專利名稱：一種平板靜電揚(yáng)聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電聲器材的設(shè)計(jì)和制造，尤其是一種高保真高靈敏度靜電揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)和制造。
背景技術(shù)：
靜電楊聲器是一種能產(chǎn)生高質(zhì)量音頻回放的電聲兀件。其發(fā)聲機(jī)理是由兩塊平行 的極板，在極板的中間平行的施加一層一般是由聚合材料構(gòu)成的可極化的振膜。當(dāng)在兩塊極板上施加峰峰值為數(shù)千伏的音頻電壓時，該音頻電壓形成的交變靜電場力將推動經(jīng)極化的振膜振動發(fā)聲，完成電聲的轉(zhuǎn)換。因振膜的質(zhì)量極輕，一般情況下等同于數(shù)毫米厚度的空氣層的質(zhì)量，靜電揚(yáng)聲器能以極小的失真再現(xiàn)音頻信號。其真實(shí)復(fù)現(xiàn)音頻信號的能力是電動式揚(yáng)聲器所無法比擬的。一只理想的靜電揚(yáng)聲器，要能在兩片極板之間生成足夠強(qiáng)的靜電場讓振膜產(chǎn)生足夠的推力和振幅來推動盡量多的空氣流動量以提高發(fā)聲強(qiáng)度，這就要求極板導(dǎo)電的面積盡量大。同時前后極板又要能夠讓振膜振動時推動的空氣以盡量小的阻力通過以增強(qiáng)極板的透聲性，這要求極板有較大的開口率和較小的聲阻。因此靜電揚(yáng)聲器的極板一般是由沖有細(xì)小圓孔或蜂巢狀孔的金屬板經(jīng)絕緣途布構(gòu)成(如Martin Logan, Final Sound, etc),或帶細(xì)小網(wǎng)孔的環(huán)氧布基敷銅板加絕緣層構(gòu)成的(如QUAD)。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題現(xiàn)有的技術(shù)最大的缺限是不能以理想的響度產(chǎn)生高質(zhì)量的音頻回放，從而由靜電揚(yáng)聲器構(gòu)成的音頻回放系統(tǒng)需要通過較大的極板面積來達(dá)到實(shí)用的聲壓水平。這增加了制造的困難，使得靜電揚(yáng)聲器的價格居高不下，也使得靜電揚(yáng)聲器的體積龐大，限制了它的應(yīng)用。技術(shù)方案本實(shí)用新型提供了一種基于子窗口陣列原理設(shè)計(jì)的極板。該發(fā)明利用了靜電場在導(dǎo)體的邊緣增強(qiáng)的特性來維持和增強(qiáng)子窗口施加到振膜上的平均靜電場強(qiáng)，通過采用子窗口陣列增加振膜兩側(cè)的空氣流通量以減小振膜推動空氣的阻力，從而使得振膜能在相同靜電力的作用下推動更多的空氣量而提高發(fā)聲強(qiáng)度。而喇叭型子窗口開口的結(jié)構(gòu)更加減小了振膜發(fā)聲時的氣流噪聲。本實(shí)用新型的平板靜電揚(yáng)聲器包括前極板、后極板和位于前極板、后極板之間的振膜；該極板是由具有外框架包圍的由若干個子窗口與柵條相間形成的陣列板組成的一體化極板；在該極板面向振膜的一面覆蓋有由一層導(dǎo)電層和一層或多層覆蓋導(dǎo)電層上的絕緣層；或極板材料為導(dǎo)電材料構(gòu)成，其上覆蓋絕緣層；前極板上所有的子窗口與后極板上相對應(yīng)的子窗口鏡像對稱，即前極板和后極板上的子窗口在振膜的兩面相互對齊；振膜需固定在其中的一塊極板的外框架上；前極板和后極板在振膜的兩面相對應(yīng)的位置上的子窗口形狀對應(yīng)一致，但該子窗口向前和向后即向外的喇機(jī)形開口方式可一樣或不一樣，來對向前和向后發(fā)射的聲波的指向性作不同的設(shè)定。所述的前極板和后極板的平面外形是多邊形、圓形或其他不規(guī)則或不對稱形狀。該靜電揚(yáng)聲器的前極板、后極板的每個子窗ロ在朝向振膜的一面即設(shè)有導(dǎo)電層的一面上，子窗ロ開ロ的長至少是其開ロ最寬處的兩倍以上，即子窗ロ的基本型狀總是長條形的。