【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及电声，具体涉及一种电磁开关、一种有源电荷泵及一种静电扬声器。
技术介绍
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技术介绍
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1、从上世纪二十年代开始就出现了各种发声方式的扬声器，其中动圈式扬声器(靠磁场力驱动)和静电扬声器(靠静电力驱动)成为音响工程师主要考虑的两个发展方向。由于技术、工艺和成本的考虑，工业界选择了动圈式扬声器，这种扬声器结构简单、效率高，基本可以满足当时音响系统对扬声器的指标要求，一直是市场的主流产品。
2、随着数字技术用于音源设备和高保真音频放大器的出现，目前广泛使用的动圈式扬声器由于失真较大(约3％)已难以跟上音响技术的发展，已成为音响重放系统的瓶颈，动圈式扬声器无法再现高保真数字音频信号(失真≤0.02％)的声音信息。为了还原高保真数字音频信号的声音信息，可采用静电扬声器，其原理如图1所示，输入音频信号通过音频变压器(101)升压200～300倍后加到两个固定极板(103)上，在两固定极板(103)间产生随音频信号电压变化的电场，高压直流电源(104)给振膜(102)注入静电荷，振膜(102)受电场力的作用振动产生声音。
3、静电扬声器的振膜(102)是在很薄的聚酯薄膜(只有几微米厚)上喷涂一薄层高阻抗导电材料制成的，由于振膜(102)很薄(只有几微米厚)、很轻(其质量只有动圈式扬声器振动系统的几百分之一)，故瞬态特性好，跟随音频信号的能力很强，故解析力极其优秀，可以分辨音乐的细节；静电扬声器的理论失真很小(失真≤0.05％)，如英国quad公司esl-2905豪华版静电扬声器音响在100
4、静电扬声器在中、高频段表现极佳，但在低频段(500hz以下)还无法和动圈式扬声器相媲美。因为在低频段需要振动较慢、但振幅较大的振动，而静电扬声器的两个固定极板间的距离在现有技术条件下还做不到太大，如果增大两固定极板间的距离，则效率会急剧下降，所以比较有效的办法是中、高频段用静电扬声器，低频段用传统的动圈式扬声器，如美国martin logan公司的产品就是采用这种办法。这种组合式音响系统的问题是低频和中、高频很难做到无缝衔接，因为锥盆质量相对较大(和静电扬声器的振膜相比)，跟随音频信号的能力较差，而静电扬声器的振膜非常轻，瞬态特性好，几乎和音频信号同步变化，故两者所表现的音乐品质差别还是比较明显的。如果要在全频段都采用静电扬声器，就需要将振膜做到很大的面积，如美国天域sound lab公司的旗舰产品，整个振膜宽107cm、高206cm，放在客厅里就像两块门板。
5、静电扬声器的优点：振膜质量极轻，因而瞬态特性好，解析力极佳，对中、高频信号的表现力极其优异，能捕捉音乐信号中极为细微的变化，声音自然，有临场感。
6、静电扬声器的缺点：需要极化电压，一般为2500～3500v，由高压直流电源提供，而高压直流电源体积较大，一般在12cm×8cm×2cm以上，使得静电扬声器无法在移动便携式设备中使用。
7、为解决静电扬声器高压直流电源体积太大的技术问题，专利2019103925990公开了一种净电荷发生装置，与高压直流电源功能相似，可以小型化，但上述净电荷发生装置包含真空器件：电子发生器，当器件体积需要进一步减小时，这种真空器件制造就很困难，成本也更高，且容易损坏。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种有源电荷泵、一种静电扬声器，同时还提供了一种电磁开关。
