專利名稱：電聲換能設備耦合全對稱磁場結(jié)構(gòu)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電聲換能設備技術領域，具體涉及用于揚聲器、耳機或話筒等電聲設備中的耦合全對稱磁場結(jié)構(gòu)。
近數(shù)十年來，數(shù)碼科技的興起把人們帶入了一個從未有過的美妙影音天地，促使人們對節(jié)目源的制作到音響器材的設計與改良提出了很高的要求。而揚聲器、耳機和話筒是聲頻錄、放系統(tǒng)的終端，也是整個聲頻系統(tǒng)最薄弱的環(huán)節(jié)。它們的電聲指標往往比聲頻系統(tǒng)的其它環(huán)節(jié)幾乎要低一個數(shù)量級，嚴重影響整套電聲換能設備的鑒聽放聲效果。當前主要運用以下三類技術手段來改善揚聲器放聲指標①對揚聲器本身結(jié)構(gòu)和組成材料的改進；②運用電子電路補償揚聲器放聲的某些不足；③運用特殊的箱體抑制或改善揚聲器某些固有指標(但主要用于低頻揚聲器)。(參見①《音響技術》96年合訂本5-28頁標題“揚聲器失真對音質(zhì)的影響及其消除方法”、6-5頁標準“德國CANTON音箱的有源低頻失真修正”；②《音響技術》95合訂本2-30頁標題“音箱漫談”、3-17頁標題“音箱漫談二”；③《無線電與電視》1997年版8期3-35頁“介紹幾種揚聲器的新技術和新材料”，1997年版11期11-12頁“揚聲器設計新理念-松下SB-M10000揚聲器系統(tǒng)”。)上述第一類技術的手段主要是①對磁路結(jié)構(gòu)的改進。如全對稱磁路配合長音圈以及很少采用的雙磁體(外磁式)，主要改善揚聲器放聲時偶次諧波失真(表現(xiàn)在中頻段和中低頻段)；②對揚聲器特定部位結(jié)構(gòu)的改進。如法國FOCAL公司的“自由的機械振動”、丹麥皇冠的“抗諧振相位技術”、英國KEE公司、天朗公司的“同軸發(fā)聲技術”等等；③運用新穎材料。如超強釹鐵硼磁、新式復合振膜(防彈布、液晶聚合物、聚丙烯、金屬振膜等等)。但以上技術手段都不能顯著改善單只揚聲器或揚聲器箱的互調(diào)失真、瞬態(tài)失真、諧波失真、相位失真以及單只揚聲器頻響曲線中的許多凹谷，并且頻率的指向性、設備的靈敏度仍然較差，仍存在高靈敏度與高音質(zhì)相矛盾的情況。為此高級音箱的分頻線路(主要為無源分頻)變得十分復雜，并造成各揚聲器間的相位極難控制一致，揚聲器和音箱的制作成本大幅提高，對于正確重現(xiàn)音樂本質(zhì)的音響設備普及推廣造成重大的困難。中國專利ZL94213628公開了一種分體式超強揚聲器，其磁體采用兩片或兩片以上的釹鐵硼磁片，并配以相應的鐵柱，均勻地環(huán)布于環(huán)形鐵片和鐵質(zhì)托架之間。但這種結(jié)構(gòu)僅適用于揚聲器，并且仍然存在上述缺陷和不足。
揚聲器、耳機、話筒基本原理及核心部分就是音圈在罐形磁路的極靴磁場中(或音圈固定，導磁極板振動)作隨輸入音圈電流波形變化相一致的活塞運動，這必須具備兩個要素①音圈作活塞運動時極靴間隙兩邊緣磁通必須均勻；②罐形磁路的極靴間隙磁場是勻強磁場。而現(xiàn)有的磁場結(jié)構(gòu)中存在兩個問題一是磁鋼的生產(chǎn)壓制工藝造成磁鋼兩面密度不均，造成磁鋼南北極磁場強度差異大，導致極靴間隙磁場為非勻強磁場，使音圈(或?qū)Т艠O板)在離開平衡位置的兩邊位移量不一致；二是罐形磁路的兩極導磁鐵板的路徑差異造成兩極鐵板的磁阻差異過大。而現(xiàn)在音圈通常由2層以上的線圈組成，由于磁隙間距很小，在非勻強磁場中內(nèi)外層線圈的受力情況不一樣，音圈所受磁場力是幾層線圈的合力。這些原因造成揚聲器、耳機、話筒較大的互調(diào)失真、瞬態(tài)失真、諧波失真、相位失真及頻率指向性、靈敏度差等缺陷，并成為整個高保真音響系統(tǒng)中的瓶頸。
