圈10发生偏斜。由此，能够保证音圈10在垂直方向上下振动，避免出现滚振的现象。所述副振膜40的材料为弹性材料能够在避免滚振的同时不影响振膜30在垂直方向振动。同时，由于副振膜40具有孔，可以避免与振膜30之间形成气垫，不会影响振膜30推动空气产生声音。

在另一种可选的实现方式中，所述副振膜40的结构可以如图10-图17所示，其中，图17是图10-图16沿X方向的剖面示意图。

图10-图16中所示的副振膜40中的孔的分布位置与图2-图8中的孔的分布位置相似，在此不再赘述。

参考图17，副振膜40的截面包括中间的向上突出的部分171、位于两侧的向下凹陷的部分172以及左右两侧的水平部分173和174，从而形成为波浪状。这样的形状设置能够提高副振膜40的弹性，避免限制音圈10的正常振动而影响电声转换装置的性能。

在又一种可选的实现方式中，图19是图18沿X方向的剖面示意图。参考图18-图19，副振膜40的外形如图18所示，副振膜40表面不设置孔。如图19所示，副振膜40的截面中间位置具有曲折的凸起部。

具体地，所述副振膜40的材料为弹性可透气材料。具体可以为纸以及透气网布中的一种。

选用透气材料，可以不需要形成孔，减少制造副振膜40的工艺流程，提高效率。

不同形状的副振膜40，可以具有不同的受力点，可以根据电声转换装置的情况选择不同形状的副振膜。应理解，所述副振膜40还可以具有其他不同的结构以及材料。

总谐波失真(Total Harmonic Distortion，THD)可以用来衡量输入信号中震荡引起的不期望的谐波信号。在电声转换装置工作时，由于电路不可避免的振荡或其他谐振产生的二次，三次谐波与实际输入信号叠加，在输出端输出的信号就不单纯是与输入信号完全相同的成分，而是包括了谐波成分的信号，这些多余出来的谐波成分与实际输入信号的对比，用百分比来表示就称为总谐波失真。总谐波失真的数值越小，音色就更加纯净。

图20是具有副振膜的电声转换装置和常规的电声转换装置的THD测试曲线。如图20所示，图中实线是常规的电声转换装置的THD曲线，虚线是具有副振膜的电声转换装置的THD曲线。具有副振膜的电声转换装置的THD值小于常规的电声转换装置，提高了电声转换装置的性能。

在另一种可选的实现方式中，所述音圈10和盆架20之间设置支撑件50。所述支撑件50分别与所述音圈10第二端面12和盆架20的第二端面23连接，用于支撑所述音圈10。

所述支撑件50的形状可以是曲折的不规则形状。所述支撑件50在垂直方向具有较好的弹性，不影响音圈10的正常振动，同时在水平方向具有较好的支撑固定作用，避免音圈10偏斜，进而避免滚振。

可选地，所述支撑件50的材料为弹性材料。具体地，所述支撑件50可为单一的弹性材料如硅胶、聚酰亚胺(Polyimide，PI)、聚醚醚酮(Poly Ether Ether Ketone，PEEK)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PolyethyleneNaphthalate，PEN)、聚醚酰亚胺(Polyetherimide，PEI)、聚氨基甲酸酯(Polyurethane，PU)、纸以及透气网布中的一种。可以根据材料的弹性和使用寿命等性能、应用场景以及加工组合难度等因素来综合确定合适的弹性材料。

可选地，所述支撑件50为弹性导电器件，与所述音圈10以及盆架20电连接。具体地，所述支撑件50可以是柔性电路板(Flexible PrintedCircuit，FPC)。

可选地，所述支撑件50包括导电层，所述导电层与所述音圈10以及盆架20电连接。并通过盆架20与外部电路实现电连接。由此，将导电功能和支撑作用集合为一体，避免常规的导线易断的情况，确保电声转换装置的可靠性。