2、如图8是本专利技术提供的一种有源电荷泵(db001)，包括：场效应管(802)、恒压源(803)、控制信号发生器(804)、非门(805)、脉冲电压发生器(806)、脉冲电压发生器(807)、场效应管(808)、场效应管(809)、电感器(810)和电源(801)；恒压源(803)的电源输入端x、场效应管(802)的漏极d均与电源输入端m保持电连接，恒压源(803)的恒压输出端h与场效应管(802)的珊极g保持电连接，场效应管(802)的源极s与控制信号发生器(804)的电源输入端u保持电连接，控制信号发生器(804)的信号输出端同时与脉冲电压发生器(806)和非门(805)的信号输入端保持电连接，非门(805)的信号输出端与脉冲电压发生器(807)的信号输入端保持电连接；脉冲电压发生器(806)的脉冲电压输出端与场效应管(808)的珊极g和衬底电极b保持电连接，脉冲电压发生器(807)的脉冲电压输出端与场效应管(809)的珊极g和衬底电极b保持电连接；电感器(810)的一端与所述电源输入端m保持电连接，另一端同时与两个场效应管(808)和(809)的漏极d保持电连接，场效应管(808)的源极s接地，电源输入端m接电源(801)的正极；从场效应管(802)的衬底电极b引出一根导线作为所述有源电荷泵(db001)的电量信号输入端(820)，从场效应管(809)的源极s引出一根导线作为有源电荷泵(db001)的电荷输出端(821)；电源(801)给恒压源(803)、控制信号发生器(804)、非门(805)、脉冲电压发生器(806)、脉冲电压发生器(807)提供合适的工作电压；有源电荷泵(db001)的工作过程将在如图9所示的静电扬声器中说明。
3、有源电荷泵(db001)中的稳压源(803)可以由稳压二极管替代；有源电荷泵(db001)相比于现有技术，不需要真空器件，对静电扬声器的小型化有利。
4、如图9是本专利技术提供的一种静电扬声器，包括：音频变压器(101)、两个固定极板(103)、振膜(903)和有源电荷泵(db001)；振膜(903)与专利2019103925990技术方案中的振膜是相同的，其结构如图2所示；有源电荷泵(db001)的电量信号输入端(820)与振膜(903)的第二导电层保持电连接，有源电荷泵(db001)的电荷输出端(821)与所述振膜(901)的第一导电层保持电连接；在振膜(903)第一导电层上的静电量满足设计要求的情况下，场效应管(802)的栅极g与衬底电极b之间的电压使得场效应管(802)的源极s与漏极d之间刚好没有形成导电沟道，场效应管(802)处于截止状态；若振膜(903)第一导电层上的静电量减小[如空气潮湿、电离或场效应管(808)、(809)存在漏电流等原因导致]，由于感应，使得振膜(903)第二导电层上的静电量也相应减小，从而导致场效应管(802)的衬底电极b电位降低，场效应管(802)源极s与漏极d之间形成导电沟道，场效应管(802)进入导通状态，控制信号发生器(804)接通电源开始工作同时发出控制信号，所述控制信号一路传输至脉冲电压发生器(806)，另一路经非门(805)处理后传输至脉冲电压发生器(807)；从上述电路结构可知，脉冲电压发生器(806)与脉冲电压发生器(807)输出的脉冲电压正好反相，所以两个场效应管(808)和(809)的工作状态(即“导通”或“截止”)也正好反相；开始工作本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种有源电荷泵(DB001)，其特征在于，包括：场效应管(802)、恒压源(803)、控制信号发生器(804)、非门(805)、脉冲电压发生器(806)、脉冲电压发生器(807)、场效应管(808)、场效应管(809)和电感器(810)；所述恒压源(803)的电源输入端x、所述场效应管(802)的漏极D均与电源输入端m保持电连接，所述恒压源(803)