阅读说明：本技术 一种换能器 (Energy converter ) 是由 顾善勇 于 2020-06-29 设计创作，主要内容包括：公开了一种换能器,所述的换能器包括磁路系统、音圈、音圈骨架、盆架和悬片,音圈骨架由导电材料制成,将其设置在磁路系统形成的磁场中使其内部产生涡流,所述的涡流对系统造成电磁阻尼,通过使用不同形状和/或材料的音圈骨架使系统产生不同的电磁阻尼,进而调节系统的总阻尼,使换能器达到更优的信号输出质量。(The transducer comprises a magnetic circuit system, a voice coil framework, a basin frame and a suspension, wherein the voice coil framework is made of conductive materials and is arranged in a magnetic field formed by the magnetic circuit system to generate eddy currents inside the voice coil framework, the eddy currents cause electromagnetic damping to the system, the voice coil framework with different shapes and/or materials is used to generate different electromagnetic damping to the system, and then the total damping of the system is adjusted, so that the transducer achieves better signal output quality.)

一种换能器

技术领域

本发明涉及电声转换技术领域，具体涉及一种换能器。

背景技术

随着电子电器领域的发展，电声转换器作为电能和声能相互转化的装置越来越普及，人们对于电声转换器输出的声音信号质量要求日益提高。

现有的电声转换器中音圈骨架通常采用纸、塑料等材料制成。同时，电声转换器还面临阻尼不足的问题，由于阻尼不足导致无法对性能输出作大范围调节，导致输出的信号质量较低。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的在于提出一种以音圈骨架调节系统阻尼的换能器，使换能器的输出质量有所提高。

第一方面，本发明实施例提供了一种换能器，包括：

磁路系统，用于形成磁场；

音圈，设置在所述磁路系统形成的磁场中，被配置为受控振动；

音圈骨架，由导电材料制成，用于固定所述音圈；

盆架，用于固定所述音圈骨架；

悬片，与所述音圈骨架连接，被配置为受控振动；

所述音圈骨架的形状和/或材料被配置为在所述音圈振动时使得所述音圈骨架产生用于调节系统阻尼的涡流。

进一步地，所述音圈骨架设置为与所述音圈形状适配的闭合结构。

进一步地，所述音圈骨架的电阻被设置为与所述系统阻尼匹配。

进一步地，所述音圈骨架的截面形状被设置为使得所述音圈骨架具有预定的电阻；和/或

所述音圈骨架的尺寸被设置为使得所述音圈骨架具有预定的电阻；和/或

所述音圈骨架的材料被设置为使得所述音圈骨架具有预定的电阻。

进一步地，所述音圈骨架设置为闭合的金属环。

进一步地，所述音圈骨架上设置有用于调节所述音圈骨架的电阻的凹槽或切口。

进一步地，所述磁路系统包括：

至少一个磁铁；

顶片；

轭铁；

其中，所述磁铁、所述顶片和所述轭铁被配置为一起用于形成磁场。

进一步地，所述换能器还包括：

连接块，用于支撑所述换能器的内部结构。

进一步地，所述音圈设置为导电线圈，所述音圈的导电线圈被配置为通电后在所述磁路系统的磁场中振动。

进一步地，所述悬片具有镂空结构。

本发明实施例将由导电材料制成的音圈骨架设置在磁路系统形成的磁场中，通过使用不同形状和/或材料的音圈骨架使系统产生不同的电磁阻尼，进而调节系统的总阻尼，达到更优的信号输出质量。

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为本发明第一实施例的换能器的***图；

图2为本发明第一实施例的换能器的剖面图；

图3为本发明第二实施例的换能器的剖面图；

图4为本发明第三实施例的换能器的***图；

图5为本发明第三实施例的换能器的剖面图。

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，否则在说明书的“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，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，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。