每個子窗ロ的開ロ形狀包括互為平行的兩組直線構(gòu)成的長方形或由數(shù)條弧線構(gòu)成的長條形窗ロ，或長條形窗ロ為C形、S形或其他不規(guī)則曲形。每個子窗ロ的開ロ深度H即該處極板的厚度大于2毫米，并小于該子窗ロ在極板設(shè)有導(dǎo)電層的一面上開ロ的最寬處寬度的兩倍。所述的姆個子窗ロ在極板設(shè)有導(dǎo)電層的一面上開ロ的最大寬度W大于2毫米,小于12毫米。 所述極板上的每個子窗ロ尺寸是等寬度的長條形，或是不等寬度的長條形，對于不等寬度的長條形窗ロ，在極板設(shè)有導(dǎo)電層的一面上，是ー頭寬ー頭窄，或是兩頭窄中間寬或兩頭寬中間窄的形式。在前極板、后極板中，在每兩個相鄰的子窗ロ之間，是由極板材料構(gòu)成的柵條；在柵條面向振膜的一面，除整個極板的外圍框架外，是在同一平面上，非面向振膜面是平面、曲面、V型、U型溝槽或高低臺面。構(gòu)成的靜電揚(yáng)聲器的前極板、后極板，除整個極板的外圍框架外的部分外，所有子窗ロ在朝向振膜的一面上的所有子窗ロ的面積相加的總和，大于極板的除外圍框架外的總面積的25%，小于極板的除外圍框架外的總面積的80%。寬度小于正常寬度百分之五十部分的窗ロ長度與窗ロ總長的關(guān)系3X (L1+L2) くし有益效果采用由子窗ロ陣列方法的極板構(gòu)成的靜電揚(yáng)聲器，相對于普通細(xì)孔結(jié)構(gòu)的極板，其単位振膜面積的發(fā)聲強(qiáng)度大大提高，氣流通過子窗ロ型成的氣流噪聲大大降低。子窗ロ陣列可以按線性方式排列，也可按特定的對稱或非対稱的方式排列以形成較美觀的特定外觀以增強(qiáng)產(chǎn)品的美學(xué)特征或符合其他功能性的要求。這樣構(gòu)成的靜電揚(yáng)聲器，可以用較小的尺寸得到較高的發(fā)聲強(qiáng)度，其回放的聲音清晰度也因氣流噪聲的減小和振膜附加阻力的降低而提高。

圖I是本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖。其中有靜電揚(yáng)聲器前極板al、靜電揚(yáng)聲器后極板a2、振膜a3、高壓發(fā)生器HV模塊a4、音頻升壓變壓器a5、音頻功率放大器a6;圖2是本實(shí)用新型的權(quán)利要求I所述的靜電楊聲器前，后極板裝配后的斷面示意圖；圖3是本實(shí)用新型的權(quán)利要求2所述的極板外框型狀為矩形情況時的示意圖；圖4是本實(shí)用新型的權(quán)利要求2所述的極板外框型狀為五邊形異型情況時的示意圖；圖5是本實(shí)用新型的權(quán)利要求2所述的極板外框型狀為橢圓形異型情況時的示意圖；圖6是本實(shí)用新型的權(quán)利要求2所述的極板外框型狀為不等邊四邊形異型情況時的不意圖；[0023]圖7是本實(shí)用新型的權(quán)利要求3所述的極板子窗ロ型狀可以為長方形時的示意圖；圖8是本實(shí)用新型的權(quán)利要求3所述的極板子窗ロ型狀可以為不規(guī)則長條形時的示意圖；圖9是本實(shí)用新型的權(quán)利要求3所述的極板子窗ロ型狀可以為C形時的示意圖；圖10是本實(shí)用新型的權(quán)利要求3所述的極板子窗ロ型狀可以為S形時的示意圖；圖11是本實(shí)用新型的權(quán)利要求3所述的極板子窗ロ型狀可以為不規(guī)則曲尺形時的不意圖；圖12是本實(shí)用新型的權(quán)利要求4和5所述的極板子窗ロ的開ロ寬度，窗ロ深度及 