的恒压输出端h与所述场效应管(802)的珊极G保持电连接，所述场效应管(802)的源极S与所述控制信号发生器(804)的电源输入端u保持电连接，所述控制信号发生器(804)的信号输出端同时与所述脉冲电压发生器(806)和非门(805)的信号输入端保持电连接，所述非门(805)的信号输出端与所述脉冲电压发生器(807)的信号输入端保持电连接；所述脉冲电压发生器(806)的脉冲电压输出端与所述场效应管(808)的珊极G和衬底电极B保持电连接，所述脉冲电压发生器(807)的脉冲电压输出端与所述场效应管(809)的珊极G和衬底电极B保持电连接，所述电感器(810)的一端与所述电源输入端m保持电连接，另一端同时与所述两个场效应管(808)和
2.根据权利要求1所述的有源电荷泵，其特征在于：所述恒压源(803)可用稳压二极管替代。
3.根据权利要求1所述的有源电荷泵，其特征在于：所述有源电荷泵(DB001)还包括电荷缓冲器(1702)，所述电荷缓冲器(1702)的输入端e与所述场效应管(809)的源极S保持电连接，电荷缓冲器(1702)的输出端f与有源电荷泵(DB001)的电荷输出端(821)保持电连接。
4.一种电磁开关(DC01)，其特征在于，包括：磁铁(1201)、触头(1203)、磁场(1204)、触板(1205)和弹性薄片(1206)；所述触板(1205)由非铁磁性导电材料制作，所述弹性薄片(1206)由具有弹性和导电性的材料制作，所述触板(1205)与所述磁铁(1201)相对放置并与所述弹性薄片(1206)保持电连接，所述磁场(1204)的方向与所述触板(1205)平行且与流过所述触板(1205)的电流方向垂直，所述弹性薄片(1206)容易产生垂直于所述触板(1205)所在平面的形变而不容易产生平行于所述磁场(1204)方向的形变，所述触头(1203)由导电材料制作，当所述电磁开关(DC01)闭合时所述触板(1205)与所述触头(1203)保持电连接，从所述弹性薄片(1206)引出一根导线作为电磁开关(DC01)的电流输入端c，从所述触头(1203)引出一根导线作为电磁开关(DC01)的电流输出端d。
5.根据权利要求4所述的电磁开关，其特征在于：与所述触板(1205)相对放置的磁极包括N极和S极两种，当所述触板(1205)中有电流通过时，所述的所有N极与S极产生的磁场对所述触板(1205)中电流的安培力大小相等、方向相反。
6.根据权利要求5所述的电磁开关，其特征在于：正对所述触板(1205)的磁极个数是偶数，所述偶数个磁极中有一半是N极，另一半是S极，且相距最近的两个磁极都是异名磁极，所述磁极中任何N极与任何S极除了磁极名称不同，其它都相同。
7.根据权利要求5所述的电磁开关，其特征在于：所述弹性薄片(1206)可以由弹簧替代，所述弹簧由导电性材料制作。
8.根据权利要求5所述的电磁开关，其特征在于：所述电磁开关(DC01)还包括弹簧(1301)，所述弹簧(1301)连接在所述触板(1205)与固定物之间并可控制所述触板(1205)的位置或/和运动。
9.根据权利要求8所述的电磁开关，其特征在于：所述弹性薄片(1206)可以由连接杆(1302)替代，所述连接杆(1302)由导电材料制作并可以绕处于O点的轴旋转，所述O点的轴与所述磁场(1204)平行，从所述连接杆(1302)引出一根导线作为电磁开关(DC01)的电流输入端c。
10.一种电磁开关(DC02)，其特征在于，包括：磁铁(1201)、触头(1203)、电阻(1901)、触片(1903)、触头(1904)、触片(1905)和电致动元件(1902)；所述电致动元件(1902)由电致动材料和覆于所述电致动材料两个表面的电极(501)、(502)组成，所述电极(501)和(502)都是由非铁磁性导电材料制作，所述触片(1903)、触...