图1-图2是本发明第一实施例的换能器的示意图。如图1所示，本实施例所述的换能器包括磁路系统1、音圈2、音圈骨架3、盆架4和悬片5。其中，磁路系统1用于形成磁场，音圈2与音圈骨架3固定连接且二者均由导电材料制成。音圈2设置在磁路系统1形成的磁场中，对音圈2通电后使其受到安培力的作用而产生振动，音圈骨架3被带动作同样的振动并切割磁路系统1形成的磁场的磁感线，进而在音圈骨架3内部产生感生电流，音圈骨架3内部的感生电流激发出与磁路系统1形成的磁场方向相反的感生磁场，所述的感生磁场使音圈骨架3受到与其振动方向相反的安培力，也即电磁阻尼。

音圈骨架3设置为与所述音圈2形状适配的闭合结构。在本实施例中，音圈2设置为环形的线圈，音圈骨架3设置为形状与音圈2的环形相适配的封闭金属环，如图1所示。具体地，向处在磁路系统1形成的磁场中的音圈2上通交流电，由于移动的电荷在磁场中会受到洛伦兹力作用，宏观上将表现为音圈2受到周期性的安培力作用，所述周期性的安培力方向与音圈2上自由电荷所受洛伦兹力的方向相同，该方向由磁路系统1形成的磁场的方向与音圈2上通电流的方向的矢量叉乘方向确定。在本实施例中，磁路系统1所形成的磁场的方向沿音圈2的轴向，电流方向沿音圈2的周向，音圈2中任一电流元所受的洛伦兹力方向沿音圈2的径向，音圈2所受的安培力方向为其上所有电流元所受洛伦兹力的矢量和。音圈2受到周期性的安培力作用后会产生相应地振动，音圈骨架3与音圈2相对固定连接，因此，音圈骨架3被音圈2带动作相同方向的振动，由于振动方向与磁路系统1所形成的磁场方向垂直，通过音圈骨架3的磁通量将发生变化。根据法拉第电磁感应定律(导体在磁场中的磁通量发生变化将引起导体内部产生感生电流)，音圈骨架3中产生感生电流，所述的感生电流为一沿音圈骨架3周向的涡流。根据楞次定律(感生电流总是沿着阻碍磁通量变化的方向激发感生磁场)，所述音圈骨架3上的涡流将产生一个与磁路系统1形成的磁场方向相反的感生磁场，所述感生磁场使音圈骨架3受到沿感生磁场方向的安培力。所述感生磁场对音圈骨架3的安培力与磁路系统1形成的磁场对音圈骨架3的相对运动方向相反，使音圈骨架3的振动受到一定程度的抑制，进而带动音圈2的振动受到同样的抑制，也即，所述感生磁场使音圈2的振动受到一定程度的调节。音圈2与音圈骨架3的连接方式可以为焊接、胶接和卡扣连接等，优选地，可以采用卡扣连接，以简化工艺流程并降低成本。

音圈骨架3对音圈2振动的调节程度可以通过改变音圈骨架3的电阻R进行调整。具体地，设系统的电磁阻尼Re＝(Bl)²/R(B为磁场强度，l为音圈骨架3的周长，R为音圈骨架3的电阻)，音圈骨架3受磁路系统1形成的磁场影响后其上产生的感生电动势E＝Blv(v为音圈骨架3振动的相对速度)，等效涡流强度i＝E/R＝Blv/R，反向的安培力大小为F＝-Bli＝-Re·v，也即，考虑振动速度v为系统内禀属性，改变音圈骨架3的电阻R进而改变系统的电磁阻尼Re即可调整音圈骨架3所受安培力的大小，进而调整音圈2的振动程度。

在本实施例中，可以通过改变音圈骨架3的材料进而改变所述音圈骨架3的电阻。可选地，音圈骨架3可以采用高电阻率的金属材料或合金(例如镍、钴、锌、镁等)也可以采用低电阻率的金属材料或合金(例如铝、金、铜、银等)。采用不同材料的音圈骨架3使其电阻R对系统造成适宜的阻尼，可以调整并优化音圈2的振动输出信号，使输出效能达到最优。