具体地，可以在支撑件50的外表面覆盖或者在内部包裹有导电薄膜；还可以在支撑件50的内部或外部设有固定在支撑件50上的导线；也可以是由导电硅胶或导电塑料等内部具有导电粒子的材料。

支撑件50能够避免音圈10在振动过程中导线与其它元件碰撞，有效提高电声转换装置的音质。同时，该弹性导电件作为一种弹性体，有效避免了导线在振动过程中由于应力集中而发生断裂的风险，提高了电声转换装置的使用寿命。

进一步地，所述装置可以包括多个支撑件50，所述多个支撑件50相对于所述音圈10对称设置。以使得音圈10两端在水平方向的牵引力一致，避免音圈10倾斜，解决电声转换装置的滚振问题。

进一步地，所述支撑件50可以是如图2-图19的环状结构。还可以在音圈10的上端和下端设置相同结构和材料的副振膜40和支撑件50。因为副振膜40和支撑件50同时随音圈10运动，副振膜40和支撑件50需要和音圈10的振动频率保持一致，并具有相同的拉伸长度。副振膜40与支撑件50在音圈振动时为音圈提供反作用力，且反作用力随音圈振幅增大时增大，起到限制振幅的作用。

在又一种可选的实现方式中，当支撑件50不是导电材料时，可以增加连接件(图中未示出)，将连接件固定在支撑件50上，所述连接件分别与所述音圈10和所述盆架20电连接。将连接件固定在支撑件50上，使支撑件可以保护连接件的作用，确保连接件电连接的可靠性，避免发生断线。

在再一种可选的实现方式中，可以将支撑件50替换为连接件。所述连接件分别与所述音圈10和所述盆架20电连接。

可选地，如图21所示，所述连接件可以为锦丝线、漆包线或合金漆包线。如图22所示，所述连接件可以包括多股导线。如图23所示，所述连接件可以是螺旋结构的导线。

锦丝线、漆包线或合金漆包线可以增强导线整体的强度，确保装置的可靠性。类似地，采用多股导线也能起到增强导线整体的强度的效果。使用螺旋的导线，使导线在随音圈振动时应力能释放掉，从而减少了断线的风险。

在本实施例中，通过在音圈与盆架之间设置副振膜、支撑件以及连接件，所述副振膜分别所述音圈的第一端面和所述盆架的第一端面连接，所述支撑件分别连接在所述音圈的第二端面上和所述盆架的第二端面上，能够避免音圈在振动过程中发生倾斜。所述连接件分别与所述音圈和盆架电连接，并且连接件的强度高于常规使用的导线，能够确保电连接的可靠性。由此，能够抑制电声转换装置的滚振问题，同时能够提高装置的可靠性。

图24为本发明第二实施例的结构示意图。图25是图24的立体分解示意图。如图24和图25所示，在本实施例中提供一种电声转换装置，其包括：音圈100、盆架200、振膜300、副振膜400、支撑件500以及磁性组件600。

所述磁性组件600包括磁碗601，以及位于磁碗601中心的中心磁体603，中心磁体603的上方设有中心磁顶片604，磁碗601的两端有两个相对设置的边磁体602，该中心磁顶片604可以为铁片，音圈100插入由中心磁体603和边磁体602形成的磁间隙中。该磁性组件600用于为电声转换装置提供电磁驱动力。

所述振膜300与所述音圈100连接。音圈100接收电流信号后，在磁场中振动，带动与之连接的振膜300振动，产生声音。

所述音圈100包括第一端面101和第二端面102。所述盆架200包括第一端面201和第二端面202。所述副振膜400分别连接在所述音圈100的第一端面101和所述盆架200的第一端面201上。所述振膜300连接在副振膜400上方。

