一种具有中心压电体支承振膜的受话器
阅读说明：本技术 一种具有中心压电体支承振膜的受话器 (Telephone receiver with central piezoelectric body supporting vibrating diaphragm ) 是由 吴宗汉 张绍年 陈为波 于 2021-01-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种具有中心压电体支承振膜的受话器,包括壳体,壳体内依次封装有金属垫圈、振膜组件、绝缘垫环和垫板,振膜组件包括金属膜环和振膜；壳体内还设有压电体；压电体的第一端固定于垫板的内侧表面,且与垫板的外侧表面上设置的接线端子电连接；压电体的第二端支撑并连接于振膜的中心,且通过振膜组件与壳体电连接；当接线端子和壳体被施加音频交流电压时,压电体振动发声,且振膜在压电体的驱动下振动发声。本发明的受话器,由压电体振动和振膜振动实现发声,在频响上互补,在低、中、高全频段都有较好的发声效果。本发明的受话器,还具有功耗小、效率高、结构简单、制造工艺简单、便于微型化等优点。(The invention discloses a telephone receiver with a central piezoelectric body supporting diaphragm, which comprises a shell, wherein a metal gasket, a diaphragm assembly, an insulating backing ring and a backing plate are sequentially packaged in the shell, and the diaphragm assembly comprises a metal film ring and a diaphragm; a piezoelectric body is also arranged in the shell; the first end of the piezoelectric body is fixed on the inner side surface of the backing plate and is electrically connected with a wiring terminal arranged on the outer side surface of the backing plate; the second end of the piezoelectric body is supported and connected with the center of the vibrating diaphragm and is electrically connected with the shell through the vibrating diaphragm component; when the connecting terminal and the shell are applied with audio alternating-current voltage, the piezoelectric body vibrates to sound, and the vibrating diaphragm vibrates to sound under the driving of the piezoelectric body. The telephone receiver of the invention realizes sound production by piezoelectric body vibration and vibrating diaphragm vibration, is complementary in frequency response, and has better sound production effect in low, medium and high full frequency bands. The telephone receiver of the invention also has the advantages of low power consumption, high efficiency, simple structure, simple manufacturing process, convenient miniaturization and the like.)
技术领域