本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有電聲換能設備基礎結(jié)構(gòu)缺陷及其技術存在的上述不足，采用主磁鋼加穩(wěn)定校正磁鋼形式，使罐形磁路的極靴間隙磁場為勻強磁場，從而可顯著改善電聲換能設備互調(diào)失真、瞬態(tài)失真、諧波失真、相位失真以及頻率指向性和靈敏度，消除頻響曲線中的凹谷并擴大有效頻響范圍的電聲換能設備耦合全對磁場結(jié)構(gòu)。
本實用新型在現(xiàn)有電聲換能設備如揚聲器、耳機或話筒中，對由主磁鋼、音圈、鐵板、T鐵或連體鐵罩形成的主磁場結(jié)構(gòu)外與主磁鋼對應設置至少兩個穩(wěn)定校正磁鋼，所述穩(wěn)定校正磁鋼以主磁鋼中心軸為中心呈中心對稱、軸對稱或近似對稱放置，主磁鋼與各穩(wěn)定校正磁鋼相接近端極性相同。
其中，一種結(jié)構(gòu)是在主磁場結(jié)構(gòu)底部與主磁鋼相對的位置設有至少兩個以主磁鋼中心軸為中心且對稱或近似對稱放置的穩(wěn)定校正磁鋼，穩(wěn)定校正磁鋼至主磁鋼中心軸距離的最大值為主磁鋼內(nèi)徑值的60-125％，與主磁鋼中心軸不重合的穩(wěn)定校正磁鋼至主磁鋼中心軸距離的最小值為T鐵柱蕊直徑值的30-125％；單個穩(wěn)定校正磁鋼的中心也可與主磁鋼中心軸重合，該穩(wěn)定校正磁鋼中心至其邊沿的最大值小于與主磁鋼中心軸不重合的穩(wěn)定校正磁鋼至主磁鋼中心軸的最小距離。另一種結(jié)構(gòu)形式是在主磁場結(jié)構(gòu)底部與主磁鋼相對設有至少兩個以主磁鋼中心軸為中心且對稱或近似對稱放置的穩(wěn)定校正磁鋼，所述穩(wěn)定校正磁鋼至主磁鋼中心軸距離的最小值為主磁鋼外徑值的60-125％。上述穩(wěn)定校正磁鋼的總磁場強度是主磁鋼低密度面磁場強度的1/2-1/11。
通常穩(wěn)定校正磁鋼粘接在主磁鋼低密度面這端，可獲得平直的頻響特性曲線，但當電聲換能設備的高、中、低音存在相位差時，也可將穩(wěn)定校正磁鋼粘接在主磁鋼高密度面端，可極大提高低頻瞬態(tài)指標。
本人曾于1998年9月5日和1999年4月17日分別就全耦合對稱磁場結(jié)構(gòu)申請了專利，專利申請?zhí)柗謩e為98229472.7和99114798.7，該申請中穩(wěn)定校正磁鋼為實心或空心圓柱結(jié)構(gòu)。本實用新型是在前者基礎上的補充，改變穩(wěn)定校正磁鋼的結(jié)構(gòu)，化整為零。