子窗ロ與振膜位置的關(guān)系的示意圖；圖13是本實(shí)用新型的權(quán)利要求6所述的極板子窗ロ的開ロ在一端或兩端可以是不等寬的情況時的示意圖；圖14是本實(shí)用新型的權(quán)利要求7所述的極板子窗ロ的開ロ為從內(nèi)到外為平行開ロ時的不意圖；圖15是本實(shí)用新型的權(quán)利要求7所述的極板子窗ロ的開ロ為從內(nèi)到外為梯形開ロ時的不意圖；圖16是本實(shí)用新型的權(quán)利要求7所述的極板子窗ロ的開ロ為從內(nèi)到外為漸開曲線開ロ時的示意圖；圖17是本實(shí)用新型的權(quán)利要求7所述的極板子窗ロ的開ロ為從內(nèi)到外為平行開ロ，子窗ロ間隔柵條為V型槽的示意圖；圖18是本實(shí)用新型的權(quán)利要求7所述的極板子窗ロ的開ロ為從內(nèi)到外為平行開ロ，子窗ロ間隔柵條可以為梯型凸臺的示意圖；圖19是本實(shí)用新型的權(quán)利要求7所述的極板子窗ロ的開ロ為從內(nèi)到外為平行開ロ，子窗ロ間隔柵條可以為T型凸臺的示意圖；以上的圖中有前極板al、后極板a2、振膜a3、高壓發(fā)生器HV模塊a4、音頻升壓變壓器a5、音頻功率放大器a6、外框架I、子窗ロ 2、柵條3、振膜4、矩形極板5、五邊形極板6、橢圓形極板7、不等邊四邊形極板8、長方形開ロ長邊9、長方形開ロ寬邊10、長方形窗ロ 11、長條形窗ロ 12、C形窗ロ 13、S形窗ロ 14、不規(guī)則曲尺形窗ロ 15、極板子窗ロ寬度16、極板子窗ロ深度17、端頭18、極板子窗ロ的開ロ長度19、平行開ロ 20、梯形開ロ 21、漸開曲線開ロ 22、V型槽開ロ 23、梯型凸臺開ロ 24、T型凸臺開ロ 25。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型構(gòu)造的靜電揚(yáng)聲器由以下幾部分組成1，靜電揚(yáng)聲器前極板al、靜電揚(yáng)聲器后極板a2 :該極板由塑料或其它絕緣、非絕緣材料按本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的含子窗ロ的板框構(gòu)成。如材料是由非絕緣體構(gòu)成，表面需涂度一層能耐3-5千伏的絕緣層，在極板的邊緣需通過接線柱與升壓變壓器的一端連接。如極板材料是由絕緣體構(gòu)成，在極板朝向振膜a3的一面需涂鍍ー層導(dǎo)電層，導(dǎo)電層上再加ー層能耐3-5千伏的絕緣層，涂鍍的導(dǎo)電層需通過接線柱與升壓變壓器的一端連接。2，極化的振膜a3:該振膜表層需經(jīng)極化處理以形成高阻抗的表面。該振膜經(jīng)拉伸繃緊后用膠貼到靜電揚(yáng)聲器前極板al的外框上。再將另ー塊極板朝向振膜的一面朝向振膜平行對齊，固定成ー個整體。在裝配成一塊完整的發(fā)聲板后，兩塊極板把振膜平行的固定在中間，并保證振膜與兩塊極板的中間區(qū)域有等間隔的氣隙。該氣隙讓振膜在正常發(fā)聲振動時不會碰到兩邊的極板。該極化的振膜亦需通過接線柱與高壓發(fā)生器HV模塊a4的輸出端聯(lián)接，給振膜提供極化電壓。3，高壓發(fā)生器HV模塊a4:高壓發(fā)生器能產(chǎn)生按設(shè)計(jì)要求的直流高壓電壓為振膜提供極化電壓。 4，音頻升壓變壓器a5:音頻升壓變壓器能把音頻功率放大器a6輸出的音頻(音樂)信號從幾十伏的峰峰值交變信號升高到幾千伏的峰峰值的交變電壓信號。該高壓交變電壓信號分別施加到靜電揚(yáng)聲器前極板al、靜電揚(yáng)聲器后極板a2上。在靜電楊聲器工作時，音頻升壓變壓器a5輸出的高壓交變電壓信號施加到靜電揚(yáng)聲器前極板al、靜電揚(yáng)聲器后極板a2上,能在兩片極板之間的氣隙中產(chǎn)生隨音樂信號變化的交變靜電場。夾在該氣隙中的經(jīng)極化的振膜受靜電力的推動作用在兩片極板之間的氣隙中按靜電場カ的變化而振動，推動空氣的運(yùn)動而發(fā)聲。最終完成電聲的轉(zhuǎn)換。具體結(jié)構(gòu)為該靜電揚(yáng)聲器包括前極板al、后極板a2和位于前極板al、后極板a2之間的振膜a3 ;該極板是由具有外框架I包圍的由若干個子窗ロ 2與柵條3相間形成的陣列板組成的一體化極板；在該極板面向振膜3的一面覆蓋有由一層導(dǎo)電層和ー層或多層覆蓋導(dǎo)電層上的絕緣層；或極板材料為導(dǎo)電材料構(gòu)成，其上覆蓋絕緣層；前極板al上所有的子窗ロ 2與后極板a2上相對應(yīng)的子窗ロ 2鏡像對稱，即前極板al和后極板a2上的子窗ロ 2在振膜4的兩面相互對齊；振膜4需固定在其中的ー塊極板的外框架I上；前極板al和后極板a2在振膜4的兩面相對應(yīng)的位置上的子窗ロ 2形狀對應(yīng)一致，但該子窗ロ 2向前和向后即向外的喇叭形開ロ方式可ー樣或不一樣，來對向前和向后發(fā)射的聲波的指向性作不同的設(shè)定。