磁路系统1包括至少一个磁铁11、顶片12和轭铁13，在本实施例中，磁铁11的个数为两个，如图1所示。磁铁11和顶片12为与音圈2形状适配的环形，同轴设置在音圈2和音圈骨架3的内侧，如图1和图2所示。其中，两个磁铁11用于提供磁场，顶片12设置在两个磁铁11中间与所述磁铁11磁连接，用于导磁。轭铁13为直径大于音圈2和音圈骨架3的盆型结构，其边缘具有环形凸起，所述的环形凸起用于对磁铁11产生的磁场进行导向，使音圈2与磁铁11之间形成磁间隙区域，以便音圈2在所述的磁间隙区域中振动。如图2所示，轭铁13设置在磁铁11及顶片12的下方，位于下方的磁铁11的下表面与轭铁13的上表面固定连接，连接方式可以为焊接、胶接等。轭铁13可以采用纯铁、铸钢和低碳钢等材料，优选地，可以使用低碳钢材料，成本较低且易于成形。

盆架4和悬片5位于音圈2的上方，如图1和图2所示。盆架4为与音圈2形状适配的环形结构，用于固定音圈2。优选地，盆架4可以采用塑料材质，成本较低。悬片5的上表面与盆架4固定连接，悬片5的下表面与音圈2固定连接，连接方式均可以为焊接或胶接等。悬片5具有镂空结构，悬片5接收音圈2的振动使得其上的镂空结构产生同样的振动，所述镂空结构的振动可以产生声音，也即，悬片5可以将振动信号转换成声音信号。

应理解，盆架4和悬片5的实现方式并不限于图1中所示的形式，只要能够和音圈骨架以及音圈相互固定，并跟随音圈振动，各种其它形式的盆架和悬片均适用于本发明。

本实施例所述的换能器通过磁铁11产生磁场，磁能驱动通电的音圈2产生振动并转换为动能，动能驱动悬片5振动发声转换为声能。将音圈骨架3设置为具有预定电阻的金属环，使其在音圈2振动的磁场中产生电磁阻尼进而调整音圈2的振动程度，以调节所述磁能、所述动能和所述声能间的相互转换程度，优化最终声能输出质量。

图3为本发明第二实施例的换能器示意图。所述的换能器包括磁路系统1、音圈2、音圈骨架3、盆架4和悬片5。音圈骨架3设置为与上述第一实施例结构相同的闭合的金属环。在本实施例中，音圈骨架3在周向上具有不同的横截面积，如图3所示。也就是说，音圈骨架3与磁铁11的间距较上述第一实施例更小。增大音圈骨架3在周向上的横截面积，根据电阻率的公式R＝ρl/s(ρ为音圈骨架3的密度，s为音圈骨架3周向横截面积)使得音圈骨架3的电阻R减小，系统的电磁阻尼Re增加，进而调整音圈2的振动程度。可选地，还可以通过减小音圈骨架3在周向上的横截面积进而减小系统阻尼，同样可以对音圈2的振动程度进行调整。本实施例通过采用沿轴向具有不同横截面积的音圈骨架3使其电阻R对系统造成适宜的阻尼，可以调整并优化音圈2的振动输出信号，使输出效能达到最优。

图4-图5为本发明第三实施例的换能器示意图。所述的换能器包括磁路系统1、音圈2、音圈骨架3、盆架4和悬片5。音圈骨架3设置为与上述第一实施例结构相似的闭合的金属环，在本实施例中，音圈骨架3在周向上具有不同的形状，如图1和图4所示。在一种可选的实现方式中，音圈骨架3上设置缺口9(如图4和图5所示)，所述缺口9使音圈骨架3的电阻R及系统阻尼Re发生变化，进而对音圈2的振动程度进行调整。在另一种可选的实现方式中，还可以通过在音圈骨架3上设置半切口、孔和凸起等结构以实现对音圈2的振动调节。

本实施例通过采用沿轴向具有不同形状的音圈骨架3使其电阻R对系统造成适宜的阻尼，可以调整并优化音圈2的振动输出信号，使输出效能达到最优。

应理解，本发明所述的换能器还可以通过同时改变音圈骨架3的材料、横截面面积和横截面形状之中的任意两项或三项以实现对音圈2的振动调节。

本发明采用导电材料制成的音圈骨架使其对系统阻尼有所贡献，并通过改变音圈骨架的材料和/或形状改变其电阻值，进而改变其对系统阻尼的贡献，调整音圈的振动程度，使换能器的输出质量达到最优。

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。