本實用新型具有以下優(yōu)點1.在原有主磁場結(jié)構(gòu)基礎上外加至少兩個以主磁鋼中心軸為中心且對稱或近似對稱設置的穩(wěn)定校正磁鋼。這種結(jié)構(gòu)可減少采用電阻率為零的釹鐵硼磁體所產(chǎn)生的渦流。穩(wěn)定校正磁鋼的總磁場強度為主磁鋼低密度面磁場強度的1/2-1/11，并通過對穩(wěn)定校正磁鋼至主磁鋼中心軸的距離進行限定，從而加強了主磁鋼同穩(wěn)定校正磁鋼的磁場密切耦合，使極靴間隙磁場為勻強磁場并有最佳的磁力線分布。對稱或近似對稱分布的穩(wěn)定校正磁鋼的重要作用有兩方面一是穩(wěn)定并校正T鐵或連體鐵罩對主磁場單極磁力線的傳導，并有最佳的磁力線分布，顯著降低它們因自身磁阻過大而對主磁場傳導變小的影響。二是準確校正主磁鋼單極磁場強度，使極靴間隙磁場為勻強磁場。這樣能顯著降低揚聲器、耳機和話筒的瞬態(tài)失真、互調(diào)失真、相位失真或諧波失真，消除了它們頻響曲線中凹谷，使之變得平直并擴大有效頻響范圍，從而使揚聲器、耳機、話筒品質(zhì)易于控制，并顯著提高其電聲性能指標、頻率指向性和主磁鋼磁場利用率，明顯提高電聲換能設備的靈敏度，能很好解決高靈敏度與高音質(zhì)不相協(xié)調(diào)一致的問題，適合于大批量工業(yè)化生產(chǎn)。
2.電動式話筒采用此種結(jié)構(gòu)形式后，各頻率指向性得到極大改善，頻段指向圖形大致相當，能夠達到優(yōu)質(zhì)電容式話筒的電聲指標和音色，可大量用于錄音棚等高要求的場合。
3.這種結(jié)構(gòu)形式對于各種檔次音箱，可使其分頻線路(無源分頻)變得簡單，大大降低音箱的設計及其生產(chǎn)成本，例如可用結(jié)構(gòu)簡單的平底T鐵代替錐形T鐵；新增設的穩(wěn)定校正磁鋼相當于增加了主磁鋼的厚度，使單個音箱的功率增大，從而減少音箱的使用個數(shù)。
4.采用此種結(jié)構(gòu)形式還易于控制音箱各揚聲器的相位，使音箱放聲的音場寬闊、音樂的細節(jié)以及透明度表現(xiàn)力增強、樂器和人聲定位性好。
5.本耦合磁場結(jié)構(gòu)形式允許揚聲器主磁鋼厚度進一步增大特別適用于生產(chǎn)長沖程大功率的家用和專業(yè)各種口徑的低頻揚聲器，對于音箱小型化具有重大意義。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步說明。


圖1為揚聲器耦合全對稱磁場結(jié)構(gòu)橫截面結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本實用新型另一種結(jié)構(gòu)的橫截面結(jié)構(gòu)圖。
圖3為圖1所示結(jié)構(gòu)圖沿A-A線的剖視圖。
圖4為防磁式揚聲器耦合全對稱磁場結(jié)構(gòu)。
圖5為普通話筒耦合全對稱磁場結(jié)構(gòu)圖。
圖6為分體式揚聲器耦合全對稱磁揚結(jié)構(gòu)圖。
如圖1所示，主磁鋼3的低密度面底面粘接有與主磁鋼3相對的四個實心圓柱穩(wěn)定校正磁鋼4。這些穩(wěn)定校正磁鋼4以主磁鋼中心軸11為中心呈對稱分布，其連線呈正方形。除實心圓柱形結(jié)構(gòu)外，穩(wěn)定校正磁鋼也可是圓環(huán)、半圓環(huán)或其它任何形狀。
除此以外，也可在主磁場結(jié)構(gòu)底部設置一中心與主磁鋼中心軸11重合的穩(wěn)定校正磁鋼4，如圖2所示，該穩(wěn)定校正磁鋼4為實心圓柱結(jié)構(gòu)，其半徑小于周圍六個中心未與主磁鋼中心軸11重合且相對于主磁鋼中心軸11呈軸對稱設置的半圓環(huán)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定校正磁鋼4至中心軸的最小距離。半圓環(huán)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定校正磁鋼4至中心軸11距離的最大值等于主磁鋼3內(nèi)徑值的80％。其總磁場強度是主磁鋼3低密度面磁場強度的1/6。