本发明涉及声学器件技术领域，具体涉及一种具有中心压电体支承振膜的受话器。
背景技术
受话器英文名称为Receiver，是一种在无声音泄漏条件下以耳窝为耦合腔体将音频电信号转换成声音信号的电声器件。受话器是通过物理效应将电能转换为声能，根据不同电声转换的物理效应，可将分为多种类型，如电磁式、压电式、电容式或电动式等等。不同形式的受话器，往往在不同的频段具有不同的表现，很难在低、中、高频都有较好的效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有中心压电体支承振膜的受话器，用于提高受话器的声音效果，简化受话器的结构和工艺。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种具有中心压电体支承振膜的受话器，包括壳体，所述壳体内依次封装有金属垫圈、振膜组件、绝缘垫环和垫板，所述振膜组件包括金属膜环和粘贴在金属膜环上的振膜；所述壳体内还设有位于所述垫板和所述振膜之间的压电体；所述压电体的第一端固定于所述垫板的内侧表面，且与所述垫板的外侧表面上设置的接线端子电连接；所述压电体的第二端支撑并连接于所述振膜的中心，且通过所述振膜组件与所述壳体电连接；当所述接线端子和所述壳体被施加音频交流电压时，所述压电体振动发声，且所述振膜在所述压电体的驱动下振动发声。
一种可能的实现方式中，所述垫板的内侧表面具有与所述压电体电连接、且与所述壳体绝缘的第一金属层，外侧表面具有与所述接线端子电连接、且与所述壳体绝缘的第二金属层，所述第一金属层和所述第二金属层通过金属化通孔电连接。
一种可能的实现方式中，所述垫板采用两侧表面均具有金属层的双面覆铜板，且双面覆铜板上靠近所述壳体的边缘区域的金属层被蚀刻去除。
一种可能的实现方式中，所述振膜的与所述压电体连接的一面具有金属化镀层，所述压电体的两端的端面均具有金属化镀层。
一种可能的实现方式中，所述振膜的中心设置有针状触点，该针状触点通过导电胶与所述压电体连接。
一种可能的实现方式中，所述压电体为柱形压电体。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
1、本发明的受话器，是由压电体振动并驱动膜片振动发声的，具有功耗小、效率高的优点，还具有结构简单、制造工艺简便易操作的优点，以及具有便于进一步微型化等优点。
2、本发明的受话器，用音频交流电压作用时，一方面压电体会振动发声，同时压电体又对振膜作用，就会使振膜受到驱动振动而发出声音。由压电体振动发声的频响范围中、高频较好，低频特性欠佳；而其驱动膜片振动发声的频响特性的低频部分更好；两者结合则在频响上有互补的效果，实现在低、中、高全频段都有较好的发声效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明实施例1提供的一种具有中心压电体支承振膜的受话器的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种具有中心压电体支承振膜的受话器的振膜组件的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
下面通过具体实施例，进行详细的说明。
本发明实施例提供一种具有中心压电体支承振膜的受话器(微扬声器)。
常见的受话器的振膜大都是圆形、橢圆形、方形、矩形、跑道式橢方形等形状的，而且，振膜都是四周固定的。本专利提出了一种振膜是四周固定，并具有中心压电体支承振膜的结构。
本发明实施例的受话器，其技术原理如下。
作为一种具有中心压电体支承振膜的受话器，在原理上可以简化为两部分：一是具有中心刚性支承的振膜组件系统，对其的分析就是对一个具有中心刚性支承的振膜组件系统的解析；二是支承振膜的中心的压电体，作为一端固定一端自由的柱状压电体，当其受到在轴的方向(即垂直于振膜平面方向)施加的电压，则在轴的方向产生形变，其大小则由压电体的压电系数d33来确定，若施加的电压为交变的信号电压，则其产生形变变化随交变的信号电压而相应变化。由此，若用音频交流电压作用时，一方面压电体会振动发声，同时压电体又对膜片作用，就会使膜片受到驱动振动而发出声音。
本发明的受话器，是一种由中心压电体振动并驱动它所支承的振膜振动发声的受话器(微扬声器)，它有别于一般的动圈式受话器，其具有功率消耗小、发热小、且效率高的优点；还具有结构简单、制造工艺方便容易操作的优点；而且能进一步微型化，推广至微电子器件领域。
本发明的受话器，用音频交流电压作用时，一方面压电体会振动发声，同时压电体又对振膜作用，就会使振膜受到驱动振动而发出声音。由压电体振动发声的频响范围中、高频较好，低频特性欠佳；而其驱动膜片振动发声的频响特性的低频部分更好；两者结合则有互补的效果，实现在低、中、高全频段都有较好的效果。