【技术特征摘要】
1.一种有源电荷泵(db001)，其特征在于，包括：场效应管(802)、恒压源(803)、控制信号发生器(804)、非门(805)、脉冲电压发生器(806)、脉冲电压发生器(807)、场效应管(808)、场效应管(809)和电感器(810)；所述恒压源(803)的电源输入端x、所述场效应管(802)的漏极d均与电源输入端m保持电连接，所述恒压源(803)的恒压输出端h与所述场效应管(802)的珊极g保持电连接，所述场效应管(802)的源极s与所述控制信号发生器(804)的电源输入端u保持电连接，所述控制信号发生器(804)的信号输出端同时与所述脉冲电压发生器(806)和非门(805)的信号输入端保持电连接，所述非门(805)的信号输出端与所述脉冲电压发生器(807)的信号输入端保持电连接；所述脉冲电压发生器(806)的脉冲电压输出端与所述场效应管(808)的珊极g和衬底电极b保持电连接，所述脉冲电压发生器(807)的脉冲电压输出端与所述场效应管(809)的珊极g和衬底电极b保持电连接，所述电感器(810)的一端与所述电源输入端m保持电连接，另一端同时与所述两个场效应管(808)和(809)的漏极d保持电连接；所述场效应管(808)的源极s与地保持电连接，从所述场效应管(802)的衬底电极b引出一根导线作为所述有源电荷泵(db001)的电量信号输入端(820)，从所述场效应管(809)的源极s引出一根导线作为所述有源电荷泵(db001)的电荷输出端(821)。
2.根据权利要求1所述的有源电荷泵，其特征在于：所述恒压源(803)可用稳压二极管替代。
3.根据权利要求1所述的有源电荷泵，其特征在于：所述有源电荷泵(db001)还包括电荷缓冲器(1702)，所述电荷缓冲器(1702)的输入端e与所述场效应管(809)的源极s保持电连接，电荷缓冲器(1702)的输出端f与有源电荷泵(db001)的电荷输出端(821)保持电连接。
4.一种电磁开关(dc01)，其特征在于，包括：磁铁(1201)、触头(1203)、磁场(1204)、触板(1205)和弹性薄片(1206)；所述触板(1205)由非铁磁性导电材料制作，所述弹性薄片(1206)由具有弹性和导电性的材料制作，所述触板(1205)与所述磁铁(1201)相对放置并与所述弹性薄片(1206)保持电连接，所述磁场(1204)的方向与所述触板(1205)平行且与流过所述触板(1205)的电流方向垂直，所述弹性薄片(1206)容易产生垂直于所述触板(1205)所在平面的形变而不容易产生平行于所述磁场(1204)方向的形变，所述触头(1203)由导电材料制作，当所述电磁开关(dc01)闭合时所述触板(1205)与所述触头(1203)保持电连接，从所述弹性薄片(1206)引出一根导线作为电磁开关(dc01)的电流输入端c，从所述触头(1203)引出一根导线作为电磁开关(dc01)的电流输出端d。
5.根据权利要求4所述的电磁开关，其特征在于：与所述触板(1205)相对放置的磁极包括n极和s极两种，当所述触板(1205)中有电流通过时，所述的所有n极与s极产生的磁场对所述触板(1205)中电流的安培力大小相等、方向相反。
6.根据权利要求5所述的电磁开关，其特征在于：正对所述触板(1205)的磁极个数是偶数，所述偶数个磁极中有一半是n极，另一半是s极，且相距最近的两个磁极都是异名磁极，所述磁极中任何n极与任何s极除了磁极名称不同，其它都相同。
7.根据权利要求5所述的电磁开关，其特征在于：所述弹性薄片(1206)可以由弹簧替代，所述弹簧由导电性材料制作。
8.根据权利要求5所述的电磁开关，其特征在于：所述电磁开关(dc01)还包括弹簧(1301)，所述弹簧(1301)连接在所述触板(1205)与固定物之间并可控制所述触板(1205)的位置或/和运动。
9.根据权利要求8所述的电磁开关，其特征在于：所述弹性薄片(1206)可以由连接杆(1302)替代，所述连接杆(1302)由导电材料制作并可以绕处于o点的轴旋转，所述o点的轴与所述磁场(1204)平行，从所述连接杆(1302)引出一根导线作为电磁开关(dc01)的电流输入端c。