圖1沿A-A線的剖視圖參見圖3，主磁鋼3的一端為N極鐵板1，另一端為S極T鐵2，N極鐵板1與S極T鐵2之間設音圈5。由于一般磁鋼的N極和S極磁場均不對稱，本主磁鋼3的高密度面在上，為N極，低密度面在下為S極。主磁鋼3的低密度面底面粘接有與主磁鋼3相對的四個實心圓柱形穩(wěn)定校正磁鋼4。這四個穩(wěn)定校正磁鋼所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)是以主磁鋼中心軸11為中心的對稱結(jié)構(gòu)。主磁鋼3與各穩(wěn)定校正磁鋼4相接近端同為S極。穩(wěn)定校正磁鋼4至主磁鋼中心軸11的距離最大值為主磁鋼3內(nèi)徑值的105％，最小值為S極T鐵柱蕊10直徑值的75％，使穩(wěn)定校正磁鋼4與主磁鋼3密切耦合。穩(wěn)定校正磁鋼4的總磁場強度是主磁鋼3低密度面磁場強度的1/8，在N極鐵板1與S極T鐵2之間形成極靴間隙勻強磁場9。本例中主磁鋼也可是低密度面在上，為N極，高密度面在下，為S極，穩(wěn)定校正磁鋼的總磁場強度為主磁鋼低密度面磁場強度的1/5。
如圖4所示為防磁式揚聲器耦合全對稱磁場結(jié)構(gòu)，磁屏蔽罩7內(nèi)裝有主磁鋼3，主磁鋼3一端為N極鐵板1，另一端為S極T鐵2，主磁鋼3的高密度面在上，為N極，低密度面在下，為S極。N極鐵板1與S極T鐵2之間設音圈5，S極T體2另一面與主磁鋼3對應設防磁磁鋼8。兩個半圓環(huán)形的穩(wěn)定校正磁鋼4粘接于主磁鋼3低密度面底部，與主磁鋼3相對，并以主磁鋼中心軸11為中心呈近似對稱分布，各穩(wěn)定校正磁鋼4與主磁鋼3相近端同為S極。穩(wěn)定校正磁鋼4至主磁鋼3中心軸11距離的最大值為主磁鋼3內(nèi)徑值的90％，最小值等于T鐵柱蕊直徑的75％，使兩者密切耦合。兩個穩(wěn)定校正磁鋼4的總磁場強度是主磁鋼低密度面磁場強度的1/7，在N極鐵板1與S極T鐵2之間形成極靴間隙勻強磁場9。本例中主磁鋼也可是低密度面在上，為N極，高密度面在下，為S極，穩(wěn)定校正磁鋼的總磁場強度為主磁鋼低密度面磁場強度的1/3。
圖5中，主磁鋼3一端為N極鐵板1，另一端為S極連體鐵罩6，音圈5置于N極鐵板1與S極連體鐵罩6之間。本主磁鋼的低密度面在上，為N極，高密度面在下，為S極。在主磁鋼3的高密度面的S極連體鐵罩6另一面與主磁鋼3相對設置有以主磁鋼中心軸11為中心且對稱放置的兩個實心圓柱穩(wěn)定校正磁鋼4，主磁鋼3與穩(wěn)定校正磁鋼4相近端極性同為S極。穩(wěn)定校正磁鋼4至主磁鋼3中心軸11的距離的最小值等于主磁鋼3的外徑值，其最大值等于S極連體鐵罩6圓環(huán)的外徑值，使兩者密切耦合。兩個穩(wěn)定校正磁鋼的總磁場強度是主磁鋼磁場強度的1/4，從而達到主磁鋼N、S極磁場強度平衡，這樣在N極鐵板1與S極連體鐵罩6之間形成極靴間隙勻強磁場9。該例中主磁鋼也可是高密度面在上，為N極，低密度面在下，為S極，穩(wěn)定校正磁鋼總磁場強度為主磁鋼低密度面磁場強度的1/5。