所述的前極板al和后極板a2的平面外形是多邊形、圓形或其他不規(guī)則或不對稱形狀；如可以是矩形極板5，五邊形極板6，橢圓型極板7，不等邊四邊形極板8。該靜電揚(yáng)聲器的前極板al、后極板a2上的每個子窗ロ在朝向振膜a3的一面即設(shè)有導(dǎo)電層的一面上，子窗ロ 2開ロ的長方形開ロ長邊9至少是長方形開ロ寬邊10的兩倍以上，即子窗ロ 2的基本型狀總是長條形的；每個子窗ロ 2的開ロ形狀可以是互為平行的兩組直線構(gòu)成的長方形窗ロ 11或由數(shù)條弧線構(gòu)成的長條形窗ロ 12，或長條形窗ロ為C形窗ロ13、S形窗ロ 14或其他不規(guī)則曲尺形窗ロ 15。極板上每個極板子窗ロ 2的深度17即該處極板的厚度大于2毫米，并小于該子窗ロ在極板設(shè)有導(dǎo)電層的一面上開ロ的最寬處的極板子窗ロ寬度16W的兩倍。所述的姆個子窗ロ 2在極板設(shè)有導(dǎo)電層的一面上開ロ的最大極板子窗ロ寬度16W大于2毫米，小于12毫米。所述極板上的每個子窗ロ 2的尺寸是等寬度的長條形，或是不等寬度的長條形，對于不等寬度的長條形窗ロ，在極板設(shè)有導(dǎo)電層的一面上，端頭18處長度分別為LI和/或L2的部分是該窗ロ寬度小于等于中間最寬處的百分之五十的部分，端頭18所占的總長度L1+L2與極板子窗ロ的開ロ長度19即L的關(guān)系須滿足3X (L1+L2)〈L。在前極板al、后極板a2中，在每兩個相鄰的子窗ロ 2之間，是由極板材料構(gòu)成的柵條3 ;在柵條3面向振膜4的一面，除整個極板的外框架Iタト，是在同一平面上，非面向振膜面的柵條3外向面可以是由平面、斜面、曲面、V型或U型溝槽或高低臺面構(gòu)成；即子窗ロ向外的開ロ可以是平行開ロ 20，梯形開ロ 21，漸開曲線開ロ 22，V型槽開ロ 23，梯型凸臺開ロ 24，T型凸臺開ロ 25。構(gòu)成的靜電揚(yáng)聲器的前極板al和后極板a2上，除整個極板的外框架I外的部分，在朝向振膜4的一面上的所有子窗ロ 2的窗ロ面積相加的總和，大于極板的除外框架I以外的總面積的25%，小于極板的除外框架I以外的總面積的80%。
權(quán)利要求1.ー種平板靜電揚(yáng)聲器，其特征在于該靜電揚(yáng)聲器包括前極板(al)、后極板(a2)和位于前極板(al)、后極板(a2)之間的振膜(a3);該極板是由具有外框架(I)包圍的由若干個子窗ロ(2)與柵條(3)相間形成的陣列板組成的一體化極板；在該極板面向振膜(3)的一面覆蓋有由一層導(dǎo)電層和ー層或多層覆蓋導(dǎo)電層上的絕緣層；或極板材料為導(dǎo)電材料構(gòu)成，其上覆蓋絕緣層；前極板(al)上所有的子窗ロ(2)與后極板(a2)上相對應(yīng)的子窗ロ(2)鏡像對稱，即前極板(al)和后極板(a2)上的子窗ロ(2)在振膜(4)的兩面相互對齊；振膜(4)需固定在其中的一塊極板的外框架(I)上；前極板(al)和后極板(a2)在振膜(4)的兩面相對應(yīng)的位置上的子窗ロ(2)形狀對應(yīng)一致，但該子窗ロ(2)向前和向后即向外的喇叭形開ロ方式可ー樣或不一樣，來對向前和向后發(fā)射的聲波的指向性作不同的設(shè)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的平板靜電揚(yáng)聲器，其特征在于所述的前極板(al)和后極板(a2)的平面外形是多邊形、圓形或其他不規(guī)則形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的平板靜電揚(yáng)聲器，其特征在于該靜電揚(yáng)聲器的前極板(al)、后