【技术实现步骤摘要】
实施例涉及电动压缩驱动器，其中振荡隔膜(oscillating diaphragm)几何形状从与隔膜相邻的压缩腔室到压缩驱动器的声学出口需要路径长度补偿。具体而言，情况是从压缩腔室到声学出口的内部通道(passageway)需要相对于围绕压缩腔室周边(perimeter)的通道加长。
技术介绍
1、在超过90年的时间里，音频再现和音频回放都使用被称为压缩驱动器的电动声学换能器(transducer)。压缩驱动器的中心特征件是相邻边界放置并在其周边处固定的振荡隔膜。隔膜和边界一起形成被称为压缩腔室的小腔体。该腔室然后经由一个或多个通道通到声学出口。压缩腔室和声学出口之间的通道通常被称为相位塞。声学出口然后连接到从入口(喉部)到出口(嘴部)扩大的机械容积。扩大的机械容积通常被称为喇叭、波导或声学变换器(us4325456a)。
2、从振动隔膜(vibrating diaphragm，振荡隔膜)的表面，通过相位塞到声学出口，然后到喇叭嘴部的横截面面积的必要扩大是物理学的结果。空气比任何固体隔膜都具有更大的柔度(即，更小的刚度)。刚度的这种差异代表了声学阻抗的不匹配，这种不匹配降低了从振动隔膜到隔膜附近的空气的能量耦合(coupling of energy)。为了最大化将从隔膜到周围环境的能量耦合，人们希望使得隔膜的刚度与隔膜附近的空气更紧密地匹配。然后在喇叭的嘴部处，空气的柔度应和自由空间的柔度相匹配，以便于声音辐射。
3、受限的空气容积越小，其刚度越高。因此，邻近振荡隔膜限定小的空气容积会产生更好的阻抗匹配和
4、thuras的构造的目的是让隔膜附近的空气更紧密地匹配隔膜的刚度，然后逐渐过渡到匹配自由空间的刚度。随着时间的推移，已经对这种类型的换能器进行了许多改进。例如，早在1932年就公开了使用环形隔膜的压缩驱动器(us1845768)。早在1934年就公开了具有凸形圆顶隔膜的压缩驱动器(us2058555a、us3432002)。
5、振荡隔膜与压缩腔室壁边界之间的腔体中的空气表现出自然共振，通常在压缩驱动器的期望工作频率范围内。b.smith的关于在以平坦刚性隔膜为边界的压缩腔室中抑制声学腔体模式的著作(参考文献1)是用于选择应允许声音沿着压缩腔室从隔膜进入相位塞的位置以获得最佳声学响应均匀性的开创性方法。实际的压缩驱动器几乎从不使用平坦隔膜，因为圆顶结构的附加刚度倾向于抑制不想要的隔膜共振。随着计算能力(computingpower，使用计算机的能力)的提高，现在用数值方法来进行从压缩腔室到声学出口的声音传播的分析。
6、本领域技术人员通常使用包括若干同心通道的相位塞，靠近隔膜的通道具有较小的开口，而声学出口处的通道具有较大的开口。邻近隔膜的通道开口的位置被选择为用于管理(manage，控制)压缩腔室和/或隔膜的共振。已经寻求对压缩驱动器的优化来减小模态共振的耦合，例如参见用于圆顶隔膜的us8121330b2。由于不能完全避免共振，本领域技术人员可以减小压缩腔室、隔膜和相位塞通道的物理尺寸，以提高不期望的模态行为的最小起始频率。
7、相位塞通道通常是多个同心环，或者是同心环和径向狭缝的组合。穿过相位塞的通道可以被认为是传输线的集合。为了避免由通过相位塞的多个通道的不同声音传播所引起的额外声学共振，每个路径应该具有相似的长度和声学阻抗。对于凹形隔膜的情况，提供相等长度通道的相位塞在机械上是简单直接的。最长的路径长度自然是在隔膜的中间，并且源自压缩腔室的周边附近的从隔膜到声学出口的任何通道都可以通过围绕相位塞的周边限定的几何形状或者通过嵌套部件之间的边界而被延长。因此，在相位塞的周边处形成具有较长路径长度的几何形状不需要制造具有底切或复杂内部通道的相位塞组件。
8、在期望制造尽可能最小的压缩驱动器时，凹形隔膜存在缺点。这是因为隔膜是由在磁电机结构的磁通量中运动的振荡音圈驱动的。现代压缩驱动器普遍利用永磁体在电机中产生磁通量。如果相位塞位于音圈的内部，如典型的凹形圆顶的情况，那么电机结构的永磁体和磁通量路径通常布置于隔膜和音圈组件的外部。这是为了在电机中获得足够的磁通量，尤其是对于较小直径的音圈。永磁体定位在音圈直径的外部增加了电机结构的整体外部尺寸，并因此增加了压缩驱动器的整体外部尺寸。
9、相比之下，凸形隔膜的使用允许将电机的永磁体放置在音圈内部。在永磁体位于音圈内部的情况下，可以减少磁电机结构延伸超过音圈外径的量。结果是压缩驱动器的整体外部尺寸更小。在多个驱动器之间的距离很重要的应用中，较小的压缩驱动器尺寸允许换能器定位得更近。示例应用包括声学波束形成和多个换能器在单个波导上的集成。
10、为了在紧凑型压缩驱动器中在音圈内部容纳永磁体，现在压缩腔室和相位塞位于隔膜的一侧，而磁体位于隔膜的相对侧。由于隔膜、磁体和相位塞的这种定向，优选的隔膜曲度现在是凸形的。这提供了刚性隔膜、永磁体的物理空间以及尽可能最短的音圈组件。长音圈组件增加了额外的移动质量，否则会削弱高频下的压缩驱动器输出。