耳機的耦合全對稱磁場結(jié)構(gòu)與話筒相同。
此外，也可用至少兩個對稱設置的磁鋼代替現(xiàn)有的單個空心圓柱形結(jié)構(gòu)的主磁鋼，如圖6所示。圖中主磁鋼3由以中心軸11為中心且對稱分布的多個實心圓柱結(jié)構(gòu)的磁鋼構(gòu)成，在主磁場結(jié)構(gòu)底部與主磁鋼相應位置設置穩(wěn)定校正磁鋼3，該穩(wěn)定校正磁鋼4以中心軸11為中心呈對稱或近似對稱分布。穩(wěn)定校正磁鋼4至中心軸11的距離及總磁場強度均滿足前述要求。
權(quán)利要求1.電聲換能設備耦合全對稱磁場結(jié)構(gòu)，包括由主磁鋼、音圈、鐵板、T鐵或連體鐵罩形成的主磁場結(jié)構(gòu)，其特征在于主磁場結(jié)構(gòu)外與主磁鋼對應設置至少兩個穩(wěn)定校正磁鋼，所述穩(wěn)定校正磁鋼以主磁鋼中心軸為中心呈對稱或近似對稱設置，主磁鋼與各穩(wěn)定校正磁鋼相接近端極性相同，主磁鋼與穩(wěn)定校正磁鋼的磁場密切耦合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電聲換能設備耦合全對稱磁場結(jié)構(gòu)，其特征在于主磁場結(jié)構(gòu)底部與主磁鋼相對的位置設有至少兩個以主磁鋼中心軸為中心且對稱或近似對稱放置的穩(wěn)定校正磁鋼，穩(wěn)定校正磁鋼至主磁鋼中心軸距離的最大值為主磁鋼內(nèi)徑值的60-125％，與主磁鋼中心軸不重合的穩(wěn)定校正磁鋼至主磁鋼中心軸距離的最小值為T鐵柱蕊直徑值的30-125％；單個穩(wěn)定校正磁鋼的中心也可與主磁鋼中心軸重合，該穩(wěn)定校正磁鋼中心至其邊沿的最大值小于與主磁鋼中心軸不重合的穩(wěn)定校正磁鋼至主磁鋼中心軸的最小距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電聲換能設備耦合全對稱磁場結(jié)構(gòu)，其特征在于主磁場結(jié)構(gòu)底部與主磁鋼相對設有至少兩個以主磁鋼中心軸為中心且對稱或近似對稱放置的穩(wěn)定校正磁鋼，所述穩(wěn)定校正磁鋼至主磁鋼中心軸距離的最小值為主磁鋼外徑值的60-125％。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電聲換能設備耦合全對稱磁場結(jié)構(gòu)，其特征在于穩(wěn)定校正磁鋼的總磁場強度是主磁鋼低密度面磁場強度的1/2-1/11。
專利摘要本實用新型涉及電聲設備中的耦合全對稱磁場結(jié)構(gòu),包括由主磁鋼、音圈、鐵板、T鐵或連體鐵罩形成的主磁場結(jié)構(gòu),主磁場結(jié)構(gòu)外與主磁鋼對應設置至少兩個以主磁鋼中心軸為中心呈對稱或近似對稱分布的穩(wěn)定校正磁鋼,使主磁鋼與穩(wěn)定校正磁鋼的磁場密切耦合。能顯著改善電聲換能設備互調(diào)失真、瞬態(tài)失真、諧波失真、相位失真,擴大有效頻響并消除頻響曲線中的凹谷,顯著提高電聲換能設備的品質(zhì)。
文檔編號H04R11/00GK2387688SQ9923181
公開日2000年7月12日 申請日期1999年6月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月7日
發(fā)明者吳紅兵 申請人:吳紅兵