10.一种电磁开关(dc02)，其特征在于，包括：磁铁(1201)、触头(1203)、电阻(1901)、触片(1903)、触头(1904)、触片(1905)和电致动元件(1902)；所述电致动元件(1902)由电致动材料和覆于所述电致动材料两个表面的电极(501)、(502)组成，所述电极(501)和(502)都是由非铁磁性导电材料制作，所述触片(1903)、触头(1904)和触片(1905)都是由导电材料制作，所述触头(1904)通过连接部件(1906)与所述电极(502)保持电连接，所述连接部件(1906)由导电材料制作，可以制作成直线型、弧形、角型等形状，只要能起到连接作用即可，所述电阻(1901)用导线连接在所述触头(1203)与触片(1903)之间，从所述电致动元件(1902)的电极(501)引出一根导线作为电磁开关(dc02)的电流输入端c，从所述触片(1903)引出一根导线作为电磁开关(dc02)的电流输出端d，所述触片(1905)与所述电磁开关(dc02)的电流输入端c保持电连接，当所述电磁开关(dc02)处于闭合状态时所述电极(501)与所述触头(1203)保持电连接。
11.根据权利要求10所述的电磁开关，其特征在于：所述电磁开关还包括电阻(2101)，所述电阻(2101)用导线连接在所述电极(501)与电流输入端c之间。
12.一种电磁开关(dc03)，其特征在于，包括：霍尔元件(3101)和场效应管(3102)；所述场效应管(3102)采用耗尽型场效应管，所述霍尔元件(3101)的电极q与所述场效应管(3102)的漏极d保持电连接，所述霍尔元件(3101)的电极e与所述场效应管(3102)的栅极g保持电连接，所述霍尔元件(3101)的电极f与所述场效应管(3102)的衬底电极b保持电连接，从所述霍尔元件(3101)的电极p引出一根导线作为所述电磁开关(dc03)的电流输入端c，所述场效应管(3102)的源极s引出一根导线作为所述电磁开关(dc03)的电流输出端d。
13.根据权利要求12所述的电磁开关(dc03)，其特征在于：在所述霍尔元件(3101)的电极e与所述场效应管(3102)的栅极g之间还包含二极管(3201)，所述二极管(3201)的负极与所述霍尔元件(3101)的电极e保持电连接，所述二极管(3201)的正极与所述场效应管(3102)的栅极g保持电连接。
14.根据权利要求12所述的电磁开关(dc03)，其特征在于：在所述霍尔元件(3101)的电极f与所述场效应管(3102)的衬底电极b之间还包含二极管(3202)，所述二极管(3202)的正极与所述霍尔元件(3101)的电极f保持电连接，所述二极管(3202)的负极与所述场效应管(3102)的衬底电极b保持电连接。
15.根据权利要求12所述的电磁开关(dc03)，其特征在于：在所述场效应管(3102)的栅极g与源极s之间还包含电容器(3301)。
16.根据权利要求15所述的电磁开关(dc03)，其特征在于：所述电容器(3301)可以由可变电容器(3401)替代。
17.根据权利要求12所述的电磁开关(dc03)，其特征在于：在所述场效应管(3102)的衬底电极b与源极s之间还包含电容器(3302)。
18.根据权利要求17所述的电磁开关(dc03)，其特征在于：所述电容器(3302)可以由可变电容器(3402)替代。
19.一种有源电荷泵(db002)，其特征在于，包括：场效应管(802)、恒压源(803)、电感器(810)、二极管(1701)和权利要求4至18所述的任一种电磁开关；所述恒压源(803)的电源输入端x、所述场效应管(802)的漏极d均与电源输入端m保持电连接，所述恒压源(803)的恒压输出端h与所述场效应管(802)的栅极g保持电连接，所述电感器(810)用导线连接在所述场效应管(802)的源极s与所述电磁开关的电源输入端c之间，所述二极管(1701)的正极与所述电磁开关的电源输入端c保持电连接，从所述场效应管(802)的衬底电极b引出一根导线作为所述有源电荷泵的电量信号输入端(820)，从所述二极管(1701)的负极引出一根导线作为所述有源电荷泵的电荷输出端(821)。
20.根据权利要求19所述的有源电荷泵，其特征在于：所述恒压源(803)可以用稳压二极管替代。
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