11、凸形隔膜的使用改变了相位塞通道的性质。与最长路径位于隔膜的中心处的凹形隔膜不同，凸形隔膜在隔膜中心处具有距声学出口的最短路径距离。对于凹形隔膜，额外的通道长度添加到围绕相位塞周边的通道上；而对于凸形隔膜，在相位塞和圆顶组件的中间处需要额外的通道长度，此处圆顶是最高的。凸形隔膜导致了这样的相位塞，其中所需的额外路径长度成为内部几何形状的问题。
12、内部几何形状给制造带来了复杂性：
13、·近净成形技术(如3d打印)可以生产这些几何形状，但对许多应用来说成本很高；
14、·传统的注射成型或压铸技术在生产具有底切和内部几何形状的零件方面具有局限性，或者需要极其昂贵的工具作业；
15、·将几何形状划分成部段(例如，半模)对于何种几何形状能被认为是旋转的或对称的具有局限性。
16、因此，期望一种新颖的设计来生产制造路径长度延伸通道作为内部几何形状的相位塞，以与具有凸形隔膜组件的压缩驱动器一起使用，或者在需要内部路径长度延伸的其他场合中使用。
技术实现思路
1、我们提出了一种新颖的相位塞设计，它可以用传统的模制造方法或其它近净成形方法制造。新设计提供了：
2、·相位塞入口位置在压缩腔室内邻近隔膜的灵活定位；
3、·针对每个内部声学通道的路径长度调节；
4、·对每个通道的扩大率的控制，从而对声学阻抗的控制；
5、·声学出口物理形状与现有设计的兼容；
6、·声学波本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于电动压缩驱动器的相位塞，包括：
2.根据权利要求1所述的相位塞，其中，所述隔膜(14)的旋转轴线与所述相位塞组件(18)的旋转轴线(22)重合。
3.根据权利要求1所述的相位塞，其中，所述隔膜(14)的旋转轴线与所述相位塞组件(18)的旋转轴线(22)不重合。
4.根据权利要求1所述的相位塞，其中，扩大的所述内部通道(26、28、30、32、34、36)相对于所述旋转轴线(22)以盘旋、圆锥盘旋或螺旋的方式旋转。
5.根据权利要求1所述的相位塞，包括围绕所述旋转轴线(22)以旋转对称方式分布的多个通道(26、28、30、32、34、36)。
6.根据权利要求1所述的相位塞，包括围绕所述旋转轴线未以旋转对称方式分布的多个通道(26、28、30、32、34、36)。
7.根据权利要求1所述的相位塞，包括围绕所述旋转轴线(22)旋转对称的最外通道(26)。
8.根据权利要求7所述的相位塞，包括一个或多个内部通道(28、30、32、34、36)，所述一个或多个内部通道设置在所述最外通道(26)
9.根据权利要求8所述的相位塞，其中，所述相位塞组件(18)包括具有内壁(44)的最外部件(38)、具有外表面和中空内部的中间部件(40)、以及具有外表面(48)的第三嵌套部件(42)，在所述中空内部的内壁(46)处形成有信道。
10.根据权利要求9所述的相位塞，其中，所述中间部件(40)被容纳在所述最外部件(38)中，以在所述最外部件(38)的所述内壁(44)与所述中间部件(40)的所述外表面之间限定所述最外通道(26)。
11.根据权利要求10所述的相位塞，其中，所述第三嵌套部件(42)被容纳在所述中间部件(40)的所述中空内部内，以在所述第三嵌套部件(42)的所述外表面(48)与所述中间部件(40)的所述内壁(46)的信道之间限定一个或多个内部通道(28、30、32、34、36)。
12.根据权利要求8所述的相位塞，其中，所述最外通道(26)的长度等于所述一个或多个内部通道(26、28、30、32、34、36)中每个的长度。
...【技术特征摘要】
1.一种用于电动压缩驱动器的相位塞，包括：
2.根据权利要求1所述的相位塞，其中，所述隔膜(14)的旋转轴线与所述相位塞组件(18)的旋转轴线(22)重合。
3.根据权利要求1所述的相位塞，其中，所述隔膜(14)的旋转轴线与所述相位塞组件(18)的旋转轴线(22)不重合。
4.根据权利要求1所述的相位塞，其中，扩大的所述内部通道(26、28、30、32、34、36)相对于所述旋转轴线(22)以盘旋、圆锥盘旋或螺旋的方式旋转。
5.根据权利要求1所述的相位塞，包括围绕所述旋转轴线(22)以旋转对称方式分布的多个通道(26、28、30、32、34、36)。
6.根据权利要求1所述的相位塞，包括围绕所述旋转轴线未以旋转对称方式分布的多个通道(26、28、30、32、34、36)。
7.根据权利要求1所述的相位塞，包括围绕所述旋转轴线(22)旋转对称的最外通道(26)。
8.根据权利要求7所述的相位塞，包括一个或多个内部通道(28、30、32、34、36)，所述一个或多个内部通道设置在所述最外通道(26)的径向内部，每个内部通道均具...
【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈·卡萨代伊，瓦伦蒂娜·卡尔迪纳利，P·格雷厄姆，
申请(专利权)人：Bamp，C扬声器NA美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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