專利名稱：一種采用新型約束方式的壓電揚(yáng)聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于揚(yáng)聲器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種采用新型約束方式的壓電揚(yáng)聲 器。
背景技術(shù)：
壓電揚(yáng)聲器相對(duì)于傳統(tǒng)動(dòng)圈式揚(yáng)聲器，具有小、薄、輕的特點(diǎn)，在當(dāng)今器件小型化 的趨勢(shì)下，具有極其光明的前景與未來。 壓電揚(yáng)聲器的性能通過測(cè)量器件的聲壓級(jí)曲線(聲壓-頻率的對(duì)數(shù)曲線)可以獲 得，其中有幾個(gè)重要的指標(biāo)要求第一階彎曲振動(dòng)的諧振頻率盡量低，保障揚(yáng)聲器低頻音質(zhì) 好；加載同樣的電壓時(shí)，聲壓級(jí)曲線盡量高，保障揚(yáng)聲器音量高；聲壓-頻率曲線盡量平緩、 波動(dòng)小，保障揚(yáng)聲器高低音音質(zhì)倶佳。 與傳統(tǒng)的動(dòng)圈揚(yáng)聲器相比，壓電揚(yáng)聲器有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)(l)結(jié)構(gòu)中不需要磁
鐵，無干擾；(2)厚度薄，可安裝于更為狹小的空間中；(3)重量小，比傳統(tǒng)的動(dòng)圈揚(yáng)聲器輕
50%-80%;(4)功耗低，一般小于15mW，大大延長了器件的電池壽命；(5)聲學(xué)設(shè)計(jì)簡單，背
面只需很少空間，不需要對(duì)于動(dòng)圈揚(yáng)聲器所必須的用于提高聲壓級(jí)的空腔。 在相比于傳統(tǒng)揚(yáng)聲器具備很大優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，普通壓電揚(yáng)聲器也存在一些缺點(diǎn)。例
如，壓電揚(yáng)聲器第一階諧振頻率較高，低頻特性稍差。這主要跟壓電陶瓷的尺寸和約束方式
相關(guān)。目前已經(jīng)出現(xiàn)的壓電揚(yáng)聲器的壓電陶瓷多采用邊框固支(約束壓電陶瓷片邊沿的三
個(gè)移動(dòng)自由度)、簡支(僅約束陶瓷片厚度方向的一個(gè)移動(dòng)自由度)等方式。但是對(duì)于本來
成本、利潤就不高，體積很小的壓電揚(yáng)聲器，邊框無疑會(huì)大大增加成本，占用空間，而且利用
邊框約束振膜對(duì)振膜的固有頻率會(huì)有一定影響，進(jìn)而影響壓電揚(yáng)聲器的性能指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種具有新型固定約束方式，使諧振頻率降低、低頻特 性改善的壓電揚(yáng)聲器，包括振膜，粘結(jié)在振膜上的壓電陶瓷片，陶瓷片表面的電極，約束振 膜或壓電陶瓷片的約束元件，其特征在于，約束元件約束振膜一個(gè)非邊沿的一點(diǎn)或多點(diǎn)的 法向自由度或三個(gè)正交移動(dòng)自由度。 所述約束元件約束振膜一個(gè)或兩個(gè)非邊沿且非中心的一點(diǎn)或多點(diǎn)。 所述約束元件約束壓電陶瓷片與振膜非接觸的表面上非邊沿的一點(diǎn)或多點(diǎn)。 所述壓電陶瓷片為方形或圓形。 所述振膜為方形或圓形。 本實(shí)用新型的有益效果為本新型壓電揚(yáng)聲器采用中間悍點(diǎn)固定方式，去掉了傳 統(tǒng)揚(yáng)聲器的外框結(jié)構(gòu)，去掉了振膜與外框之間的邊界支撐條件，在改善傳統(tǒng)壓電揚(yáng)聲器的 低頻諧振特性的同時(shí)，極大降低了揚(yáng)聲器的制造成本，安裝更為方便，而且其它小尺寸電子 元器件可以嵌在揚(yáng)聲器背腔下面，節(jié)約了空間。
圖la為本實(shí)用新型實(shí)施例1的正視圖； 圖lb為本實(shí)用新型實(shí)施例1的俯視圖； 圖lc為本實(shí)用新型實(shí)施例1的等軸側(cè)視圖； 圖2為中心約束與四邊固支約束的聲壓級(jí)曲線比較； 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2的俯視圖； 圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例3的俯視圖； 圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例4的俯視圖； 圖6a為本實(shí)用新型實(shí)施例5的正視圖； 圖6b為本實(shí)用新型實(shí)施例5的俯視圖。 圖中標(biāo)號(hào) la-正電極；lb-負(fù)電極；2-壓電陶瓷片；3-振膜；4-約束元件。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供了一種采用新型約束方式的壓電揚(yáng)聲器，下面通過附圖說明和具