请参考图1，是本发明的实施例1提供的一种具有中心压电体支承振膜的受话器的结构示意图。
如图1所示，该受话器包括壳体7，所述壳体7内从一端至另一端依次封装有金属垫圈1、振膜组件2、绝缘垫环4和垫板5。所述振膜组件2包括金属膜环21和粘贴在金属膜环上的振膜22，振膜22的朝向垫板5的一面具有金属化镀层。
所述壳体7内还设有位于所述垫板5和所述振膜22之间的压电体3，该压电体3可以采用柱形压电体(或称为压电柱体)。所述压电体3的第一端固定于所述垫板5的内侧表面，且与所述垫板5的外侧表面上设置的接线端子9电连接；所述压电体3的第二端支撑并连接于所述振膜22的中心，且通过所述振膜组件2与所述壳体7电连接。其中，压电体3的两端的端面均具有金属化镀层，以便较好的与振膜22、垫板5实现电连接。
所述垫板5可以采用两侧表面均具有金属层8的双面覆铜板，且双面覆铜板上靠近所述壳体7的边缘区域(外环部分)的金属层8被蚀刻去除，以确保与壳体7相互绝缘。
垫板5两侧表面的金属层8包括：内侧表面与所述压电体3电连接、且与所述壳体7绝缘的第一金属层，外侧表面与所述接线端子9电连接、且与所述壳体7绝缘的第二金属层。垫板5两侧表面的第一金属层和第二金属层，可通过贯穿垫板5的金属化通孔6实现电连接。
音频信号为交流电压，可以由外壳7和接线端子9输入，使中心支承的压电体3的上下端面有电压输入作用，压电体3具有较大的压电系数d33，当在轴的方向(即垂直于振膜平面方向)施加电压，则在轴的方向产生形变，其大小则由压电系数d33来确定，若施加的电压为交变的信号电压，则其产生形变变化随交变的信号电压而相应变化。由此，若用音频交流电压作用时，一方面压电体会振动发声，同时它又对2上的膜片作用，就会使膜片受到驱动振动而发出声音。
请参考图2，本发明实施例2提供的一种具有中心压电体支承振膜的受话器的振膜组件的结构示意图。
本实施例中，所述振膜的中心设置有针状触点10，该针状触点10通过导电胶与所述压电体连接。针状触点可以和压电体3较好的接触，在接触处涂上导电胶以保证针状触点和压电体接触牢靠且导电良好，针状触点又与振膜的金属化镀层及金属膜环连接，以保证压电体第二端端面可以电连接至外壳7上。
可选的，所述的针状触点具体可以是一个铆钉结构或者铆扣结构的金属件，其钉在或扣在振膜上再与压电体的端面连接。当振膜较薄时，振膜与压电体难以实现较好的直接连接固定。而通过采用铆钉或者铆扣结构的针状触点，一则使得膜片与压电体可以更好的固定连接，二则使得膜片与压电体可以更好的电连接，确保导电性能。
同样的，当音频信号由外壳7和接线端子9输入，使中心支承的压电柱体3的上下表面有电压输入作用，压电体3具有较大的压电系数d33，当在轴的方向(即垂直于振膜平面方向)施加电压，则在轴的方向产生形变，其大小则由压电系数d33来确定，若施加的电压为交变的信号电压，则其产生形变变化随交变的信号电压而相应变化。由此，若用音频交流电压作用时，一方面压电体会振动发声，同时它又对膜片作用，就会使膜片受到驱动振动而发出声音。
综上，本发明实施例提出了一种具有中心压电体支承振膜的受话器。该受话器在结构上可以简化为两部分：一是具有中心刚性支承的振膜组件；二是支承振膜的中心压电体，其为第一端固定、第二端自由的柱状压电体。其中，振膜组件的振膜的形状，可以是但不限于圆形、橢圆形、方形、矩形、跑道式橢方形等形状。振膜可以是四周固定的，但对于平板系统，具有中心刚性支承的振膜组件，也可以是周围是自由边界。
本发明实施例的受话器，具有以下优点：
1、本发明的受话器，是由压电体振动并驱动膜片振动发声的，具有功耗小、效率高的优点，还具有结构简单、制造工艺方便容易操作、便于进一步微型化的优点。
2、本发明的受话器，用音频交流电压作用时，一方面压电体会振动发声，同时压电体又对振膜作用，就会使振膜受到驱动振动而发出声音。由压电体振动发声的频响范围中、高频较好，低频特性欠佳；而其驱动膜片振动发声的频响特性的低频部分更好；两者结合则在频响上有互补的效果，实现在低、中、高全频段都有较好的发声效果。
以上，通过具体实施例对本发明的技术方案进行了详细说明。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
应当理解，上述各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员，可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和保护范围。