具体地，所述副振膜400可以具有如第一实施例中所述多种形状以及材料，并具有相同的有益效果，在此不再赘述。

两个支撑件500在音圈100两侧相对设置。所述支撑件500的内侧焊点501和外侧焊点502分别连接在所述音圈的第二端面102上和所述盆架200的第二端面202。内侧焊点501与音圈100电连接，外侧焊点502与盆架200上的电极连接。具体地，所述支撑件500包括固定板505、弹性板503以及支撑板504。其中所述支撑板504与音圈100的形状对应，以与音圈100相连，对音圈100起支撑作用。弹性板503具有曲折形状，以使得弹性板503具有一定的弹性，并且弹性板503在垂直方向的弹性大于在水平方向的弹性，即弹性板503在垂直方向的可变形量大于在水平方向的可变形量。由此，在音圈100振动的过程中可以随音圈100的振动而伸展，而不会对音圈的正常振动产生影响，当音圈100偏斜时，能够在音圈100上施加水平方向的拉力，从而抑制音圈100倾斜，保证了音圈100振动的稳定性和平衡性，避免产生滚振。使支撑件500在对音圈100起支撑作用的同时，能够随音圈100的振动具有一定的弹性，不限制音圈100的正常振动，同时抑制音圈100倾斜，避免产生滚振。固定板505与盆架200相配合以使得支撑件500与盆架200之间连接的稳定性，同时，还能够起到保护弹性板503的作用，在弹性板503受力过大时，固定板505能够分担弹性板503上的力，避免弹性板503失效。

在两个外侧焊点502之间设置弹性板503和支撑板504，能够使支撑件500具有更好的性能，更好的抑制滚振。

应理解，所述支撑件500中的固定板505、弹性板503以及支撑板504还可以替换为其他不同形状或数量。

进一步地，所述支撑件500还可以具有如第一实施例中所述多种形状以及材料，并具有相同的有益效果，在此不再赘述。

所述连接方式可以有多种，可以通过胶粘层粘接，也可以卡接或者焊接等，其他能实现将所述副振膜40固定到所述盆架20的连接方式均可适用于本实施例，不作限定。

所述电声转换装置还可以包括连接件(图中未示出)，所述连接件分别与所述音圈100和所述盆架200电连接。具体地，所述连接件具有如第一实施例中所述多种形状以及材料，并具有相同的有益效果，在此不再赘述。

本实施例中的电声转换装置为三磁路电声转换装置，也可以采用其它任何适用的磁路结构，如五磁路结构、单磁路结构。

本发明实施例通过在音圈与盆架之间设置副振膜，所述副振膜分别与所述音圈的第一端面和所述盆架的第一端面连接，能够避免音圈在振动过程中产生偏斜。由此，能够抑制电声转换装置的滚振问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种电声转换装置，其特征在于，所述装置包括：

音圈、振膜、盆架以及

副振膜，设置于振膜下方，副振膜的截面形状为波浪状，所述副振膜分别与所述音圈第一端面和盆架的第一端面连接，用于限制所述电声转换装置中的音圈和振膜的振动方向，且所述副振膜上设置有孔和加强部，所述孔在所述副振膜上对称设置，所述加强部设置在所述副振膜的折弯处；

连接件，分别与所述音圈和所述盆架电连接，所述连接件设置为多股导线或螺旋结构的导线。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括支撑件，所述支撑件分别与所述音圈的第二端面和盆架的第二端面连接，所述支撑件用于支撑所述音圈。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述连接件为锦丝线、漆包线或合金漆包线。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述副振膜包括环形结构。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述环形结构的内圈与所述音圈的第一端面连接，所述环形结构的外圈与盆架的第一端面连接。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述副振膜的材料为弹性材料。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述副振膜的材料为聚醚醚酮(PEEK)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚氨基甲酸酯(PU)、纸以及透气网布中的一种。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述副振膜的顺性为0.5mm/N～10mm/N。

9.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述支撑件的材料为弹性材料，分别与所述音圈以及盆架电连接。

10.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述支撑件包括导电层，所述导电层与所述音圈以及盆架电连接。

11.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置包括多个支撑件，多个所述支撑件相对于所述音圈对称设置。