體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1 : 實(shí)施例1中，正電極la和負(fù)電極lb為銀，分別鍍于壓電陶瓷片2的上、下表面，而 陶瓷片2的下表面粘結(jié)于振膜3的上表面，振膜3由其底面中部的約束元件4以焊接方式 固定約束。 在本實(shí)用新型的實(shí)施例l(圖la至圖lc)中，方形單層壓電陶瓷片2的 尺寸為18mmX 18mmX0. 12mm(長X寬X厚度)，方形不銹鋼振膜3的尺寸為 23mmX 23mmX0. 08mm(長X寬X厚度)，振膜3下表面中心簡支，壓電陶瓷片2上下表面 涂有面電極，上表面加5V掃頻信號(hào)(0 12000HZ)，下表面接地。利用ANSYS仿真，取得距 振膜3下表面中心法向距離為31. 6mm處的聲壓級(jí)數(shù)據(jù)，在MATLAB中繪圖并與另外幾種相 同尺寸和電壓的情況的聲壓級(jí)數(shù)據(jù)對(duì)比，如圖2所示。 從圖2可以看出，本實(shí)用新型的實(shí)施例1的諧振頻率相比四邊簡支情況下的諧振 頻率減小IOOHZ左右，僅為大約IIOOHZ。而此實(shí)施例的聲壓級(jí)與對(duì)應(yīng)的四邊簡支約束情況 下的聲壓級(jí)相比差別不大。另外，從圖2還可以看出，在較小的范圍內(nèi)，中間簡支面積越大， 聲壓級(jí)越高，但變化幅度不大。而在中間約束的情況下，簡支和固支對(duì)聲壓級(jí)幾乎沒有影 響。以上這些分析對(duì)實(shí)際應(yīng)用有重要的指導(dǎo)作用，并可以得出本實(shí)用新型確實(shí)能降低壓電 揚(yáng)聲器的諧振頻率，同時(shí)對(duì)聲壓級(jí)沒有大的影響的結(jié)論。 實(shí)施例2 : 實(shí)施例2的特別之處在于，兩塊方形壓電陶瓷片2分別粘結(jié)于振膜3的上、下表 面，且約束元件4約束任一壓電陶瓷片2與振膜3非接觸面的中心。兩塊壓電陶瓷片2的 結(jié)構(gòu)及其表面電極與實(shí)施例1相同，結(jié)構(gòu)圖參見圖3。 實(shí)施例3 實(shí)施例3的特別之處在于，兩塊方形陶瓷片2分別粘結(jié)于振膜3的上、下表面，且 約束元件4分別約束兩塊壓電陶瓷片2與振膜3非接觸面的中心。兩塊壓電陶瓷片2的結(jié)構(gòu)及其表面電極與實(shí)施例1相同，結(jié)構(gòu)圖參見圖4。 實(shí)施例4 實(shí)施例4的特別之處在于，方形壓電陶瓷片2粘結(jié)于振膜3的上表面，且約束元件 4約束壓電陶瓷片2與振膜3非接觸面的中心以及振膜3下表面的中心，壓電陶瓷片2的結(jié) 構(gòu)及其表面電極與實(shí)施例1相同，結(jié)構(gòu)圖參見圖5。 實(shí)施例5 實(shí)施例5的特別之處在于，振膜3和壓電陶瓷片2軸向截面均為圓形，其他部分與 實(shí)施例1相同，結(jié)構(gòu)圖參見圖6a和圖6b。 需要說明的是，以上實(shí)施例僅僅是為了方便了解本實(shí)用新型而列舉的幾個(gè)較優(yōu)實(shí) 施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可在權(quán)利要求范圍內(nèi)做出任意修改。
權(quán)利要求一種采用新型約束方式的壓電揚(yáng)聲器，包括振膜(3)，粘結(jié)在振膜(3)上的壓電陶瓷片(2)，陶瓷片表面的正負(fù)電極，約束振膜(3)或壓電陶瓷片(2)的約束元件(4)，其特征在于，約束元件(4)約束振膜(3)非邊沿的一點(diǎn)或多點(diǎn)的法向自由度或三個(gè)正交移動(dòng)自由度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用新型約束方式的壓電揚(yáng)聲器，其特征在于，所述約 束元件(4)約束振膜(3) —個(gè)或兩個(gè)非邊沿且非中心的一點(diǎn)或多點(diǎn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用新型約束方式的壓電揚(yáng)聲器，其特征在于，所述約 束元件(4)約束壓電陶瓷片(2)與振膜(3)非接觸的表面上非邊沿的一點(diǎn)或多點(diǎn)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用新型約束方式的壓電揚(yáng)聲器，其特征在于，所述壓 電陶瓷片(3)為方形或圓形。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用新型約束方式的壓電揚(yáng)聲器，其特征在于，所述振 膜(3)為方形或圓形。
專利摘要本實(shí)用新型屬于揚(yáng)聲器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種采用新型約束方式的壓電揚(yáng)聲器。約束元件約束振膜非邊沿的一點(diǎn)或多點(diǎn)，或者約束壓電陶瓷片與振膜非接觸的表面上非邊沿的一點(diǎn)或多點(diǎn)。本新型壓電揚(yáng)聲器采用中間悍點(diǎn)固定方式，去掉了傳統(tǒng)揚(yáng)聲器的外框結(jié)構(gòu)，去掉了振膜與外框之間的邊界支撐條件，在改善傳統(tǒng)壓電揚(yáng)聲器的低頻諧振特性的同時(shí)，極大降低了揚(yáng)聲器的制造成本，安裝更為方便，而且其它小尺寸電子元器件可以嵌在揚(yáng)聲器背腔下面，節(jié)約了空間。
文檔編號(hào)H04R17/00GK201467436SQ20092011060
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月30日
發(fā)明者褚祥誠 申請(qǐng)人:清華大學(xué)