極板(a2)上的每個子窗ロ在朝向振膜(a3)的一面即設(shè)有導(dǎo)電層的一面上，子窗ロ(2)開ロ的長方形開ロ長邊(9)至少是長方形開ロ寬邊(10)的兩倍以上；每個子窗ロ(2)的開ロ形狀可以是互為平行的兩組直線構(gòu)成的長方形窗ロ(11)或由數(shù)條弧線構(gòu)成的長條形窗ロ(12)，或長條形窗ロ為C形窗ロ(13)、S形窗ロ(14)或不規(guī)則曲尺形窗ロ(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的平板靜電揚(yáng)聲器，其特征在于極板上每個極板子窗ロ(2)的深度(17)即該處極板的厚度大于2毫米，并小于該子窗ロ在極板設(shè)有導(dǎo)電層的一面上開ロ的最寬處的極板子窗ロ寬度(16) W的兩倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平板靜電揚(yáng)聲器，其特征在于所述的每個子窗ロ(2)在極板設(shè)有導(dǎo)電層的一面上開ロ的最大極板子窗ロ寬度(16) W大于2毫米,小于12毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平板靜電揚(yáng)聲器，其特征在于所述極板上的每個子窗ロ(2)的尺寸是等寬度的長條形，或是不等寬度的長條形，對于不等寬度的長條形窗ロ，在極板設(shè)有導(dǎo)電層的一面上，端頭(18)處長度分別為LI和/或L2的部分是該窗ロ寬度小于等于中間最寬處的百分之五十的部分，端頭(18)所占的總長度L1+L2與極板子窗ロ的開ロ長度(19)即L的關(guān)系須滿足3X (L1+L2)〈L。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平板靜電揚(yáng)聲器，其特征在于在前極板(al)、后極板(a2)中，在每兩個相鄰的子窗ロ(2)之間，是由極板材料構(gòu)成的柵條(3);在柵條(3)面向振膜(4)的一面，除整個極板的外框架(I)タト，是在同一平面上，非面向振膜面的柵條(3)外向面可以是由平面(20)、斜面(21)、曲面(22)、V型或U型溝槽(23)或高低臺面(24)或(25)構(gòu)成；即子窗ロ向外的開ロ可以是平行開ロ(20)，梯形開ロ(21)，漸開曲線開ロ(22)，V型槽開ロ(23)，梯型凸臺開ロ(24)，T型凸臺開ロ(25)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的平板靜電揚(yáng)聲器，其特征在于構(gòu)成的靜電揚(yáng)聲器的前極板(al)和后極板(a2)上，除整個極板的外框架(I)外的部分，在朝向振膜(4)的一面上的所有子窗ロ(2)的窗ロ面積相加的總和，大于極板的除外框架(I)以外的總面積的25%,小于極板的除外框架(I)以外的總面積的80%。
專利摘要本實(shí)用新型的平板靜電揚(yáng)聲器包括前極板(a1)、后極板(a2)和位于前極板(a1)、后極板(a2)之間的振膜(a3)；該極板是由具有外框架(1)包圍的由若干個子窗口(2)與柵條(3)相間形成的陣列板組成的一體化極板；在該極板面向振膜(3)的一面覆蓋有由一層導(dǎo)電層和一層或多層覆蓋導(dǎo)電層上的絕緣層；或極板材料為導(dǎo)電材料構(gòu)成，其上覆蓋絕緣層；前極板(a1)上所有的子窗口(2)與后極板(a2)上相對應(yīng)的子窗口(2)鏡像對稱，即前極板(a1)和后極板(a2)上的子窗口(2)在振膜(4)的兩面相互對齊；振膜(4)需固定在其中的一塊極板的外框架(1)上；前極板(a1)和后極板(a2)在振膜(4)的兩面相對應(yīng)的位置上的子窗口(2)形狀對應(yīng)一致。
文檔編號H04R19/02GK202425036SQ20112045668
公開日2012年9月5日 申請日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者董斌, 過震 申請人:董斌